صيغة حساب فقدان الحمل وعدم الحمل للمحول
تم تقسيم خسائر المحولات إلى خسائر الحديد وخسائر النحاس. تُسمى خسائر الحديد أيضًا بالخسائر غير المحملة، وهي الخسائر الثابتة التي تنشأ من النواة الحديدية (وتسمى أيضًا خسائر النواة الحديدية). أما خسائر النحاس فتُسمى أيضًا بالخسائر المحملة.
صيغة حساب الخسارة في المحولات:
الخسارة النشطة:
ΔP＝Po＋KT β2 P
الخسارة التفاعلية:
ΔQ＝Qo＋KT β2 Qk
الخسارة الكلية للطاقة:
ΔPz＝ΔP＋KQΔQ
حيث:
( Qo ) — الخسارة التفاعلية غير المحملة (kvar)
( Po ) — الخسارة غير المحملة (kW)
( Pk ) — الخسارة عند التحميل الكامل (kW)
( Sn ) — القدرة التصنيفية للمحول (kVA)
( Uk% ) — نسبة جهد الدائرة القصيرة
( β ) — معامل التحميل (نسبة التيار المحمل إلى التيار التصنيفي)
( KT ) — معامل الخسارة نتيجة تقلبات الحمل
( Qk ) — القدرة التفاعلية عند الحمل الكامل (كيلو فولت أمبير)
( KQ ) — المعادل التفاعلي الاقتصادي (كيلو واط/كيلو فولت أمبير)
اختيار معايير كل معلمة في الحساب:
( KT = 1.05 )
عندما يكون التحميل الأدنى في الشبكة الحضرية أو الشبكة الكهربائية الصناعية، ( KQ = 0.1 kW/kvar )
يمكن أن يُعتبر ( β = 20% ) للمحولات الزراعية و(β = 75% ) للمحولات الصناعية.
ساعات تشغيل المحول: ( T = 8760h ) ساعة، وأقصى ساعات حمل الخسارة: ( t = 5500h ) ساعة.
للبيانات الخاصة بالخسارة غير المحملة وبيانات الجهد، يجب الرجوع إلى بيانات المصنع.
خصائص خسائر المحول:
خسارة الحديد (Po): تشمل خسارة التردد (خسارة الهيستيريزيز) وخسارة التيارات الدوامة في النواة الحديدية.
خسارة النحاس (Pc): تتعلق بخسارة المقاومة عندما يمر تيار الحمل عبر الأسلاك الملفوفة. تتغير هذه الخسارة مع تغير تيار الحمل، وهي تتناسب مع مربع تيار الحمل.
حساب الخسارة الكلية للطاقة:
تتكون الخسارة الكلية في المحول من خسائر الحديد وخسائر النحاس. يمكن حساب الخسارة غير المحملة (خسارة الحديد) باستخدام المعادلة التالية:
[
text{خسارة الحديد (كيلو واط)} =text{الخسارة غير المحملة (كيلو واط)} times text{زمن التشغيل (ساعات)}
]
حساب الخسارة في النحاس:
عند معدل حمل أقل من 40%، تُحسب خسارة النحاس على أنها 2% من استهلاك الكهرباء الشهري.
عند تجاوز معدل الحمل 40%، تُحسب خسارة النحاس على أنها 3% من استهلاك الكهرباء الشهري.
( S ) — القدرة التصنيفية للمحول (kVA)
( T ) — الوقت الزمني الكامل للشهر (720h)
(cos /phi ) — عامل القدرة (يُؤخذ عادة 0.80)
حساب الخسارة في المحولات:
خسارة المحولات تعتمد على نوع المحول:
محولات الزيت: خسارتها عادة ما تكون أكبر من المحولات الجافة.
المحولات الجافة: خسارتها أقل بشكل عام.
خسارة المحول الكلية:
إذا كانت قدرة المحول 1000 كيلو فولت أمبير وخسارته 6.5%، فإن إجمالي الخسارة سيكون:
1000 (kVA) * 6.5% = 65 (kVA)
ثم نضرب في 24 ساعة ثم في 365 يومًا للحصول على إجمالي الخسارة السنوية في الكيلو وات ساعة.
خسارة المحول بدون تحميل:
خسارة المحول بدون تحميل تتعلق بالتيار غير المحمل على الملف الأولي للمحول. هذه الخسارة تقتصر غالبًا على خسارة الحديد، لأن التيار غير المحمل يكون صغيرًا جدًا.
عوامل تؤثر على خسارة الحديد:
تتأثر خسارة الحديد في المحول بشكل رئيسي بمادة النواة وسماكة المواد المستخدمة في صنع المحول. تعتمد الخسارة أيضًا على كثافة التدفق المغناطيسي في النواة وتردد جهد التغذية.
حسابات أخرى:
خسارة الهيستيريزيز: تتناسب مع تردد جهد المحول ومعامل الهيستيريزيز.
خسارة التيارات الدوامة: تعتمد على سماكة المواد الحديدية وتردد جهد المحول.
تُستخدم طرق دقيقة لقياس الخسارة، مثل تحليل التوافقيات، لضمان دقة القياسات.
ملاحظات إضافية:
لا تتعلق الخسارة الحديدية بالحمل في المحول، حيث تبقى ثابتة طالما أن جهد المحول ثابت. وتعتبر الخسارة في المحولات التي تحتوي على مواد مغناطيسية متطورة مثل السيليكون عالي الجودة أو السبائك غير المتبلورة أقل من المحولات التقليدية.
ملاحظة: تعتمد القياسات الفعلية على جهد المحول، ويمكن استخدام معدات متخصصة لقياس وتحديد الخسائر بدقة في بيئة تشغيل حقيقية.
انقر هنا للعثور على مزيد من المعلومات حول جهاز اختبار الخسارة بدون تحميل
