Як вибрати ємність трансформатора на основі характеристик навантаження?

 

I. Характеристики навантаження: основна основа для вибору ємності трансформатора

Характеристики навантаження відносяться до електричних характеристик, виявлених електричним обладнанням під час роботи, в основному включаючи тип навантаження, розмір розміру та зміни, коефіцієнт потужності, тривалість тощо. Ці характеристики безпосередньо визначають вимогу ємності трансформатора.

Навантаження можна розділити на індуктивні навантаження, ємнісні навантаження та резистивні навантаження відповідно до їх природи, а різні типи мають значно різний вплив на ємність трансформатора.

1) Індуктивні навантаження: Наприклад, двигуни, трансформатори, електричні зварювальні засоби тощо, коли ці навантаження працюють, вони не тільки споживають активну потужність, але й генерують реактивну потужність, що призводить до зменшення коефіцієнта потужності. Наявність реактивної потужності збільшить очевидний попит на владу трансформатора. Якщо не враховується компенсація реактивної потужності, для задоволення загального попиту активної та реактивної потужності необхідно вибрати більше трансформатора більшої ємності.

2) Ємнісні навантаження: Наприклад, конденсатори, синхронні генератори (коли - збуджені) тощо. Вони характеризуються наданням реактивної потужності, що може покращити коефіцієнт потужності системи. У сценаріях, де переважають ємнісні навантаження, фактичний очевидний попит на електроенергію трансформатора може бути нижчим, ніж ємність, що відповідає активній потужності, і вибір повинен бути скоригований у поєднанні із загальним балансом реактивної потужності.

3) Опірні навантаження: Наприклад, лампи розжарювання, електричні нагрівачі, печі опору тощо. Коефіцієнт потужності таких навантажень близький до 1, а очевидна потужність в основному дорівнює активній потужності. Вибір потужностей може бути безпосередньо обчислений відповідно до активної потужності без додаткового розгляду реактивної втрати потужності.

 

Розмір навантаження не фіксується, а його діапазон коливань, міцність і тривалість впливу безпосередньо впливають на вибір ємності трансформатора.

1) Постійне навантаження: Наприклад, обладнання безперервної виробничої лінії, навантаження стабільне поблизу певного значення протягом тривалого часу. У цей час ємність може бути обчислена відповідно до очевидної потужності номінального навантаження, з запасом 10% -15% зарезервовано (враховуючи старіння обладнання, втрата ліній тощо).

2) коливання навантаження: Наприклад, споживання електроенергії житла (високе навантаження в ранкові та вечірні піки, низьке навантаження пізно вночі), споживання електроенергії торгового центру (високе навантаження в робочий час, низьке навантаження після закриття). У таких сценаріях необхідно підраховувати криву навантаження типового дня, взяти максимальне навантаження як орієнтир для вибору ємності та уникати сліпо розширення ємності відповідно до пікового значення -, якщо пікова тривалість коротка (наприклад, лише 1-2 години на день), маржа може бути відповідною до 5% -10% для балансу та витрат.

3) Впливне навантаження: Такі як запуск двигуна, електрична робота з зварювальної машини, операція обладнання для штампування тощо, яка миттєво генерує струм, що значно перевищує номінальне значення (зазвичай 5 - 7 разів перевищує номінальний струм). Хоча навантаження на удар має коротку тривалість (кілька секунд до десятків секунд), це спричинить коротке - Термінний перевантаження трансформатора. Якщо ємність недостатня, це може спричинити падіння напруги та перегрівання обмотки. При виборі необхідно обчислити очевидну потужність під час удару (наприклад, запуску двигуна видима потужність=запусковий струм × номінальна напруга /√3), переконайтеся, що коротка - Термінна здатність трансформатора відповідає вимогам, а якщо це необхідно, виберіть трансформатор з більшою ємністю або вживаєм вимірювань, таких як початковий і м'який запуск.

Час безперервної роботи навантаження визначає "ступінь втоми" трансформатора. Навантаження, які тривалий час працюють безперервно (наприклад, джерела живлення ДБЖ, обладнання для інтенсивної терапії в центрі обробки даних) мають більш високі вимоги до відповідності потужностей, а трансформатор повинен бути забезпечений для стабільного роботи з номінальною потужністю; Для переривчастого робочого навантаження (наприклад, насоси для зрошення сільського господарства, кранів будівельних майданчиків), стандарт ємності може бути належним чином знижений, оскільки вони знаходяться в стані відключення або світлого навантаження більшу частину часу, а підвищення температури обмотки не накопичується, але необхідно забезпечити, щоб пікове навантаження під час роботи не перевищував номіналу трансформатора.

Задовольнити максимальний попит на навантаження: Ємність трансформатора повинна бути більша або дорівнює явній потужності максимального навантаження, щоб забезпечити тривалий - Термінний перевантаження в будь -яких умовах праці.

Дотримуйтесь ефективності економічної експлуатації: Крива ефективності трансформатора "перевернута U - у формі", а ефективність найвища, коли швидкість навантаження становить 70% -80% (мінімальна втрата). Вибір потужностей повинен намагатися зробити нормальну швидкість робочого навантаження в цьому діапазоні, щоб уникнути "великого коня, що тягне невеликий візок" (ефективність значно знижується, коли швидкість навантаження нижча за 30%).

