Op het gebied van energietransmissie en -distributie zijn transformatoren kernapparatuur die de taak van spanningsomzetting en krachttransmissie op zich neemt. Iedereen die in contact is gekomen met transformatoren zal een veel voorkomend fenomeen tegenkomen: de nominale waarde van transformatoren wordt altijd aangegeven in kVA (kilovolt-ampère) in plaats van kW (kilowatt). Dit is geen willekeurige keuze, maar een wetenschappelijke setting gebaseerd op het werkingsprincipe van transformatoren en daadwerkelijke toepassingsbehoeften. Vooral voor apparatuur zoalsDroge transformator van 150 kvaen droge distributietransformatoren, hun nominale waarden volgen ook dit principe, wat cruciaal is voor het garanderen van een veilige en efficiënte werking in industriële en commerciële scenario's.
Allereerst moeten we de kernfunctie van transformatoren verduidelijken: ze zenden alleen stroom van het ene circuit naar het andere zonder het vermogen en de frequentie te veranderen. Met andere woorden, transformatoren kunnen de waarden van stroom en spanning alleen verhogen of verlagen op voorwaarde dat vermogen en frequentie ongewijzigd blijven. Op het naamplaatje van een transformator staan doorgaans basisgegevens vermeld, zoals VA-waarde, een-fasig/drie-fasig type (voedings- of distributietransformator), stap-omhoog/stap-omlaagtype en verbindingsmodus, om gebruikers te helpen de prestaties van de apparatuur te begrijpen. Onder hen is de VA- of kVA-waarde de meest kritische parameter, die nauw verband houdt met het verlies van de transformator.
Transformatoren hebben twee hoofdtypen verliezen tijdens het gebruik, die rechtstreeks hun nominale waardemarkeringsmethode bepalen:
1. Koperverlies: Dit wordt berekend met de formule I²R, die afhangt van de stroom die door de transformatorwikkelingen gaat. Hoe groter de stroom, hoe groter het koperverlies. Voor distributietransformatoren van het droge type, die veel worden gebruikt in scenario's voor stroomdistributie binnenshuis, is de rationele controle van koperverlies cruciaal om een stabiele werking op lange termijn te garanderen.
2. IJzerverlies (ook bekend als kernverlies of isolatieverlies): Het wordt veroorzaakt door wervelstroom en hysterese-effect in de ijzeren kern, die afhankelijk is van de spanning die op de transformator wordt toegepast. Zolang de transformator bekrachtigd is, zal het ijzerverlies stabiel blijven bestaan en wordt het in principe niet beïnvloed door de belasting. De droge transformator van het 150 kva-type, die de voorkeur geniet in kleine en middelgrote industriële installaties-, heeft ook dergelijke verlieskarakteristieken, en het ijzerverlies wordt vastgesteld onder de nominale spanning.
Het belangrijkste punt is dat het totale verlies van de transformator afhangt van de spanning (V) en stroom (I), die wordt uitgedrukt in volt- ampère (VA), en niets te maken heeft met de belastingsvermogensfactor (PF). Dit is de fundamentele reden waarom het vermogen van transformatoren wordt uitgedrukt in VA of kVA in plaats van W of kW. Wanneer fabrikanten transformatoren ontwerpen, zoals een droge transformator van 150 kva endistributietransformator van het droge typekunnen ze niet voorspellen op welke specifieke belastingstypen de transformatoren in de toekomst zullen worden aangesloten.
De belasting die is aangesloten op de secundaire zijde van de transformator kan resistief zijn (zoals elektrische verwarmers), inductief (zoals motoren), capacitief (zoals condensatoren) of gemengde belastingen. Verschillende belastingstypen leiden tot verschillende vermogensfactorwaarden. De arbeidsfactor van pure ohmse belasting is bijvoorbeeld 1, terwijl de arbeidsfactor van inductieve of capacitieve belasting gewoonlijk kleiner is dan 1. Als de transformator een nominaal vermogen in kW heeft, wordt deze beperkt door de arbeidsfactor, wat resulteert in onnauwkeurige capaciteitsmarkering en zelfs potentiële veiligheidsrisico's.
