Potència nominal i factor de potència del transformador

 

1. Definició

La capacitat del transformador fa referència a la potència màxima que un transformador pot transmetre amb seguretat en condicions de funcionament nominales durant un període prolongat. Normalment s’expressa en Amperes Kilovolt (KVA) o Megavolt-Amperes (MVA). La capacitat està determinada pel disseny i l’entorn operatiu del transformador i serveix de paràmetre clau per avaluar la capacitat de maneig de càrrega del transformador.

 

2. Unitats

Les unitats utilitzades són Kilovolt-Amperes (KVA) o Megavolt-Amperes (MVA), amb les conversions següents:
1 MVA=1000 KVA=1, 000, 000 va.

 

 

Potència aparent (s)

kva- Es sol anomenar la capacitat del transformador, com ara un transformador de 5000 KVA.
La fórmula és:
On:

• S: Potència aparent (capacitat del transformador, unitat: KVA o MVA)
• U: Tensió nominal (unitat: KV)
• I: Corrent nominal (unitat: a)

La capacitat del transformador considera només la potència aparent i no reflecteix directament el factor de potència.

 

Potència activa (P)

kW- La potència activa és la potència real que utilitza la càrrega.

 

Potència reactiva (Q)

kvar- La potència reactiva està associada a l'establiment i al manteniment del camp electromagnètic.

 

 

 

 

Transformador de fase única

La capacitat del costat primari és igual a la capacitat del costat secundari:

√  

 

Transformador trifàsic

Fórmula de relació:

La capacitat es calcula com:

√  

On:

• V: Tensió de línia (unitat: KV)
• I: Corrent de línia (unitat: a)

 

 

• Capacitat nominal

La capacitat màxima d’un transformador que pot funcionar amb seguretat durant molt de temps en condicions nominales

 

• Condicions classificades

La tensió nominal, la freqüència nominal i l’augment de la temperatura durant l’operació de càrrega completa no superen l’estàndard

 

Límit de pujada de la temperatura	Normes IEC (K)	IEEE Standards (K)
Part superior	60	65
Mitjana de bobinatge	65	65
Punt calent sinuós	78	80

 

Exemple: Un transformador de 5000 kVA, quan la prova de l'augment de la temperatura, el límit de l'augment de la temperatura supera les disposicions estàndard, es considera que la capacitat del transformador en condicions nominal

 

 

El factor de potència (PF) és un paràmetre sense dimensions que indica la naturalesa de la càrrega. És la relació de potència activa (p) amb potència aparent (s), definida com: 

On:

• P: Potència activa, mesurada en quilowatts (KW);
• S: Potència aparent, mesurada en Amperes Kilovolt (KVA);
• ϕ: angle de fase entre corrent i tensió.

 

El rang típic de valors del factor de potència és 0 a 1:

• Càrregues resistives pures: El factor de potència és igual a 1 (la tensió i el corrent estan en fase).
• Càrregues inductives(per exemple, motors, transformadors): el factor de potència és inferior a 1 (els retards de la tensió).
• Càrregues capacitives: El factor de potència és inferior a 1 (tensió de corrent de corrent).

 

 

La capacitat del transformador està dissenyada per gestionar la màxima potència aparent i no està directament afectada pel factor de potència. No obstant això, durant el funcionament real de càrrega, el factor de potència afecta la capacitat de sortida de potència activa del transformador. La relació és: P=S × PF Això significa que amb un factor de baixada de potència, tot i que la potència aparent es manté constant, la potència activa disminueix, limitant potencialment la utilització del transformador.

 

Exemple:

• Si un transformador té una capacitat de 1 0 0 KVA i el factor de potència és de 0,8, llavors: P =100 × 0. 8=80 kW Això indica que el transformador només pot subministrar 80 kW de potència activa.

Per tant, en condicions de factor de baixa potència, afegir dispositius de compensació (com els bancs de condensadors) per millorar el factor de potència pot utilitzar plenament la capacitat del transformador i reduir les pèrdues.