Резервуйте простір розширення: Враховуючи зростання навантаження протягом наступних 3-5 років (наприклад, розширення підприємства, збільшення житлового електрообладнання), потужність повинна зарезервувати маржу близько 20% (скоригований відповідно до плану розвитку).

Адаптуватися до екологічних умов: Висока температура, висота та запилене середовище знизить ефективність розсіювання тепла трансформатора. У таких випадках потужність повинна додатково збільшуватися на 10%- 20%; Якщо встановлено у свердловині - вентильованому та відповідному температурі, поля може бути належним чином знижена.

 

1. Обчисліть загальну вантажопідйомність

Підсумувати потужність обладнання: Загальноприйняте номінальну потужність (кВт) усіх навантажень, враховуючи фактор попиту (коефіцієнт одночасно).

Врахування пікових навантажень: Якщо є короткі - перенапруги термінів (наприклад, струм запуску двигуна), обчисліть еквівалентне теплове навантаження або проведення перехідного аналізу.

Формула:

         

Де:

S=Очевидна потужність (KVA)

​ Pзагальний= Загальна активна потужність (KW)

η=Ефективність

cosφ= Коефіцієнт потужності

 

2. Визначте ємність трансформатора

База: Виберіть ємність з рейтингом трансформатораТрохи вище, ніж обчислене навантаження S (як правило, 20% ~ 30% маржа).

Приклад: Якщо обчислення навантаження становить 800 кВА, виберіть трансформатор 1000 кВА.

Можливості перевантаження: Якщо навантаження коливається циклічно (наприклад, день - нічні варіації), короткі - Термінові перевантаження можуть бути дозволені (масло - занурені трансформатори зазвичай дозволяють перевантажувати 1,3x протягом 2 годин).

Спеціальна обробка навантаження:

Для сценаріїв, що включають ударні навантаження, обчислену ємність трансформатора потрібно виправити. Впливні навантаження (наприклад, електричні зварювальні засоби та штампувальне обладнання) генерують короткі пікові струми строків -, з їх коефіцієнтом удару (співвідношення максимального струму до номінального струму), що досягає 2-5. У таких випадках коригування потужностей слід проводити за допомогою будь -якого"Метод максимального попиту"або"Метод корекції коефіцієнта":

Максимальний метод попиту: Виміряйте або обчисліть максимальну активну потужність навантаження на удар (враховуючи тривалість удару), перетворіть його на очевидну потужність, а потім накладають його з обчисленою ємністю інших навантажень.

Метод корекції коефіцієнта: Для систем, де навантаження на удар припадає на високу частку (наприклад, перевищення 20% від загального навантаження), помножте основну обчислену ємність на коефіцієнт корекції 1,2-1,5. (Чим частіше і інтенсивні наслідки, тим вище повинен бути коефіцієнт корекції.)

Для систем з низькими коефіцієнтами потужності (наприклад, COSφ <0,7), спочатку повинна бути реалізована компенсація реактивної потужності (наприклад, встановлення банків конденсаторів) для поліпшення коефіцієнта потужності до вище 0,85 перед обчисленням ємності трансформатора. Після компенсації реактивної електроенергії попит на очевидну потужність зменшується, що зменшує необхідну здатність трансформатора і знижує як інвестиційні витрати, так і споживання енергії.

 

3. Приклад сценарії

Сценарій 1: Фабричне навантаження=500 kw, коефіцієнт потужності=0.8, ефективність=0.9:

→ Виберіть трансформатор 800 кВА.

Сценарій 2: Центр даних (24/7 операції, 60% швидкість навантаження) → Виберіть високу - Ефективність сухий - Трансформатор типу з 1,2x піковою ємністю навантаження.

Співпраця з компенсацією реактивної влади: У сценаріях, де переважають індуктивні навантаження, встановлення конденсаторів для компенсації реактивної потужності може покращити коефіцієнт потужності (наприклад, від 0,7 до 0,9), значно зменшуючи очевидний попит на електроенергію (наприклад, 1000 кВт навантаження, видима потужність становить 1429 кВА, коли коефіцієнт потужності становить 0,7, а падіння до 1111 кВА після збільшення до 0,9), тим самим змінюючи наявність.

Вплив температури навколишнього середовища: Номінальна здатність трансформатора зазвичай розроблена на основі температури навколишнього середовища 40 градусів. Якщо фактична температура навколишнього середовища вища на 40 градусів протягом тривалого часу (наприклад, встановлення на відкритому повітрі у високих температурних областях-), потужність повинна бути знижена відповідно до "коефіцієнта корекції температури" (наприклад, коефіцієнт корекції при 45 градусах - 0,92, а трансформатор 1000 кВА може фактично нести лише 920 кВА).

Вибір декількох трансформаторів: Коли вантажопідйомність велика, розподілена широко, або вимога надійності висока (наприклад, великі фабрики, лікарні), кілька трансформаторів можуть діяти паралельно. У цей час ємність одного трансформатора повинна бути обрана відповідно до принципу "розподілу навантаження", щоб переконатися, що швидкість навантаження кожного трансформатора збалансована і уникає перевантаження певного.