Search
Close this search box.

การประเมินฮาร์โมนิค &
ผลกระทบต่อพลังงานสูญเสียที่เกิดขึ้นของหม้อแปลงขณะจ่ายโหลด

พลังงานสูญเสียที่เกิดขึ้นของหม้อแปลงไฟฟ้า

การใช้โหลดสมัยใหม่ที่ไม่ใช่เชิงเส้นที่เพิ่มขึ้นซึ่งใช้การเปิดปิดสวิตซ์ที่ความถี่สูงจะสร้างฮาร์โมนิกในระบบจำหน่าย

การมีอยู่ของฮาร์โมนิคระดับสูงทำให้เกิดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์หลายประการ เช่น หม้อแปลงร้อนเกินไป พลังงานสูญเสียขณะจ่ายโหลดที่เพิ่มขึ้น โปรไฟล์โหลดของหม้อแปลงเพิ่มขึ้น การสะดุดของอุปกรณ์ป้องกัน และการสูญเสียอายุการใช้งานของหม้อแปลง

ส่วนประกอบของพลังงานสูญเสียที่เกิดขึ้นของหม้อแปลงและผลกระทบของฮาร์โมนิค

พลังงานสูญเสียของหม้อแปลงถูกจัดประเภทเป็นพลังงานสูญเสียขณะไม่มีโหลดและพลังงานสูญเสียขณะมีโหลด พลังงานสูญเสียขณะที่ไม่มีโหลดคือพลังงานสูญเสียจากการกระตุ้นที่เกิดจากกระแสเอ็ดดี้ในแกนแม่เหล็กและพลังงานสูญเสียฮิสเทรีซิสของแกนเหล็ก

เนื่องจากพลังงานสูญเสียขณะไม่มีโหลดขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นและความเพี้ยนของแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกรวม (THDv) ในระบบไฟฟ้าส่วนใหญ่จะมีค่าต่ำกว่า 5% และขนาดของแรงดันไฟฟ้าฮาร์มอนิกอยู่ใกล้ 2 ถึง 3% ของส่วนประกอบพื้นฐาน

พลังงานสูญเสียขณะไม่มีโหลดส่วนเกินที่เกิดจากฮาร์โมนิกแรงดันไฟฟ้าไม่มีนัยสำคัญ แต่เมื่อระดับความผิดเพี้ยนของแรงดันไฟฟ้ามีขนาดใหญ่เพียงพอ จะสามารถประเมินพลังงานสูญเสียขณะไม่มีโหลดได้โดยใช้สมการต่อไปนี้ (2)

โดยที่ P & PM พลังงานสูญเสียขณะไม่มีโหลดที่แรงดันไฟฟ้าบิดเบี้ยวและรูปคลื่นไซน์

  • Ph = การสูญเสียฮิสเทรีซิส
  • Pec = การสูญเสียของกระแส Eddy current
  • V_hrms =  ค่า RMS ของการบิดเบี้ยว
  • V_rms = แรงดันไฟฟ้ารูปคลื่นไซน์


พลังงานสูญเสียขณะมีโหลด P_load (3) ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าพลังงานสูญเสียของอิมพีแดนซ์คือผลรวมของ I2R (การสูญเสียโอห์มมิก) และพลังงานสูญเสียที่เป็น Stray loss 

  • พลังงานสูญเสียที่ stray loss ทั้งหมด = การสูญเสียที่ stray loss ที่ขดลวด* + การสูญเสียที่ stray loss อื่นๆ


พลังงานสูญเสีย stray loss ที่ขดลวด เกิดจากกระแสไหลวนในตัวนำขดลวด 

พลังงานสูญเสีย stray loss อื่น ๆ ที่เกิดจากการรั่วไหลของฟลักซ์ตามการเปลี่ยนแปลงของเวลาในชิ้นส่วนโครงสร้าง เช่น ผนังถัง, แคลมป์หลัก ฯลฯ

