Kako izbrati zmogljivost transformatorja na podlagi lastnosti obremenitve?

 

I. Karakteristike obremenitve: Osnovna osnova za izbiro zmogljivosti transformatorja

Značilnosti obremenitve se nanašajo na električne značilnosti, ki jih med delovanjem kaže električna oprema, v glavnem vključno z vrsto obremenitve, velikosti in spreminjanjem zakonom, faktorjem moči, trajanjem itd. Te značilnosti neposredno določajo zahtevo po zmogljivosti transformatorja.

Obremenitve lahko razdelimo na induktivne obremenitve, kapacitivne obremenitve in uporovne obremenitve glede na svojo naravo, različne vrste pa imajo bistveno različne vplive na zmogljivost transformatorja.

1) Induktivne obremenitve: Kot so motorji, transformatorji, električni varilci itd. Ko te obremenitve delujejo, ne porabijo samo aktivne moči, ampak tudi ustvarjajo reaktivno moč, kar ima za posledico zmanjšanje faktorja moči. Obstoj reaktivne moči bo povečal navidezno potrebo po moči transformatorja. Če se ne upošteva kompenzacije reaktivne energije, je treba izbrati večji transformator zmogljivosti, da bi zadostili skupnemu povpraševanju po aktivni in reaktivni moči.

2) Kapacitivne obremenitve: Kot so kondenzatorji, sinhroni generatorji (ko so čez - navdušeni) itd. Za njih je značilno zagotavljanje reaktivne moči, ki lahko izboljša faktor moči sistema. V scenarijih, v katerih prevladujejo kapacitivne obremenitve, je lahko dejansko navidezno povpraševanje po moči transformatorja nižje od zmogljivosti, ki ustreza aktivni moči, izbiro pa je treba prilagoditi v kombinaciji s celotnim reaktivnim ravnovesjem moči.

3) uporovne obremenitve: Kot so žarnice z žarilnimi žarnicami, električni grelniki, uporne peči itd. Faktor moči takšnih obremenitev je blizu 1, navidezna moč pa je v bistvu enaka aktivni moči. Izbira zmogljivosti je mogoče neposredno izračunati v skladu z aktivno močjo brez dodatnega upoštevanja reaktivne izgube moči.

 

Velikost obremenitve ni določena, njegov nihanje pa, trdnost in trajanje udarca neposredno vplivajo na izbiro zmogljivosti transformatorjev.

1) Stalna obremenitev: Kot je oprema neprekinjene proizvodne linije, je obremenitev že dolgo stabilna blizu določene vrednosti. V tem času se zmogljivost lahko izračuna v skladu z navidezno močjo nazivne obremenitve z rezerviranjem 10% -15% (glede na staranje opreme, izgubo linij itd.).

2) nihajoča obremenitev: Kot so poraba stanovanjske električne energije (velika obremenitev med jutranjimi in večernimi vrhovi, nizka obremenitev pozno ponoči), nakupovalna poraba električne energije (velika obremenitev v delovnem času, nizka obremenitev po zaprtju). V takšnih scenarijih je treba prešteti krivuljo obremenitve tipičnega dne, vzeti največjo obremenitev kot merilo za izbiro zmogljivosti in se izogniti slepo razširjenju zmogljivosti v skladu z največjo vrednostjo -, če je trajanje vrha kratko (na primer 1-2 ur na dan), se lahko marginja primerno zmanjša na 5% -10%.

3) obremenitev udarca: Kot so zagon motorja, delovanje električnega varilnega stroja, delovanje opreme za žigosanje itd., Ki bodo takoj ustvarili tok, ki presega nazivno vrednost (običajno 5 - 7 -krat večji od nazivnega toka). Čeprav ima obremenitev udarca kratko (nekaj sekund do deset sekund), bo povzročila kratko - preobremenitev transformatorja. Če je zmogljivost nezadostna, lahko povzroči padec napetosti in pregrevanje navitja. Pri izbiri je treba izračunati navidezno moč med udarcem (na primer zagon motorja navidezna moč=Začetni tok × Nazivna napetost /√3), zagotovite, da kratka - terminska zmogljivost transformatorja izpolnjuje zahteve in po potrebi izberete, da se začnejo z večjo zmogljivostjo ali sprejemanje ukrepov.

Nenehni čas delovanja obremenitve določa "stopnjo utrujenosti" transformatorja. Obremenitve, ki že dolgo delujejo neprekinjeno (na primer napajanje v podatkovni centri UPS, oprema za intenzivno nego v bolnišnici), imajo višje zahteve za ujemanje zmogljivosti, transformator pa je treba zagotoviti, da lahko stabilno deluje na oceni; Za občasno obratovalne obremenitve (na primer kmetijske namakalne črpalke, žerjavi gradbenega mesta) se lahko standard zmogljivosti ustrezno zmanjša, ker so večino časa v zaustavitvi ali lahki obremenitvi, dvig temperature navijanja pa se ne bo neprekinjeno kopičil, vendar je treba zagotoviti, da najvišja obremenitev med delovanjem ne presega ocene sposobnosti transformatorja.

Izpolnjujejo največje povpraševanje po obremenitvi: Zmogljivost transformatorja mora biti večja od ali enaka navidezni moči največje obremenitve, da se zagotovi, da ne bo dolga - preobremenitev v kakršnih koli delovnih pogojih.

