Die Berechnung ohne versteckte Annahmen
Modellieren Sie einen Verteiltransformator über einen täglichen Betriebszyklus, statt ihn nur an einem einzelnen Betriebspunkt zu beurteilen. Geben Sie bis zu vier eingeschaltete Zeitabschnitte mit unterschiedlicher Belastung und unterschiedlichem Leistungsfaktor ein; MAXScanner summiert die abgegebene Energie, die konstante Eisenverlustenergie und die lastabhängige Kupferverlustenergie.
So verwendest du diesen Rechner
Geben Sie die Nennleistung des Transformators in kVA sowie verlässliche Leerlauf-/Eisenverluste und Kupfer-/Lastverluste bei Volllast ein.
Beschreiben Sie bis zu vier Zeitabschnitte mit Stunden, prozentualer Auslastung und Leistungsfaktor.
Für eingeschaltete Leerlaufzeiten geben Sie die Stunden mit 0 % Last und cos φ = 0 ein; nicht angegebene Stunden gelten als ausgeschaltet, nicht als Leerlaufbetrieb.
Die gesamte eingegebene Stundenzahl sollte höchstens 24 betragen.
Prüfen Sie die abgegebenen kWh, die Energie der Eisen- und Kupferverluste, die aufgenommene Energie und den Tageswirkungsgrad.
Typische Einsatzbereiche
- •Tägliche Energieverlustanalysen für Verteiltransformatoren.
- •Vergleich von Betriebszyklen mit denselben Verlustdaten des Transformators.
- •Quantifizierung des Einflusses langer eingeschalteter Leerlaufzeiten.
- •Trennung der konstanten Eisenverlustenergie von der lastabhängigen Wicklungs- bzw. Lastverlustenergie.
Beispiel: 100-kVA-Tageszyklus
Bei 100 kVA, cos φ 0,8, 1,2 kW Eisenverlust und 2,0 kW Kupferverlust bei Volllast ergeben 6 h mit 100 %, 10 h mit 50 % und 8 h eingeschaltet im Leerlauf eine abgegebene Energie von 880 kWh, 28,8 kWh Eisenverlustenergie, 17 kWh Kupferverlustenergie, 925,8 kWh aufgenommene Energie und einen Tageswirkungsgrad von etwa 95,05 %.
Was das Ergebnis nicht voraussetzt
- •Dies ist der Energiewirkungsgrad über den eingegebenen Betriebszyklus, nicht der momentane Betriebswirkungsgrad und keine behördliche Zertifizierungsberechnung.
- •Der Leerlauf- bzw. Eisenverlust wird während der eingeschalteten Zeit bei der jeweils gültigen Nennspannung und Nennfrequenz als konstant angenommen. Der Kupfer- bzw. Lastverlust bei Volllast wird mit dem Quadrat des Lastanteils skaliert.
- •Verwenden Sie Verlustwerte des Herstellers oder aus dem Prüfzeugnis. Temperatur, Oberschwingungen, Streuverluste, Spannungs- und Frequenzschwankungen, Stufenschalterstellung und Kühlzustand können die realen Verluste verändern.
- •Eine Zeit mit 0 % Last führt weiterhin zu Eisenverlusten, wenn sie als eingeschaltete Zeit eingegeben wird. Im Profil nicht angegebene Stunden gelten als ausgeschaltet.
- •Die eingegebene Last ist auf 100 % begrenzt, weil ein Werkzeug zur Energieeffizienzplanung Überlastbetrieb nicht stillschweigend normalisieren sollte.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Tageswirkungsgrad eines Transformators?+
Er ist die gesamte nutzbare abgegebene Energie geteilt durch die gesamte aufgenommene Energie über einen Betriebszyklus, üblicherweise einen 24-Stunden-Tag. Anders als der momentane Wirkungsgrad berücksichtigt er wechselnde Last sowie eingeschaltete Leerlaufzeiten.
Warum fallen Eisenverluste auch im Leerlauf an?+
Ein eingeschalteter Transformator, der nahe Nennspannung und Nennfrequenz betrieben wird, hat Eisenverluste, auch wenn die Sekundärseite keine Nutzlast versorgt. Tragen Sie diese Stunden als Zeitabschnitt mit 0 % Last ein.
Warum wird der Kupferverlust mit dem Quadrat des Lastanteils multipliziert?+
Das übliche Planungsmodell setzt den Wicklungs- bzw. Lastverlust näherungsweise proportional zum Quadrat des Stroms an. Ein Zeitabschnitt mit 50 % Last verursacht daher pro Stunde etwa 25 % des Kupferverlusts bei Volllast.
Kann der Leistungsfaktor je Zeitabschnitt variieren?+
Ja. Jeder eingegebene belastete Zeitabschnitt hat einen eigenen Leistungsfaktor, da die nutzbare Wirkleistung sowohl von der Scheinlast als auch vom cos φ abhängt.
Entspricht dies dem Transformator-Wirkungsgrad-Rechner?+
Nein. Der gewöhnliche Wirkungsgrad-Rechner bewertet einen einzelnen Betriebspunkt. Dieser Rechner integriert Abgabe und Verluste über einen zeitlich veränderlichen Betriebszyklus.
Kann dieser Rechner die Einhaltung von DOE- oder anderen gesetzlichen Wirkungsgradvorgaben belegen?+
Nein. Für eine Konformitätsprüfung sind das jeweils vorgeschriebene Prüfverfahren und zertifizierte Gerätedaten erforderlich. Dieses Werkzeug dient einer transparenten technischen Planung und Energieanalyse.
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