Nennleistung und Leistungsfaktor des Transformators

 

1. Begriffsbestimmung

Die Transformatorkapazität bezieht sich auf die maximale Leistung, die ein Transformator für einen längeren Zeitraum unter Nennbetriebsbedingungen sicher übertragen kann. Es wird typischerweise in Kilovolt-Ampere (KVA) oder Megavolt-Ampere (MVA) ausgedrückt. Die Kapazität wird durch die Konstruktions- und Betriebsumgebung des Transformators bestimmt und dient als Schlüsselparameter für die Bewertung der Lastbehandlungsfähigkeit des Transformators.

 

2. Einheiten

Die verwendeten Einheiten sind Kilovolt-Ampere (KVA) oder Megavolt-Ampere (MVA) mit den folgenden Umstellungen:
1 mva=1000 kva=1, 000, 000 va.

 

 

Scheinbare Kraft (en)

KVA- Dies wird allgemein als Transformatorkapazität bezeichnet, z. B. ein 5000 -kVA -Transformator.
Die Formel lautet:
Wo:

• S: Scheinbare Leistung (Transformatorkapazität, Einheit: KVA oder MVA)
• U: Nennspannung (Einheit: KV)
• I: Bewertungsstrom (Einheit: a)

Die Transformatorkapazität berücksichtigt nur die scheinbare Leistung und spiegelt den Leistungsfaktor nicht direkt wider.

 

Aktive Leistung (p)

KW- Aktive Leistung ist die tatsächliche Leistung, die von der Last verwendet wird.

 

Blindleistung (q)

Kvar- Die Reaktivleistung ist mit der Einrichtung und Aufrechterhaltung des elektromagnetischen Feldes verbunden.

 

 

 

 

Einphasentransformator

Die Kapazität der Primärseite entspricht der sekundären Kapazität:

√  

 

Drei-Phasen-Transformator

Beziehungsformel:

Die Kapazität wird berechnet als:

√  

Wo:

• V: Linienspannung (Einheit: KV)
• I: Linienstrom (Einheit: a)

 

 

• Nennkapazität

Die maximale Kapazität eines Transformators, der unter Nennbedingungen für eine lange Zeit sicher funktionieren kann

 

• Bewertungsbedingungen

Nennspannung, Nennfrequenz und Temperaturanstieg während des Volllastbetriebs überschreiten den Standard nicht

 

Temperaturanstiegsgrenze	IEC -Standards (k)	IEEE -Standards (k)
Öloberteil	60	65
Wicklungsdurchschnitt	65	65
Kurvenreicher Hotspot	78	80

 

Beispiel: Ein 5000 -kVA -Transformator, wenn der Temperaturanstiegstest die Temperaturanstiegsgrenze über die Standardbestimmungen übersteigt, wird davon ausgegangen

 

 

Der Leistungsfaktor (PF) ist ein dimensionsloser Parameter, der die Art der Last anzeigt. Es ist das Verhältnis der aktiven Leistung (P) zu scheinbaren Leistung (S), definiert als: 

Wo:

• P: aktive Leistung, gemessen in Kilowatt (KW);
• S: Scheinbare Kraft, gemessen in Kilovolt-Ampere (KVA);
• ϕ: Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung.

 

Der typische Bereich der Leistungsfaktorwerte lautet {0 bis 1:

• Reine Widerstandslasten: Leistungsfaktor entspricht 1 (Spannung und Strom sind in Phase).
• Induktive Lasten(z. B. Motoren, Transformatoren): Der Leistungsfaktor beträgt weniger als 1 (Strom bleibt hinter der Spannung).
• Kapazitive Lasten: Der Leistungsfaktor beträgt weniger als 1 (Strom führt Spannung).

 

 

Die Transformatorkapazität ist so ausgelegt, dass sie die maximale scheinbare Leistung verarbeitet und vom Leistungsfaktor nicht direkt beeinflusst wird. Während des tatsächlichen Lastbetriebs beeinflusst der Leistungsfaktor jedoch die Fähigkeit des aktiven Leistungsausgangs des Transformators. Die Beziehung lautet: p=S × PF Dies bedeutet, dass bei einem niedrigen Leistungsfaktor, obwohl die scheinbare Leistung konstant bleibt, die aktive Leistung abnimmt, was möglicherweise die Nutzung des Transformators begrenzt.

 

Beispiel:

• Wenn ein Transformator eine Kapazität von 1 0 0 kva hat und der Leistungsfaktor 0,8 ist, dann: P =100 × 0. 8=80 KW Dies zeigt an, dass der Transformator nur 80 kW aktiven Strom liefern kann.

Daher kann unter Bedingungen mit niedrigem Leistungsfaktor die Kompensationsgeräte (wie Kondensatorbanken) zur Verbesserung des Leistungsfaktors die Kapazität des Transformators vollständig nutzen und die Verluste reduzieren.