Güç iletimi ve dağıtımı alanında transformatörler, gerilim dönüşümü ve güç iletimi görevini üstlenen temel ekipmanlardır. Transformatörlerle temasa geçen herkes ortak bir olguyla karşılaşacaktır: Transformatörlerin nominal değeri her zaman kW (kilovat) yerine kVA (kilovolt-amper) cinsinden işaretlenir. Bu rastgele bir seçim değil, transformatörlerin çalışma prensibine ve gerçek uygulama ihtiyaçlarına dayanan bilimsel bir ortamdır. Özellikle aşağıdaki gibi ekipmanlar için150 kva kuru tip trafove kuru tip dağıtım transformatörlerinin nominal değerleri de endüstriyel ve ticari senaryolarda güvenli ve verimli çalışmanın sağlanması için hayati önem taşıyan bu prensibi takip etmektedir.
Her şeyden önce, transformatörlerin temel işlevini açıklığa kavuşturmamız gerekiyor: gücü ve frekansı değiştirmeden yalnızca bir devreden diğerine güç aktarırlar. Başka bir deyişle, transformatörler ancak güç ve frekansın değişmemesi koşuluyla akım ve gerilim değerlerini artırabilir veya azaltabilir. Bir transformatörün isim plakası genellikle VA değeri, tek-fazlı/üç-fazlı tip (güç veya dağıtım transformatörü), kademeli-yukarı/kademeli-aşağı tipi ve bağlantı modu gibi temel verilerle basılarak kullanıcıların ekipman performansını anlamalarına yardımcı olur. Bunlar arasında VA veya kVA değeri, transformatörün kaybıyla yakından ilgili olan en kritik parametredir.
Transformatörlerin, nominal değer işaretleme yöntemini doğrudan belirleyen iki ana işletme kaybı türü vardır:
1. Bakır Kaybı: Trafo sargılarından geçen akıma bağlı olan I²R formülü ile hesaplanır. Akım ne kadar büyük olursa bakır kaybı da o kadar yüksek olur. Bina içi güç dağıtım senaryolarında yaygın olarak kullanılan kuru tip dağıtım transformatörü için bakır kaybının rasyonel kontrolü, uzun-dönem istikrarlı çalışmayı sağlamak açısından çok önemlidir.
2. Demir Kaybı (çekirdek kaybı veya izolasyon kaybı olarak da bilinir): Transformatöre uygulanan gerilime bağlı olarak demir çekirdekteki girdap akımı ve histerezis etkisinden kaynaklanır. Transformatöre enerji verildiği sürece demir kaybı stabil olarak mevcut olacak ve temel olarak yükten etkilenmeyecektir. Küçük ve orta ölçekli sanayi tesislerinde tercih edilen 150 kva kuru tip transformatör de bu kayıp özelliğine sahip olup, demir kaybı anma gerilimi altında sabittir.
Önemli olan nokta, transformatörün toplam kaybının, volt-amper (VA) cinsinden ifade edilen gerilime (V) ve akıma (I) bağlı olması ve yük güç faktörü (PF) ile hiçbir ilgisi olmamasıdır. Transformatör değerlerinin W veya kW yerine VA veya kVA cinsinden ifade edilmesinin temel nedeni budur. Üreticiler 150 kva kuru tip transformatör gibi transformatörleri tasarlarken vekuru tip dağıtım transformatörügelecekte transformatörlerin bağlanacağı spesifik yük türlerini tahmin edemezler.
Transformatörün sekonder tarafına bağlanan yük, dirençli (elektrikli ısıtıcılar gibi), endüktif (motorlar gibi), kapasitif (kapasitörler gibi) veya karışık yükler olabilir. Farklı yük tipleri farklı güç faktörü değerlerine yol açacaktır. Örneğin, saf dirençli yükün güç faktörü 1'dir, endüktif veya kapasitif yükün güç faktörü ise genellikle 1'den küçüktür. Transformatör kW olarak derecelendirilmişse, güç faktörü tarafından sınırlanacak, bu da hatalı kapasite işaretlemesine ve hatta potansiyel güvenlik tehlikelerine yol açacaktır.