Laten we een praktisch voorbeeld gebruiken om dit principe verder te illustreren. Stel dat we een transformator met één-fasestap- hebben, die qua verlieskarakteristieken vergelijkbaar is met het werkingsprincipe van een droge transformator van 150 kva:
Nominale waarde van de transformator in kVA=11kVA Primaire spanning=110V Primaire stroom=100A Secundaire spanning=220V Secundaire stroom=50A Secundaire equivalente weerstand=5Ω IJzerverlies=30W
Geval 1: Sluit een ohmse belasting aan op de secundaire zijde, met een arbeidsfactor Φ=1. Op dit moment is het totale verlies van de transformator koperverlies + ijzerverlies, dat wil zeggen I²R + ijzerverlies. Vervanging van de waarden: (50² × 5) + 30W=12530W=12.53kW. Het uitgangsvermogen van de transformator is P=V × I × Cosϕ=220 × 50 × 1=11 kW. Het vermogen van de transformator is (220 × 50) ÷ 1000=11kVA.
Geval 2: Sluit een inductieve of capacitieve belasting aan op de secundaire zijde, met een arbeidsfactor Φ=0.6. Op dit moment is het totale verlies van de transformator nog steeds koperverlies + ijzerverlies, wat nog steeds 12,53 kW is. Het uitgangsvermogen van de transformator wordt echter P=220 × 50 × 0.6=6.6 kW. Het vermogen van de transformator is nog steeds (220 × 50) ÷ 1000=11kVA.
Uit het voorbeeld blijkt dat de nominale waarde van de transformator (11 kVA) ongewijzigd blijft, maar dat het werkelijke uitgangsvermogen varieert met de arbeidsfactor. Dit komt omdat het verlies van de transformator alleen verband houdt met spanning en stroom, en niet met de arbeidsfactor. Voor distributietransformatoren van het droge type die worden gebruikt in stroomdistributiesystemen, zorgt deze eigenschap ervoor dat deze zich kan aanpassen aan verschillende belastingsomgevingen en stabiele prestaties kan behouden.
JINSHANMEN TECHNOLOGIE CO., LTDis een professionele fabrikant van krachttransmissie- en distributieapparatuur, die een rijke ervaring heeft in de productie en R&D van transformatoren. Het bedrijf produceert voornamelijk olie-ondergedompelde stroomtransformatoren, droge- stroomtransformatoren, olie-ondergedompelde drie- dimensionale opgerolde stroomtransformatoren, droge - type drie- dimensionale opgerolde stroomtransformatoren, mijnbouwexplosie- droge - transformatoren, mijnbouw explosie- explosiebestendige mobiele onderstations, amorfe legering stroomtransformatoren, op laadvermogen regulerende stroomtransformatoren, droge locomotief- transformatoren, zoals evenals geprefabriceerde onderstations, modulaire onderstations, onderstations van het windenergiedoostype, hoog- en laagspanningsschakelaars en andere transmissie- en distributieapparatuur. Of het nu gaat om een droge transformator van het 150 kva-type of een droge distributietransformator, het bedrijf houdt zich aan strikte kwaliteitsnormen, zorgt ervoor dat de nominale productwaarde nauwkeurig en betrouwbaar is en voldoet aan de uiteenlopende behoeften van industriële, commerciële en mijnbouwvelden.
Concluderend wordt de nominale waarde van transformatoren aangegeven in kVA in plaats van kW, wat wordt bepaald door de verlieskarakteristieken van transformatoren en de onzekerheid van belastingstypen. Deze markeermethode kan nauwkeurig de maximale capaciteit weergeven die de transformator kan dragen, de veilige en stabiele werking van de apparatuur garanderen en ook een wetenschappelijke basis bieden voor gebruikers om transformatoren te selecteren en te gebruiken. Voor apparatuur zoals een droge transformator van het 150 kva-type en een droge distributietransformator is het begrijpen van dit principe van groot belang voor een rationele selectie, installatie en onderhoud.