Cálculo de Perdas em Transformadores de Distribuição

Os transformadores de distribuição são parte integrante da rede elétrica, convertendo a eletricidade de alta tensão gerada pelas centrais elétricas em eletricidade de baixa tensão que é segura para utilização em residências e empresas. Estes transformadores estão sujeitos a perdas de energia devido às características inerentes ao seu projeto. Existem diferentes tipos de perdas em transformadores de distribuição, incluindo perdas no cobre, perdas no núcleo e perdas parasitas. Neste artigo discutiremos o cálculo de perdas em transformadores de distribuição.
Perdas de cobre:
As perdas no cobre ocorrem como resultado da resistência elétrica nos enrolamentos do transformador. Os enrolamentos são feitos de fio de cobre, que possui resistência, e essa resistência gera calor. As perdas de cobre podem ser calculadas usando a seguinte fórmula:
Computador=I2R
onde Pc=perdas de cobre em watts, I=corrente de carga em amperes e R=resistência do enrolamento em ohms.
Perdas principais:
As perdas no núcleo ocorrem como resultado da magnetização do núcleo de ferro do transformador. O núcleo é feito de folhas laminadas de ferro, que são colocadas em camadas para reduzir as correntes parasitas. As perdas por histerese e por correntes parasitas se combinam para formar perdas no núcleo. Eles podem ser calculados usando a seguinte fórmula:
Pnúcleo=ηBmax^nVf
onde Pcore=Perdas do núcleo em watts, η=Constante para o material do núcleo, Bmax=Densidade máxima de fluxo em tesla, n=Constante para o material do núcleo, V {{4 }} Volume do núcleo em metros cúbicos, ef=Frequência de operação em Hz.
Perdas perdidas:
As perdas parasitas são o resultado da energia perdida devido ao fluxo de fuga que não pode ser usado para realizar trabalho útil. Essas perdas ocorrem devido à interação do campo magnético com os materiais não magnéticos ao redor do transformador, como tanque, enrolamentos e isolamento. Para calcular as perdas parasitas, é utilizada a seguinte fórmula:
Pstray=k1B11^2 + k2B22^2
onde Pstray=Perdas parasitas em watts, k1 e k2=Constante para o transformador, B11 e B22=Densidade de fluxo no material não magnético ao redor do transformador.
Perdas totais:
As perdas totais em um transformador são a soma das perdas de cobre, perdas no núcleo e perdas parasitas. As perdas totais podem ser calculadas usando a seguinte fórmula:
Ptotal=Pc + Pcore + Pstray
Conclusão:
Concluindo, o cálculo das perdas em transformadores de distribuição é um aspecto importante do projeto do transformador. Ajuda na determinação da eficiência do transformador e desempenha um papel significativo na seleção do transformador para uma aplicação específica. Perdas de cobre, perdas de núcleo e perdas parasitas são os três principais tipos de perdas em transformadores de distribuição. Calculando essas perdas, podemos determinar as perdas totais e melhorar a eficiência do transformador.