Bu prensibi daha iyi açıklamak için pratik bir örnek kullanalım. Kayıp özellikleri açısından 150 kva kuru tip transformatörün çalışma prensibine benzeyen, tek-fazlı-yükseltici bir transformatörümüz olduğunu varsayalım:
kVA cinsinden transformatör nominal değeri=11kVA Birincil gerilim=110V Birincil akım=100A İkincil gerilim=220V İkincil akım=50A İkincil eşdeğer direnç=5Ω Demir kaybı=30W
Durum 1: İkincil tarafa güç faktörü Φ=1. olan dirençli bir yük bağlayın. Bu sırada transformatörün toplam kaybı bakır kaybı + demir kaybı, yani I²R + demir kaybıdır. Değerlerin değiştirilmesi: (50² × 5) + 30W=12530W=12.53kW. Transformatörün çıkış gücü P=V × I × Cosϕ=220 × 50 × 1=11kW'dir. Transformatör değeri (220 × 50) ÷ 1000=11kVA'dır.
Durum 2: Sekonder tarafa güç faktörü Φ=0.6. olan endüktif veya kapasitif bir yük bağlayın. Bu sırada transformatörün toplam kaybı hala bakır kaybı + demir kaybıdır ve bu da hala 12,53kW'tır. Ancak transformatörün çıkış gücü P=220 × 50 × 0.6=6.6kW olur. Transformatör değeri hala (220 × 50) ÷ 1000=11kVA'dır.
Örnekte transformatörün nominal değerinin (11kVA) değişmediği ancak gerçek çıkış gücünün güç faktörüne göre değiştiği görülmektedir. Bunun nedeni, transformatörün kaybının güç faktörüyle değil, yalnızca gerilim ve akımla ilgili olmasıdır. Güç dağıtım sistemlerinde kullanılan kuru tip dağıtım transformatörünün bu özelliği, farklı yük ortamlarına uyum sağlayabilmesini ve istikrarlı performansı koruyabilmesini sağlar.
JINSHANMEN TEKNOLOJİ CO., LTDtransformatörlerin üretimi ve Ar-Ge'sinde zengin deneyime sahip profesyonel bir güç iletim ve dağıtım ekipmanı üreticisidir. Şirket ağırlıklı olarak yağlı güç transformatörleri, kuru-tip güç transformatörleri, yağlı üç-boyutlu sarmal güç transformatörleri, kuru-tip üç-boyutlu sarmal güç transformatörleri, madencilik patlamasına-dayanıklı kuru-tip transformatörler, madencilik patlamasına-dayanıklı mobil trafo merkezleri, amorf alaşımlı güç transformatörleri, yük kapasitesi ayarlı güç transformatörleri, lokomotif üretmektedir. kuru-tip transformatörlerin yanı sıra prefabrik trafo merkezleri, modüler trafo merkezleri, rüzgar enerjisi kutu tipi trafo merkezleri, yüksek ve alçak gerilim şalt cihazları ve diğer iletim ve dağıtım ekipmanları. İster 150 kva kuru tip transformatör, ister kuru tip dağıtım transformatörü olsun, şirket sıkı kalite standartlarına uymakta, ürün nominal değerinin doğru ve güvenilir olmasını sağlamakta ve endüstriyel, ticari ve madencilik alanlarının çeşitli ihtiyaçlarını karşılamaktadır.
Sonuç olarak, transformatörlerin nominal değeri, transformatörlerin kayıp özelliklerine ve yük türlerinin belirsizliğine göre belirlenen kW yerine kVA olarak işaretlenmiştir. Bu işaretleme yöntemi, transformatörün taşıyabileceği maksimum kapasiteyi doğru bir şekilde yansıtabilir, ekipmanın güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlayabilir ve ayrıca kullanıcıların transformatörleri seçmesi ve kullanması için bilimsel bir temel sağlayabilir. 150 kva kuru tip trafo ve kuru tip dağıtım trafosu gibi ekipmanlarda bu prensibin anlaşılması rasyonel seçim, montaj ve bakım açısından büyük önem taşımaktadır.