Hogyan válasszuk ki a transzformátor kapacitását a terhelési jellemzők alapján?

 

I. Terhelési jellemzők: A transzformátor kapacitás kiválasztásának alapvető alapja

A terhelési jellemzők a működés közbeni elektromos berendezések által bemutatott elektromos jellemzőkre vonatkoznak, elsősorban a terhelés típusát, a méretet és a variációs törvényt, a teljesítménytényezőt, az időtartamot stb.

A terhelések feloszthatók induktív terhelésekre, kapacitív terhelésekre és az ellenálló terhelésekre a természetük szerint, és a különféle típusok szignifikánsan eltérő hatással vannak a transzformátor kapacitására.

1) Induktív terhelések: Például motorok, transzformátorok, elektromos hegesztők stb. Amikor ezek a rakományok működnek, nemcsak aktív energiát fogyasztanak, hanem reaktív energiát is generálnak, ami a teljesítménytényező csökkenését eredményezi. A reaktív erő létezése növeli a transzformátor látszólagos energiaigényét. Ha a reaktív energiakompenzációt nem veszik figyelembe, akkor nagyobb kapacitású transzformátort kell kiválasztani az aktív és reaktív teljesítmény teljes igényének kielégítésére.

2) Kapacitív terhelések: Mint például a kondenzátorok, a szinkron generátorok (ha túl - izgatott) stb. Stb. A reaktív teljesítmény biztosításával jellemzik őket, amelyek javíthatják a rendszer teljesítménytényezőjét. A kapacitív terhelések által dominált forgatókönyvekben a transzformátor tényleges látszólagos energiaigénye alacsonyabb lehet, mint az aktív teljesítménynek megfelelő kapacitás, és a kiválasztást az általános reaktív energiaegyenleggel kombinálva kell beállítani.

3) Ellenállási terhelések: Például izzólámpák, elektromos fűtőberendezések, ellenállási kemencék stb. Az ilyen terhelések teljesítménytényezője közel 1, és a látszólagos teljesítmény alapvetően megegyezik az aktív teljesítménygel. A kapacitás kiválasztása közvetlenül az aktív teljesítmény szerint kiszámítható, a reaktív energiaveszteség további megfontolása nélkül.

 

A terhelés mérete nincs rögzítve, és ingadozási tartománya, ütési szilárdsága és időtartama közvetlenül befolyásolja a transzformátor kapacitásának kiválasztását.

1) Állandó terhelés: Mint például a folyamatos gyártóvezeték -berendezések, a terhelés hosszú ideig egy bizonyos érték közelében stabil. Ebben az időben a kapacitást a névleges terhelés látszólagos teljesítménye alapján lehet kiszámítani, 10–15% -os margóval fenntartva (figyelembe véve a berendezések öregedését, a vonalvesztést stb.).

2) ingadozó terhelés: Például a lakossági villamosenergia -fogyasztás (nagy terhelés a reggeli és esti csúcsokon, alacsony terhelés késő este), bevásárlóközpont villamosenergia -fogyasztása (nagy terhelés munkaidőben, alacsony terhelés a bezárás után). Ilyen forgatókönyvekben meg kell számolni egy tipikus nap terhelési görbéjét, a maximális terhelést a kapacitás kiválasztásának referenciaértékeként kell elvégezni, és elkerülni kell a kapacitást a - csúcsérték szerint, ha a csúcs időtartama rövid (például csak 1-2 óra), akkor a fedezetet 5% -10% -ra lehet csökkenteni az egyensúly és a költségek.

