Potencia nominal y factor de potencia del transformador

 

1. Definición

La capacidad del transformador se refiere a la potencia máxima que un transformador puede transmitir de manera segura bajo condiciones de funcionamiento nominal durante un período prolongado. Por lo general, se expresa en kilovoltios (kVA) o megavolt-amamperes (MVA). La capacidad está determinada por el diseño y el entorno operativo del transformador y sirve como un parámetro clave para evaluar la capacidad de manejo de carga del transformador.

 

2. Unidades

Las unidades utilizadas son Kilovolt-Amamperes (KVA) o Megavolt-Ampers (MVA), con las siguientes conversiones:
1 MVA=1000 kva=1, 000, 000 VA.

 

 

Potencia aparente (s)

kva- Esto se conoce comúnmente como la capacidad del transformador, como un transformador de 5000 KVA.
La fórmula es:
Dónde:

• S: Aparente potencia (capacidad del transformador, unidad: KVA o MVA)
• U: Voltaje nominal (Unidad: KV)
• I: Corriente nominal (unidad: a)

La capacidad del transformador considera solo la potencia aparente y no refleja directamente el factor de potencia.

 

Potencia activa (p)

KW- La potencia activa es la potencia real utilizada por la carga.

 

Potencia reactiva (Q)

kvar- La potencia reactiva se asocia con el establecimiento y el mantenimiento del campo electromagnético.

 

 

 

 

Transformador monofásico

La capacidad del lado principal es igual a la capacidad del lado secundario:

√  

 

Transformador trifásico

Fórmula de relación:

La capacidad se calcula como:

√  

Dónde:

• V: Voltaje de línea (Unidad: KV)
• I: Corriente de línea (unidad: a)

 

 

• Capacidad nominal

La capacidad máxima de un transformador que puede funcionar de manera segura durante mucho tiempo en condiciones nominal

 

• Condiciones nominal

Voltaje nominal, frecuencia nominal y aumento de temperatura durante la operación de carga completa no excede el estándar

 

Límite de aumento de temperatura	Normas IEC (k)	Estándares IEEE (k)
Tapa de aceite	60	65
Promedio de devolución	65	65
Punto caliente sinuoso	78	80

 

Ejemplo: un transformador de 5000 kVA, cuando la prueba de aumento de la temperatura, el límite de aumento de la temperatura excede las disposiciones estándar, se considera que la capacidad del transformador en condiciones nominal no puede alcanzar 5000 kVA, no puede exceder el límite de aumento de temperatura por debajo de 4500kVA, entonces la capacidad real del transformador debe ser 4500KVA

 

 

El factor de potencia (PF) es un parámetro adimensional que indica la naturaleza de la carga. Es la relación de potencia activa (P) con potencia aparente (s), definida como: 

Dónde:

• P: potencia activa, medida en kilovatios (kW);
• S: Potencia aparente, medida en kilovoltios-amperios (KVA);
• ϕ: ángulo de fase entre la corriente y el voltaje.

 

El rango típico de los valores del factor de potencia es 0 a 1:

• Cargas puras resistivas: El factor de potencia es igual a 1 (el voltaje y la corriente están en fase).
• Cargas inductivas(por ejemplo, motores, transformadores): el factor de potencia es inferior a 1 (la corriente retrasa detrás del voltaje).
• Cargas capacitivas: El factor de potencia es inferior a 1 (el voltaje de corriente de corriente).

 

 

La capacidad del transformador está diseñada para manejar la potencia aparente máxima y no se ve directamente afectada por el factor de potencia. Sin embargo, durante la operación de carga real, el factor de potencia afecta la capacidad de salida de potencia activa del transformador. La relación es: P=S × PF Esto significa que con un factor de potencia bajo, aunque el poder aparente permanece constante, la potencia activa disminuye, lo que potencialmente limita la utilización del transformador.

 

Ejemplo:

• Si un transformador tiene una capacidad de 1 0 0 kva y el factor de potencia es 0.8, entonces: p =100 × 0. 8=80 kw Esto indica que el transformador solo puede suministrar 80 kW de potencia activa.

Por lo tanto, en condiciones de bajo factor de potencia, agregar dispositivos de compensación (como bancos de condensadores) para mejorar el factor de potencia puede utilizar completamente la capacidad del transformador y reducir las pérdidas.