การดำรงอยู่ของฮาร์โมนิคทำให้ทั้งการสูญเสียโอห์มมิกและพลังงานสูญเสีย stray loss เพิ่มขึ้น และการสูญเสียเหล่านี้ภายใต้กระแสฮาร์มอนิกสามารถประเมินได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

  • P_DC คือการสูญเสียโอห์มมิก (4)

โดยที่ P_ (DC-R) คือพลังงานสูญเสียโอห์มมิกตามพิกัดของหม้อแปลงและ IR คือกระแสความถี่พื้นฐานตามพิกัดของหม้อแปลง

  • P_EC คือการสูญเสียกระแสไหลวน (5)

พลังงานสูญเสียที่เกิดจากกระแสไหลวนของขดลวดในกรณีของหม้อแปลงที่จ่ายโหลดแบบไม่เชิงเส้นสามารถกำหนดได้จากสมการ (5)

ที่ไหน

  • P_ (EC-R ) คือพลังงานสูญเสียที่เกิดจากกระแสไหลวน ที่กระแสความถี่พื้นฐานตามพิกัดของหม้อแปลง

พลังงานสูญเสียที่เกิดจากกระแสวนที่คดเคี้ยว (P_EC) ในกรณีของโหลดที่มีฮาร์มอนิกเข้มข้น ควร คูณด้วยตัวแระกอบพลังงานสูญเสียที่เกิดจากฮาร์มอนิก (HLF) เพื่อแก้ไขค่าการสูญเสียให้ถูกต้อง (6)

ความแปรผันของพลังงานสูญเสีย stray loss อื่นๆ เมื่อมีฮาร์โมนิคอยู่สามารถประเมินได้จากสมการ (7)

  • P_OSL คือ พลังงานสูญเสีย stray loss
  • P_OSL-R คือพลังงานสูญเสีย stray loss ที่ตามพิกัดของกระแสความถี่พื้นฐานของหม้อแปลง

ตัวประกอบที่ใช้คูณเพื่อแก้ไขพลังงานสูญเสียที่เกิดจาก stray loss อื่นๆ แสดงไว้ในสมการ (8) พลังงานสูญเสียที่เกิดจาก stray loss (P_OSL) ในกรณีของโหลดที่มีฮาร์มอนิกมากๆ ควร คูณด้วยตัวประกอบพลังงานสูญเสียที่เกิดจากฮาร์มอนิก (H_LF-OSL) เพื่อแก้ไขค่าพลังงานสูญเสีย (8)

หม้อแปลงไฟฟ้าในระบบจำหน่ายที่อยู่ภายใต้การศึกษานี้คือ หม้อแปลงชนิดเติมน้ำมัน โดยมีค่าพลังงานสูญเสีย 90% เป็นพลังงานสูญเสียที่เกิดจากโอห์มมิกขณะมีโหลด และ 10% ของพลังงานสูญเสียเป็น stray loss ทั้งหมด ขณะที่มีโหลด นอกจากนี้ 33% ของพลังงานสูญเสีย stary loss ทั้งหมด ถือว่าเป็นพลังงานสูญเสียที่เกิดจากกระแสวนที่คดเคี้ยว และ 67% ของพลังงานสูญเสีย stary loss ทั้งหมดถือเป็นพลังงานสูญเสียที่เกิดจาก stray loss อื่น ๆ

ตัวอย่าง:

พลังงานสูญเสียขณะจ่ายโหลดเต็มพิกัดของหม้อแปลง = 170kW

พลังงานสูญเสียที่เกิดจากโอห์มมิก = 90%*170kW

พลังงานสูญเสีย stray loss ทั้งหมด = 10%*170kW

พลังงานสูญเสียที่เกิดจากกระแสวนที่คดเคี้ยว = 33% ของพลังงานสูญเสีย stary loss ทั้งหมด พลังงานสูญเสียที่เกิดจาก stray loss อื่น ๆ = 67% ของพลังงานสูญเสีย stray loss ทั้งหมด

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *

Talk with our team
This site is registered on wpml.org as a development site.