Tehnički podaci "K" transformatori za nelinearna opterećenja
"K" transformer for non-linear loads
"K" transformatoren für die Nichtlinearbelastung
"K" transformatori za nelinearna opterećenja
(transformatori dizajnirani s K-faktorom)
U distributivnim mrežama normalna opterećenja se smatraju kada ukupni faktor harmonika u struji tereta ne prelazi 5%, a faktor parnih harmonika 1%. Nelinearna opterećenja uzrokuju izobličenje struje i napona. Negativni učinci viših harmonika struja i napona te promjene opterećenja uzrokuju dodatne gubitke u jezgri i u namotina transformatora, što može uzrokvati kvar istog. Promjene opterećenja mogu biti frekvencijski pretvarači, kondenzatorske baterije, lučne peći, aparati za zavarivanje, elektronička trošila i klime. Jedna od metoda koja omogućuje opterećenje višim harmonicima je dizajniranje transformatora tzv. K-faktorom.
K-faktor je mjera za utjecaj viših harmoničkih članova u struji na transformator, a definiran je rema ANSI/IEEE preporuci C57.110-1986. K-faktor transformatora definira kako isti podnosi dodatno zagrijavanje (povećani gubici) izazvano višim harmoničkim članovima u struji.
Na temelju K-faktora se računa smanjenje raspoložive snage transformatora zbog dodatnih gubitaka, a pri dizajniranju novog transformatora za povećanje snage istog da bi transformator zadovoljio 100% opterećenje. Znači transformator s većim K-faktorom može podnijeti veći nelinearni teret, tj. povećano opterećenje višim harmonicima, a da mu se zbog toga ne smanji opteretivost snagom na nazivnoj frekvenciji. Ovisnost smanjenja opteretivosti transformatora o porastu K-faktora tereta, tj harmoničkog izobličenja tereta, prikazana je na slici 7. K-faktori npr. 4, 9, 13, 20, 30 označavaju da su takvi transformatori ispitani i certificirani za nelinearna opterećenja.
"K" transformer for non-linear loads
(transformers designed with K-factor)
When total harmonics factor in load current does not exceed 5% and even harmonics factor 1%, these are considered to be normal loads in distribution networks. Non-linear loads cause current and voltage distortions. Negative effects of higher harmonics of currents and voltage, as well as changes in load cause additional losses in the core and transformer windings, which may result in the fault of the same. Changes in load may be caused by frequency converters, condenser batteries, arc furnaces, welding units, electronic units and air-conditioning devices. One of the methods allowing for loading with higher harmonics is designing of transformers by applying so-called K-factor. K-factor is a measure for influence of higher harmonics members in the current on the transformer and it is defined pursuant to ANSI /IEEE recommendation C57.110-1986. Trasformer's K-factor defines how the transformer is acting under additional warm-up (increased losses) caused by higher harmonics members in the current.
Decrease of available transformer power is calculated pursuant to K-factor due to additional losses and it is used for the power increase of the same during design phase in order for the transformer to fulfil a 100% load. This means that a transformer with a higher K-factor may bear higher non-linear load, i.e. increased load of higher harmonics, whereas this does not reduce its load capacity by power on nominal frequency. Dependence of transformer load capacity on burden K-factor increase, i.e. harmonic distortion of burden is represented in Fig.- 07 K-factors e.g. 4, 9, 13, 20, 30 mean that such transformers had been tested and certified for non-linear loads.
"K" transformatoren für die Nichtlinearbelastung
(Transformatoren ausgelegt mit dem K-Faktor)
Bei Leistungsnetzen versteht man unter normalen Belastungen, wenn der ge-samte Oberschwingungsfaktor im Belastu-ngsstrom keine 5% überschreitet und der Paaroberschwingungsfaktor 1%. Nichtlinearbelastungen verursachen Verzerrungen von Strom und Spannung. Die negativen Einflüsse der Oberschwingungsströme und -spannungen sowie Belastungsveränderungen verursachen zusätzliche Verluste im Kern und in den Wicklungen des Transformators, was zu einer Beschädigung führen kann. Belastungsveränderungen können Frequenzumformer, Kapazitätsbatterien, Lichtbogenschmelzöfen, Schweißgeräte, Elektronikverbraucher und Klimaanlagen sein. Eine der Methoden, die eine Belastung der Oberschwingungen ermöglicht, ist die Konstruktion eines Transformators unter dem sog. K-Faktor.
Der K-Faktor ist eine Maßnahme für den Einfluss auf die Oberschwingungsmitglieder im Transformatorstrom und wird gemäß ANSI/IEEE Empfehlung C57.110-1986 definiert. Der K-Faktor des Transformators wird so definiert, wie er zusätzliche Erwärmungen (erhöhte Verluste), verursacht durch Oberschwingungsmitglieder im Strom, verträgt.
Nach dem K-Faktor berechnet man die verringerte, zur Verfügung stehende Leistung des Transformators aufgrund zusätzlicher Verluste, und bei der Konstruktion eines neuen Transformators für eine höhere Leistung des selben, damit der Transformator einer 100%-igen Belastung gerecht wird. Das bedeutet, dass ein Transformator mit einem höheren K-Faktor einer größeren nicht lineare Belastung standhalten kann, d.h. einer erhöhten Belastung der Oberschwingung, ohne dabei die Belastungsleistung der Nennfrequenz zu verlieren. Die Abhängigkeit von der Belastungsverringerung des Transformators über die erhöhte K-Faktor-Belastung, bzw. die verformte Oberschwingungsbelastung, wird in Bild 7 K-Faktoren dargestellt, z. B. 4, 9, 13, 20, 30 kennzeichnen, dass derartige Transformatoren auf nicht lineare Belastungen überprüft und zertifiziert wurden.
