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電機與工程計算機

變壓器全日效率計算機 — 24 小時負載曲線

依據多時段負載曲線、鐵損與滿載銅損,計算變壓器全日能源效率,並提供千瓦時損失分解與工作週期診斷。

即時計算顯示計算過程

可編輯的即時計算機

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沒有隱藏假設。輸入值、單位與計算過程都會顯示,方便您逐步核對。

計算結果

95.053% 全日效率

輸出能量:880 kWh

鐵損能量:28.8 kWh

銅損/負載損耗能量:17 kWh

總損耗能量:45.8 kWh

輸入能量:925.8 kWh

時間加權平均負載率:45.83%

已輸入的通電時段:24 h

時段 1:6 h × 100% × PF 0.8 → 輸出 480 kWh,銅損 12 kWh

時段 2:10 h × 50% × PF 0.8 → 輸出 400 kWh,銅損 5 kWh

時段 3:8 h × 0% × PF 0 → 輸出 0 kWh,銅損 0 kWh

模型範圍:鐵損僅依已輸入的通電小時數計算。若有通電空載時段,請加入一段負載率 0% 的時段;只有在變壓器斷電時才應省略該時段。

顯示計算過程
  1. 1. 輸出能量 = Σ(kVA × 負載率 × PF × 小時數) = 880 kWh。
  2. 2. 鐵損能量 = 1.2 kW × 24 h = 28.8 kWh。
  3. 3. 銅損能量 = Σ(2 kW × 負載率² × 小時數) = 17 kWh。
  4. 4. 輸入能量 = 880 + 45.8 = 925.8 kWh。
  5. 5. η全日 = 880 ÷ 925.8 × 100 = 95.0529%。
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計算過程,無隱藏假設

請以每日工作週期模擬配電變壓器,而非只看單一運轉點。最多可輸入四個通電時段,各時段有不同負載與功率因數;MAXScanner 會加總輸出電能、固定鐵損電能與隨負載變化的銅損電能。

如何使用此計算器

1

請輸入變壓器額定 kVA,以及可靠的無載/鐵損與滿載銅損/負載損失。

2

以小時數、負載百分比與功率因數描述最多四個時段。

3

若有通電的無載時間,請輸入負載 0% 且 PF 為 0 的小時數;未填寫的小時數會被視為停電,而非無載運轉。

4

請確保輸入的總小時數不超過 24 小時。

5

檢視供電千瓦時、鐵損與銅損電能、輸入電能及全日效率。

常見使用情境

  • •配電變壓器每日電能損失研究。
  • •使用相同變壓器損失數據,比較不同工作週期。
  • •量化長時間通電無載期間的影響。
  • •將固定鐵損電能與隨負載變化的繞組/負載損失電能分開計算。

範例:100 kVA 每日工作週期

若為 100 kVA、PF 0.8、鐵損 1.2 kW、滿載銅損 2.0 kW:100% 負載運轉 6 小時、50% 負載運轉 10 小時,另有 8 小時通電無載,則輸出電能為 880 kWh,鐵損電能為 28.8 kWh,銅損電能為 17 kWh,輸入電能為 925.8 kWh,全日效率約為 95.05%。

結果未假設的條件

  • •此為所輸入工作週期的能源效率,並非瞬時運轉效率,也不是法規認證計算。
  • •在適用的額定電壓/頻率下通電時,鐵損/無載損失視為固定值。滿載銅損/負載損失依負載率的平方比例縮放。
  • •請使用製造商或測試證書提供的損失值。溫度、諧波、雜散損失、電壓/頻率變動、分接頭位置與冷卻狀態都可能改變實際損失。
  • •若將 0% 負載時段輸入為通電時間,仍會累計鐵損。未列入曲線的小時數會被視為停電。
  • •本模型將輸入負載限制在 100% 以內,因為能源效率規劃工具不應無聲地將過載運轉予以正常化。

常見問題

什麼是變壓器的全日效率?+

指在一個工作週期(通常為 24 小時)內,總有效輸出電能除以總輸入電能。與瞬時效率不同,它能反映負載變化與通電無載時段的影響。

為什麼無載時仍會有鐵損?+

當變壓器通電並維持在額定電壓與頻率附近時,即使二次側未供應有效負載,鐵損仍會存在。請將這些時數輸入為負載 0% 的時段。

為什麼銅損要乘以負載率的平方?+

標準規劃模型假設繞組/負載損失約與電流平方成正比,因此 50% 負載的時段每小時約貢獻滿載銅損的 25%。

功率因數可以逐時段改變嗎?+

可以。每個有負載的時段都可以設定自己的功率因數,因為有效輸出千瓦取決於視在負載與功率因數。

這與變壓器效率計算機相同嗎?+

不相同。一般效率計算機只評估單一運轉點;本計算機則是在隨時間變化的工作週期中,累計輸出與損失。

此工具能證明符合 DOE 或其他法規的效率要求嗎?+

不能。合規需要適用的規定測試方法與經認證的設備數據。本工具供透明的工程規劃與能源研究使用。

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