Δύο είδη απωλειών, ένας ετήσιος λογαριασμός
Ακόμη και όταν δεν τροφοδοτεί φορτίο, ένας μετασχηματιστής καταναλώνει ενεργό ισχύ όσο βρίσκεται υπό τάση. Καθώς η φόρτιση αυξάνεται, προστίθενται οι απώλειες τυλιγμάτων και οι πρόσθετες απώλειες φορτίου. Ένας απλός υπολογισμός απωλειών και κόστους εκτιμά το ενεργειακό αποτέλεσμα από τη λειτουργία του μετασχηματιστή μέσα στο έτος.
1. Δύο βασικές κατηγορίες απωλειών
Η απώλεια εν κενώ P0 (απώλεια πυρήνα ή σιδήρου) μετριέται στην ονομαστική τάση και συχνότητα με αφόρτιστο δευτερεύον. Υπάρχει όσο ο μετασχηματιστής είναι υπό τάση, ακόμη και με μηδενικό φορτίο. Η απώλεια φορτίου Pk μετριέται στο ονομαστικό ρεύμα και σε θερμοκρασία αναφοράς. Περιλαμβάνει απώλειες I²R τυλιγμάτων και άλλες εξαρτώμενες από το φορτίο. Για αρχική σύγκριση κλιμακώνεται με το τετράγωνο του ρεύματος. Και οι δύο τιμές πρέπει να προέρχονται από έκθεση δοκιμών ή πινακίδα: δεν προκύπτουν μόνο από τα kVA.
2. Η εξίσωση στο σημείο λειτουργίας
Για x = 0,5, η απώλεια φορτίου είναι περίπου το 25% της Pk, όχι το 50%. Το μοντέλο παραλείπει τη θερμοκρασία τυλιγμάτων, μέρος της συμπεριφοράς πρόσθετων απωλειών, τις αρμονικές και τους ανεμιστήρες ή τις αντλίες ψύξης.
3. Ετήσια ενέργεια και κόστος
H είναι οι ώρες που ο μετασχηματιστής παραμένει υπό τάση και c η τιμή ενέργειας. Δεν υπάρχει μία τιμή χρέωσης που ισχύει παντού. Εισαγάγετε τη δική σας και την επιθυμητή μονάδα νομίσματος.
4. Λυμένο παράδειγμα
| Μέγεθος | Τιμή |
|---|---|
| P0 (έκθεση δοκιμών) | 1,4 kW |
| Pk (έκθεση δοκιμών) | 10,0 kW |
| Φόρτιση x | 0,5 |
| Απώλεια φορτίου | 10,0 × 0,5² = 2,5 kW |
| Συνολική απώλεια υπό τάση | 3,9 kW |
| Ενέργεια απωλειών εν κενώ | 1,4 × 8760 = 12.264 kWh |
| Ενέργεια απωλειών φορτίου | 2,5 × 8760 = 21.900 kWh |
| Σύνολο | 34.164 kWh ανά έτος |
| Κόστος με τιμή 0,15 ανά kWh | 5.124,60 ανά έτος |
Οι τιμές είναι ενδεικτικές. Το πραγματικό αποτέλεσμα απαιτεί τις απώλειες του συγκεκριμένου μετασχηματιστή και το πραγματικό προφίλ φόρτισης.
5. Η παγίδα της μέσης φόρτισης
Ένας μετασχηματιστής που λειτουργεί στο 0% της φόρτισης για το μισό έτος και στο 100% για το άλλο μισό έχει μέση φόρτιση 50%, αλλά ο μέσος όρος του x² είναι 0,5 και όχι 0,25. Το τετράγωνο της μέσης τιμής υποεκτιμά στο παράδειγμα την ενέργεια απωλειών φορτίου στο μισό: 21.900 kWh αντί 43.800 kWh. Για πολλές περιόδους με φορτίσεις xj και ώρες Hj:
Το εργαλείο προσφέρει σταθερή φόρτιση και, στις Προχωρημένες ρυθμίσεις, έως τρεις χρονικές περιόδους. Εμφανίζει δίπλα δίπλα τη μέση και την ισοδύναμη RMS φόρτιση. Φόρτιση που αυξάνεται γραμμικά από 0% έως 100% οδηγεί σε διαφορετική τιμή (ένα τρίτο, ή 29.200 kWh στο παράδειγμα).
6. Σύγκριση μετασχηματιστών
Ένας οικονομικότερος μετασχηματιστής με μεγαλύτερες απώλειες εν κενώ μπορεί να κοστίζει περισσότερο σε μεγάλες περιόδους υπό τάση, ακόμη και με μικρό φορτίο. Σε εγκαταστάσεις με μεγάλη φόρτιση κυριαρχούν οι απώλειες φορτίου. Συγκρίνετε με ίδιες ώρες λειτουργίας, ίδιο προφίλ, ίδια τιμή ενέργειας και ίδια θερμοκρασία αναφοράς απωλειών: ποτέ μην αντιπαραβάλλετε απώλειες τυλιγμάτων στους 20 °C με στοιχεία πινακίδας στους 75 °C.
7. Συνηθισμένα λάθη
- Υπόθεση ότι οι απώλειες προκύπτουν μόνο από την ονομαστική ισχύ kVA.
- Υπόθεση ότι P0 = 0 όταν το δευτερεύον ΧΤ δεν έχει φορτίο.
- Ύψωση στο τετράγωνο του αριθμητικού μέσου μιας έντονα μεταβαλλόμενης φόρτισης.
- Συμπερίληψη ωρών κατά τις οποίες ο μετασχηματιστής είναι πραγματικά απομονωμένος.
- Παράλειψη ανεμιστήρων, αντλιών, αρμονικών και θερμοκρασίας.
- Θεώρηση ότι η σύγκριση απωλειών αποδεικνύει συμμόρφωση με τις ενεργειακές απαιτήσεις IEC.
Σχετικό θέμα: Οδηγός βασικών αρχών μετασχηματιστών · το αποτέλεσμα είναι εκτίμηση ενέργειας, όχι εγγυημένος λογαριασμός παρόχου.