3) ütésterhelés: Például a motor indítása, az elektromos hegesztőgép működése, a bélyegző berendezések működése stb., Amelyek azonnal olyan áramot generálnak, amely messze meghaladja a névleges értéket (általában 5- a névleges áram 7 -szerese). Noha az ütközés terhelése rövid időtartamú (néhány másodpercig a tíz másodpercig), rövid - kifejezés túlterhelését okozja a transzformátor. Ha a kapacitás nem elegendő, akkor feszültségcsökkenést és kanyargós túlmelegedést okozhat. Kiválasztáskor kiszámítani kell a látszólagos teljesítményt az ütközés során (például a motor indítása A látszólagos teljesítmény=indítási áram × névleges feszültség /√3), győződjön meg arról, hogy a rövid - kifejezés túlterhelése a transzformátor túlterhelése megfelel a követelményeknek, és ha szükséges, válassza ki a transzformátort nagyobb kapacitással, vagy olyan intézkedéseket, mint például a lépcsőzetes indítást, és csökkenti a hatást.

A terhelés folyamatos működési ideje határozza meg a transzformátor "fáradtsági fokát". Azok a terhelések, amelyek hosszú ideig folyamatosan futnak (például az adatközpontok tápegységei, a kórházi intenzív ellátóberendezések), magasabb a kapacitás -illesztés követelményei, és a transzformátort biztosítani kell, hogy stabilan működjön a névleges kapacitáson; Az időszakos üzemeltetési terhelések (például a mezőgazdasági öntözőszivattyúk, az építőhely toronydaruk) esetén a kapacitási szabvány megfelelően csökkenthető, mivel ezek nagyrészt leállási vagy könnyű terhelési állapotban vannak, és a tekercselési hőmérséklet -emelkedés nem fog folyamatosan felhalmozódni, de biztosítani kell, hogy a csúcsterhelés a transzformátor besorolt ​​kapacitását nem haladja meg.

Megfeleljen a maximális terhelési igénynek: A transzformátor kapacitásának nagyobb vagy egyenlőnek kell lennie a maximális terhelés látszólagos teljesítményével, hogy ne legyen hosszú - kifejezés túlterhelése bármilyen munkakörülmények között.

Folytatja a gazdasági működési hatékonyságot: A transzformátor hatékonysági görbéje "fordított u - alakú", és a hatékonyság a legmagasabb, ha a terhelési sebesség 70% -80% (minimális veszteség). A kapacitás kiválasztásának meg kell próbálnia a normál működési terhelési sebességet ebben a tartományban, hogy elkerülje a "nagy ló húzását egy kis kocsit húzva" (a hatékonyság jelentősen csökken, ha a terhelési sebesség alacsonyabb, mint 30%).

Tartalék tágulási hely: Figyelembe véve a következő 3-5 évben a terhelés növekedését (például a vállalati bővítést, a lakossági elektromos berendezések növekedését), a kapacitásnak kb. 20% -ot kell fenntartania (a fejlesztési terv szerint kiigazítva).

Alkalmazkodni a környezeti feltételekhez: A magas hőmérséklet, a magas tengerszint feletti magasság és a poros környezet csökkenti a transzformátor hőeloszlási hatékonyságát. Ilyen esetekben a kapacitást 10%-kal kell növelni - 20%-kal; Ha egy - szellőztetett és hőmérséklet-megfelelő helyre van telepítve, akkor a margó megfelelően csökkenthető.

 

1. Számítsa ki a teljes terhelési kapacitást

Összeg: Összeadja az összes terhelés névleges teljesítményét (KW), figyelembe véve a keresleti tényezőt (egyidejűző tényező).

Számolja a csúcsterheléseket: Ha van rövid - kifejezés -túlfeszültség (pl. Motorindító áram), számolja ki az egyenértékű hőterhelést vagy hajtsa végre az átmeneti elemzést.

Képlet:

         

Ahol:

S=látszólagos teljesítmény (KVA)

​ Pteljes= Teljes aktív teljesítmény (KW)

η=hatékonyság

kötözősalátaφ= Teljesítménytényező

 

2. Határozza meg a transzformátor kapacitását

Alapkapacitás: Válassza ki a transzformátor névleges kapacitásátvalamivel magasabb, mint a kiszámított terhelés (jellemzően 20% ~ 30% margó).

Példa: Ha a terhelés számítása 800 kVa, válasszon egy 1000 kVA -os transzformátort.

