Quel impact le rapport transformateur a-t-il sur le système d'alimentation?

Quel est le rapport transformateur？

Le rapport de transformation d'un transformateur se réfère au rapport de tension entre l'enroulement à haute tension (HV) et l'enroulement basse tension (LV). Plus précisément, il représente le rapport de la tension nominale du côté primaire (généralement désigné comme le côté haute tension ou d'entrée) à la tension nominale du côté secondaire (généralement identifié comme le côté basse tension ou de sortie).

Mathématiquement, le rapport de transformation (k) d'un transformateur peut être exprimé comme:

K = tension nominale du côté haute tension / tension nominale du côté basse tension

Comment calculer le rapport de transformation d'un transformateur?

Il existe plusieurs méthodes de calcul pour le rapport de transformation des transformateurs:

1. Calcul du rapport des virages via les virages de la bobine primaire à seconde:

• Formule: Ratio du transformateur = virages de bobine primaire ÷ virages de bobine secondaire

• Exemple: si un transformateur a 1 000 tours dans sa bobine primaire et 2 000 tours dans sa bobine secondaire, le rapport transformateur est de 1: 2.

2. Calcul du rapport de transformation via des tensions d'entrée et de sortie:

• Formule: Ratio de tension = tension primaire ÷ tension secondaire

• Exemple: Si un transformateur a une tension primaire de 220 V et une tension secondaire de 110 V, le rapport de tension est de 2: 1.

3. Calcul du rapport de transformation via la puissance nominale du transformateur:

• Formule: Ratio de transformation = signe racine (capacité nominale du transformateur x tension d'entrée) ÷ tension de sortie

• Exemple: si un transformateur a une puissance nominale de 1 000 VA, une tension d'entrée de 220 V et une tension de sortie de 110 V, le rapport de transformation est de 2: 1.

4. Relation entre le rapport des virages et le rapport de tension

La force électromotive induite (EMF) dans l'enroulement primaire (côté d'entrée) et l'enroulement secondaire (côté de sortie) d'un transformateur sont directement proportionnels au nombre de virages dans chaque enroulement. Par conséquent, le rapport de la tension d'entrée du côté primaire à la tension de sortie du côté secondaire est égal au rapport de virage.

Lors du calcul du rapport transformateur, la méthode appropriée peut être sélectionnée en fonction des paramètres et scénarios du transformateur connus.

L'impact du rapport transformateur sur le système d'alimentation

1. Stabilité de tension

Les changements dans le rapport transformateur affectent directement la stabilité de tension des systèmes d'alimentation. Plus précisément, un rapport de transformation accru entraîne une augmentation de la tension, tandis qu'un rapport diminué provoque une baisse de tension. Dans les opérations pratiques, l'amplitude de la variation du rapport de transformation doit être régulée avec précision pour garantir que la stabilité de la tension du système reste dans des limites acceptables.

2. Capacité de transfert d'énergie

Les ajustements du rapport transformateur influencent également la capacité de transfert de puissance du système. Un rapport de transformation réduit diminue le courant nominal du transformateur, réduisant potentiellement la capacité de charge. Parallèlement, la puissance réactive dans le système est affectée par les modifications du rapport. Par conséquent, les impacts sur la capacité de transfert de puissance doivent être soigneusement évalués lors des ajustements du rapport.

3. Dangers de sécurité

Les transformateurs dans les systèmes électriques utilisent généralement des noyaux laminés pour la construction d'un enroulement. La modification du rapport de transformation nécessite de réajuster le flux magnétique total du noyau. Une mauvaise exécution technique peut induire un débit de noyau, créant des risques de sécurité tels que la défaillance de l'isolation ou la surchauffe des équipements.

4. Impacts sur les scénarios opérationnels spéciaux

Dans des scénarios spécifiques (par exemple, les tests et l'entretien du système électrique pendant la construction), la modification du rapport transformateur peut être nécessaire pour optimiser les performances du système. Cependant, de tels changements exigent une évaluation rigoureuse de leurs effets sur la stabilité globale et la sécurité opérationnelle du système électrique.

Le rapport de transformation doit être sélectionné conformément aux niveaux de tension de la grille, aux modèles de variation de charge et aux exigences de fonctionnement économique. En tant que paramètre critique dans la conception, le fonctionnement et la protection du système d'alimentation, la configuration rationnelle du rapport transformateur a un impact direct sur la stabilité de la tension, l'optimisation de l'efficacité énergétique et la sécurité des équipements. Les ajustements du rapport de transformation nécessitent une considération complète de la topologie du réseau, des caractéristiques de charge et des contraintes de répartition économique pour atténuer les risques potentiels tels que les courants en circulation et l'effondrement de la tension.