Power transformer operation para sa active, inductive at capacitive load

Ang transpormer ay isang de-koryenteng makina na nagko-convert ng alternating current ng isang boltahe sa alternating current ng isa pang boltahe. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng transpormer ay batay sa kababalaghan ng electromagnetic induction.

Ang mga unang network ng paghahatid ng kuryente ay gumamit ng direktang kasalukuyang. Ang boltahe sa mga network ay nakasalalay sa kapasidad ng pagkakabukod ng mga materyales na ginamit at karaniwang 110 V.

Sa pagtaas ng kapangyarihan ng paghahatid ng mga network, naging kinakailangan upang madagdagan ang cross-section ng mga wire upang ang mga pagkalugi ng boltahe ay manatili sa loob ng mga pinapayagang limitasyon.

At tanging ang pag-imbento ng transpormer ang naging posible upang matipid na makabuo ng de-koryenteng enerhiya sa malalaking planta ng kuryente, ipadala ito sa mataas na boltahe sa malalayong distansya, at pagkatapos ay bawasan ang boltahe sa isang ligtas na halaga bago maghatid ng kuryente sa mga mamimili.

Kung walang mga transformer, ang mga istruktura ng power grid ngayon na may mataas at ultra-high, medium at mababang antas ng boltahe ay hindi magiging posible. Ginagamit ang mga transformer sa parehong single-phase at three-phase electrical network.

Ang pagpapatakbo ng isang three-phase power transformer ay malaki ang pagkakaiba-iba para sa kung anong load ang pinapatakbo nito—aktibo, inductive, o capacitive. Sa totoong mga kondisyon, ang pagkarga ng transpormer ay isang aktibong-inductive na pagkarga.

Figure 1 — Three-phase power transformer

1. Active load mode

Sa mode na ito, ang pangunahing paikot-ikot na boltahe ay malapit sa nominal U1 = U1nom, ang pangunahing paikot-ikot na kasalukuyang I1 ay tinutukoy ng pag-load ng transpormer, at ang pangalawang kasalukuyang ay tinutukoy ng nominal na kasalukuyang I2nom = P2 / U2nom.

Ayon sa data ng pagsukat, ang kahusayan ng transpormer ay tinutukoy nang analytical:

Kahusayan = P2 / P1,

kung saan ang P1 ay ang aktibong kapangyarihan ng pangunahing paikot-ikot ng transpormer, ang P2 ay ang kapangyarihan na ibinibigay sa supply circuit ng pangalawang paikot-ikot ng transpormer.

Ang pag-asa ng kahusayan ng transpormer depende sa kamag-anak na kasalukuyang ng pangunahing paikot-ikot ay ipinapakita sa figure 2.

Figure 2 - Pag-asa ng kahusayan ng transpormer sa kamag-anak na kasalukuyang ng pangunahing paikot-ikot

Sa active load mode, ang pangalawang winding current vector ay co-extensive sa secondary winding voltage vector, samakatuwid ang pagtaas ng load current ay nagdudulot ng pagbaba sa boltahe sa mga terminal ng secondary winding ng transformer.

Ang isang pinasimple na vector diagram ng mga alon at boltahe para sa ganitong uri ng pagkarga ng transpormer ay ipinapakita sa Figure 3.

Figure 3 — Pinasimpleng vector diagram ng mga aktibong alon ng pagkarga at boltahe ng transpormador

2. Operating mode para sa inductive load

Sa inductive load mode, ang pangalawang winding current vector ay nahuhuli sa pangalawang winding voltage vector ng 90 degrees. Ang pagbaba sa halaga ng inductance na konektado sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer ay nagiging sanhi ng pagtaas ng kasalukuyang load, na nagreresulta sa pagbaba sa pangalawang boltahe.

Ang isang pinasimple na vector diagram ng mga alon at boltahe para sa ganitong uri ng pagkarga ng transpormer ay ipinapakita sa Figure 4.

Figure 4 — Pinasimpleng vector diagram ng mga transformer currents at voltages sa inductive load mode

3. Mode ng operasyon na may capacitive load

Sa capacitive load mode, ang kasalukuyang vector ng pangalawang winding ay nauuna sa boltahe vector ng pangalawang winding ng 90 degrees. Ang pagtaas sa kapasidad na konektado sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer ay nagiging sanhi ng pagtaas ng kasalukuyang pagkarga, na nagreresulta sa pagtaas ng pangalawang boltahe.

Ang isang pinasimple na vector diagram ng mga alon at boltahe para sa ganitong uri ng pagkarga ng transpormer ay ipinapakita sa Figure 5.

Figure 5 — Pinasimpleng Vector Diagram ng Transformer Capacitive Load Mode Currents at Voltages