Zasledovanje učinkovitosti gospodarskega delovanja: Krivulja učinkovitosti transformatorja je "obrnjena U - v obliki", učinkovitost pa je najvišja, kadar je stopnja obremenitve 70% -80% (minimalna izguba). Izbira zmogljivosti bi morala poskusiti narediti normalno hitrost obratovanja v tem območju, da se izognete "velikemu konju, ki vleče majhen voziček" (učinkovitost se znatno zmanjša, če je hitrost obremenitve nižja od 30%).

Rezervirajte razširitveni prostor: Glede na rast obremenitve v naslednjih 3-5 letih (na primer širitev podjetij, povečanje stanovanjske električne opreme) mora zmogljivost rezervirati približno 20% (prilagojeno v skladu z razvojnim načrtom).

Prilagoditi okoljskim razmeram: Visoka temperatura, visoka nadmorska in prašna okolja bodo zmanjšali učinkovitost odvajanja toplote transformatorja. V takih primerih je treba zmogljivost dodatno povečati za 10%- 20%; Če je nameščena v vrtini - prezračevano in temperaturno primerno mesto, se lahko marža ustrezno zmanjša.

 

1. Izračunajte skupno zmogljivost obremenitve

Moč vsote opreme: Združite nazivno moč (KW) vseh obremenitev, če upoštevamo faktor povpraševanja (faktor istočasnosti).

Račun za največje obremenitve: Če obstajajo kratki - termini (npr. Motorni začetni tok), izračunajte enakovredno toplotno obremenitev ali izvedite prehodno analizo.

Formula:

         

Kje:

S=navidezna moč (kva)

​ Pskupaj= Skupna aktivna moč (KW)

η=učinkovitost

cosφ= faktor moči

 

2. Določite zmogljivost transformatorja

Osnovna zmogljivost: Izberite zmogljivost z oceno transformatorjanekoliko višji od izračunane obremenitve (običajno 20% ~ 30% marže).

Primer: Če je izračun obremenitve 800KVA, izberite transformator 1000KVA.

Sposobnost preobremenitve: Če obremenitev ciklično niha (npr. Dan - nočne različice), so lahko dovoljene kratke -, ki so lahko dovoljene (olje - potopljeni transformatorji običajno dopuščajo 1 uro 1,3x).

Posebno ravnanje z obremenitvijo:

Za scenarije, ki vključujejo udarne obremenitve, je treba popraviti izračunano zmogljivost transformatorja. Udarne obremenitve (na primer električni varilci in opremo za žigosanje) ustvarjajo kratke - terminske tokove, z njihovim koeficientom udarca (razmerje med največjim tokom in ocenjenim tokom), ki doseže 2-5. V takih primerih je treba prilagoditi zmogljivost z uporabo bodisi"Metoda največjega povpraševanja"ali"Metoda korekcije koeficienta":

Metoda največjega povpraševanja: Izmerite ali izračunajte največjo aktivno moč udarne obremenitve (glede na trajanje udarca), jo pretvorite v navidezno moč in jo nato odložite z izračunano zmogljivostjo drugih obremenitev.

Metoda korekcije koeficienta: Za sisteme, kjer udarne obremenitve predstavljajo velik delež (npr., Ki presega 20% celotne obremenitve), pomnožite osnovno izračunano zmogljivost s korekcijskim faktorjem 1,2-1,5. (Čim pogostejši in intenzivni vplivi, višji mora biti korekcijski faktor.)

Za sisteme z nizkimi faktorji moči (npr. Cosφ <0,7) je treba pred izračunom zmogljivosti transformatorja najprej izvesti reaktivno kompenzacijo moči (na primer namestitev bank kondenzatorjev), da se izboljša faktor moči nad 0,85. Po kompenzaciji reaktivne energije se povpraševanje po navidezni energiji zmanjša, kar zmanjša potrebno zmogljivost transformatorja in znižuje tako naložbene stroške kot porabo energije.

 

3. Primer scenarijev

Scenarij 1: Tovarniška obremenitev=500 kw, faktor moči=0.8, učinkovitost=0.9:

→ Izberite 800KVA transformator.

Scenarij 2: Podatkovni center (24/7 delovanje, 60% hitrost obremenitve) → Izberite visoko - suho učinkovitost - transformator z 1,2x najvišje zmogljivosti.

Sodelovanje z nadomestilom reaktivne energije: V scenarijih, v katerih prevladujejo induktivne obremenitve, lahko namestitev kondenzatorjev za kompenzacijo reaktivne energije izboljša faktor moči (na primer od 0,7 do 0,9), kar znatno zmanjša navidezno povpraševanje po moči (na primer 1000kW obremenitev, navidezna moč je 1429KVA, ko je faktor moči 0,7, in padla po povečanju na 0,9.

Vpliv temperature okolice: Nazivna zmogljivost transformatorja je običajno zasnovana na podlagi temperature okolice 40 stopinj. Če je dejanska temperatura okolice že dolgo višja od 40 stopinj (na primer namestitev na prostem na temperaturnih območjih z visoko -), je treba zmogljivost zmanjšati v skladu s "korekcijskim koeficientom temperature" (kot je korekcijski koeficient pri 45 stopinj 0,92, transformator 1000KVA pa lahko dejansko nosi le 920KVA).

Izbira več transformatorjev: Kadar je zmogljivost obremenitve velika, široko razporejena ali je zahteva po zanesljivosti visoka (na primer velike tovarne, bolnišnice), lahko vzporedno upravljate več transformatorjev. Trenutno je treba izbrati zmogljivost enega samega transformatorja v skladu z načelom "Skupna raba obremenitve", da se zagotovi, da je hitrost obremenitve vsakega transformatorja uravnotežena in se izognete preobremenitvi določene.