U oblasti prenosa i distribucije energije, transformatori su osnovna oprema koja preuzima zadatak konverzije napona i prenosa energije. Svako ko je došao u kontakt sa transformatorima naći će uobičajenu pojavu: nazivna vrijednost transformatora je uvijek označena u kVA (kilovolt{1}}amperima) umjesto u kW (kilovatu). Ovo nije slučajan izbor, već naučna postavka zasnovana na principu rada transformatora i stvarnim potrebama primjene. Posebno za opremu kao što je150 kva suhi transformatori suvog distributivnog transformatora, njihove nazivne vrednosti takođe prate ovaj princip, što je ključno za siguran i efikasan rad u industrijskim i komercijalnim scenarijima.
Prije svega, moramo razjasniti osnovnu funkciju transformatora: oni samo prenose snagu iz jednog kola u drugo bez promjene snage i frekvencije. Drugim riječima, transformatori mogu povećati ili smanjiti vrijednosti struje i napona samo pod uslovom da snaga i frekvencija ostanu nepromijenjene. Nazivna pločica transformatora obično je odštampana sa osnovnim podacima kao što su VA snaga, jedno-fazni/trofazni- tip (energetski ili distributivni transformator), tip-up/step-vrsta i način povezivanja, kako bi se pomoglo korisnicima da razumiju performanse opreme. Među njima, VA ili kVA nazivna vrijednost je najkritičniji parametar, koji je usko povezan s gubitkom transformatora.
Transformatori imaju dvije glavne vrste gubitaka u radu, koje direktno određuju njihovu metodu označavanja nazivne vrijednosti:
1. Gubitak bakra: Izračunava se po formuli I²R, koja zavisi od struje koja prolazi kroz namotaje transformatora. Što je struja veća, to je veći gubitak bakra. Za distributivni transformator suhog tipa, koji se široko koristi u scenarijima distribucije energije u zatvorenom prostoru, racionalna kontrola gubitka bakra je ključna za osiguranje dugoročno-stabilnog rada.
2. Gubitak gvožđa (takođe poznat kao gubitak jezgra ili gubitak izolacije): uzrokovan je vrtložnim strujama i efektom histereze u gvozdenom jezgru, koji zavisi od napona primenjenog na transformator. Sve dok je transformator pod naponom, gubici željeza će postojati stabilno i na njega u osnovi ne utiče opterećenje. Suhi transformator od 150 kva, koji je omiljen u malim i srednjim-industrijskim postrojenjima, također ima takve karakteristike gubitka, a njegov gubitak željeza je fiksiran pod nazivnim naponom.
Ključna stvar je da ukupni gubitak transformatora zavisi od napona (V) i struje (I), koji se izražava u volt-amperima (VA), i nema nikakve veze sa faktorom snage opterećenja (PF). Ovo je osnovni razlog zašto se snage transformatora izražavaju u VA ili kVA umjesto u W ili kW. Kada proizvođači dizajniraju transformatore kao što su 150 kva suhi transformator irazvodni transformator suvog tipa, ne mogu predvideti specifične vrste opterećenja na koje će transformatori biti povezani u budućnosti.
Opterećenje povezano na sekundarnu stranu transformatora može biti otporno (kao što su električni grijači), induktivno (kao što su motori), kapacitivno (kao što su kondenzatori) ili mješovito opterećenje. Različiti tipovi opterećenja će dovesti do različitih vrijednosti faktora snage. Na primjer, faktor snage čistog otpornog opterećenja je 1, dok je faktor snage induktivnog ili kapacitivnog opterećenja obično manji od 1. Ako je transformator naznačen u kW, on će biti ograničen faktorom snage, što će rezultirati netačnim označavanjem kapaciteta, pa čak i potencijalnim sigurnosnim opasnostima.
Upotrijebimo praktičan primjer kako bismo dodatno ilustrirali ovaj princip. Pretpostavimo da imamo jedno-fazni step{2}} transformator, koji je sličan principu rada suvog transformatora od 150 kva u smislu karakteristika gubitaka:
Nazivna vrijednost transformatora u kVA=11kVA Primarni napon=110V Primarna struja=100A Sekundarni napon=220V Sekundarna struja=50A Sekundarni ekvivalentni otpor=5Ω Gubitak željeza=30W
Slučaj 1: Povežite otporno opterećenje na sekundarnu stranu, sa faktorom snage Φ=1. U ovom trenutku, ukupni gubitak transformatora je gubitak bakra + gubitak gvožđa, odnosno I²R + gubitak gvožđa. Zamjena vrijednosti: (50² × 5) + 30W=12530W=12.53kW. Izlazna snaga transformatora je P=V × I × Cosϕ=220 × 50 × 1=11kW. Nazivna snaga transformatora je (220 × 50) ÷ 1000=11kVA.
Slučaj 2: Povežite induktivno ili kapacitivno opterećenje na sekundarnu stranu, sa faktorom snage Φ=0.6. U ovom trenutku, ukupni gubitak transformatora je i dalje gubitak bakra + gubitak gvožđa, koji je i dalje 12,53kW. Međutim, izlazna snaga transformatora postaje P=220 × 50 × 0.6=6.6 kW. Nazivna snaga transformatora je i dalje (220 × 50) ÷ 1000=11kVA.
Iz primjera se može vidjeti da nazivna vrijednost transformatora (11kVA) ostaje nepromijenjena, ali stvarna izlazna snaga varira sa faktorom snage. To je zato što se gubitak transformatora odnosi samo na napon i struju, a ne na faktor snage. Za distributivni transformator suvog tipa koji se koristi u sistemima distribucije energije, ova karakteristika osigurava da se može prilagoditi različitim okruženjima opterećenja i održati stabilne performanse.
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDje profesionalni proizvođač opreme za prijenos i distribuciju energije, koji ima bogato iskustvo u proizvodnji i istraživanju i razvoju transformatora. Kompanija uglavnom proizvodi uljne energetske transformatore, suhe energetske transformatore-tipa, uljne trodimenzionalne namotane energetske transformatore, suhe-tip trodimenzionalne-dimenzionalne namotane energetske transformatore, rudarske eksplozije-otporne suhe-tipe transformatore-tipe, rudarske eksplozivne sve{7}eksplozivne energetske{7}eksplozivne transformatore transformatori, energetski transformatori za regulaciju nosivosti, suhi transformatori lokomotivskog tipa-, kao i montažne trafostanice, modularne trafostanice, trafostanice tipa vjetroelektrana, visokonaponske i niskonaponske rasklopne aparature i druga oprema za prenos i distribuciju. Bilo da se radi o suvom transformatoru od 150 kva ili o suvom distributivnom transformatoru, kompanija se pridržava strogih standarda kvaliteta, osigurava da je nominalna vrednost proizvoda tačna i pouzdana, i zadovoljava različite potrebe industrijskih, komercijalnih i rudarskih polja.
Zaključno, nazivna vrijednost transformatora je označena u kVA umjesto u kW, što je određeno karakteristikama gubitaka transformatora i nesigurnošću tipova opterećenja. Ova metoda označavanja može precizno odraziti maksimalni kapacitet koji transformator može podnijeti, osigurati siguran i stabilan rad opreme, a također pružiti naučnu osnovu korisnicima za odabir i korištenje transformatora. Za opremu kao što su suhi transformator od 150 kva i suvi distributivni transformator, razumijevanje ovog principa je od velikog značaja za racionalan odabir, instalaciju i održavanje.