Túlterhelési képesség: Ha a terhelés ciklikusan ingadozik (pl. Day - éjszakai variációk), akkor a rövid - kifejezés túlterhelése engedélyezhető (olaj - belemerült transzformátorok általában lehetővé teszik az 1,3x túlterhelést 2 órán keresztül).

Különleges terheléskezelés:

Az ütés terhelését érintő forgatókönyvek esetén a transzformátor kiszámított kapacitását ki kell javítani. Az ütközési terhelések (például az elektromos hegesztők és a bélyegző berendezések) rövid - kifejezés csúcsáramát generálnak, az ütközési együtthatókkal (a maximális áram és a névleges áram aránya) elérik a 2-5-et. Ilyen esetekben a kapacitás beállítását vagy a"A maximális keresleti módszer"vagy a"Az együttható korrekciós módszer":

Maximális keresleti módszer: Mérje meg vagy számítsa ki az ütközés maximális aktív teljesítményét (figyelembe véve az ütés időtartamát), konvertálja azt látszólagos teljesítményre, majd felülmúlja azt más terhelések számított kapacitásával.

Együttható korrekciós módszer: Olyan rendszereknél, amelyekben az ütközés betöltése magas arányt jelent (pl. A teljes terhelés 20% -át meghaladja), szorozzuk meg az alapvető kiszámított kapacitást 1,2-1,5 korrekciós tényezővel. (Minél gyakoribb és intenzívebb a hatások, annál magasabbnak kell lennie a korrekciós tényezőnek.)

Alacsony teljesítményű tényezőkkel (pl. COSφ <0,7), a reaktív teljesítménykompenzációt (például a kondenzátor bankok telepítését) először be kell hajtani, hogy a teljesítménytényezőt 0,85 fölé javítsák, mielőtt kiszámítanák a transzformátor kapacitását. A reaktív energiakompenzáció után a látszólagos teljesítmény iránti kereslet csökken, ami csökkenti a szükséges transzformátor kapacitást, és csökkenti mind a beruházási költségeket, mind az energiafogyasztást.

 

3. Példa forgatókönyvek

1. forgatókönyv: Gyári terhelés=500 kw, Power faktor=0.8, hatékonyság=0.9:

→ Válassza ki a 800KVA transzformátort.

2. forgatókönyv: Adatközpont (24/7 működés, 60% -os terhelési sebesség) → Válassza a magas- hatékonyság száraz - Típus -transzformátort, 1,2x csúcsterhelési kapacitással.

Együttműködés a reaktív hatalmi kompenzációval: Az induktív terhelések által dominált forgatókönyvekben a reaktív energiakompenzációhoz való kondenzátorok telepítése javíthatja a teljesítménytényezőt (például 0,7 -ről 0,9 -re), jelentősen csökkentve a látszólagos energiaigényt (például 1000 kW terhelést, a látszólagos teljesítmény 1429 kVa, amikor a teljesítménytényező 0,7, és az 1111KVA -ra csökken, ezáltal 0,9 -re történő növekedés után), ezáltal csökkentve a transzformátus és a beruházást.

A környezeti hőmérséklet hatása: A transzformátor névleges kapacitását általában 40 fokos környezeti hőmérséklet alapján tervezték. Ha a tényleges környezeti hőmérséklet hosszú ideig magasabb, mint 40 fok (például a kültéri telepítés magas {{3} hőmérsékleti területeken), akkor a kapacitást a "hőmérséklet -korrekciós együttható" szerint kell csökkenteni (például a 45 fokos korrekciós együtthatót 0,92, és az 1000 kVA transzformátor valójában csak 920 kvA -t képes hordozni).

Több transzformátor kiválasztása: Ha a terhelési kapacitás nagy, széles körben eloszlik, vagy a megbízhatósági követelmény (például nagy gyárak, kórházak), akkor több transzformátor párhuzamosan működtethető. Ebben az időben az egyetlen transzformátor kapacitását a "terhelés -megosztás" elv szerint kell kiválasztani annak biztosítása érdekében, hogy az egyes transzformátorok terhelési sebessége kiegyensúlyozott legyen, és kerülje el egy bizonyos túlterhelést.