Как да изберем капацитета на трансформатора въз основа на характеристиките на натоварването?

 

I. Характеристики на натоварването: Основната основа за избора на капацитет на трансформатора

Характеристиките на натоварването се отнасят до електрическите характеристики, показани от електрическото оборудване по време на експлоатация, главно включително тип натоварване, закон за размер и вариация, коефициент на мощност, продължителност и др. Тези характеристики директно определят изискването за капацитет на трансформатора.

Натоварванията могат да бъдат разделени на индуктивни натоварвания, капацитивни натоварвания и резистивни натоварвания според тяхната природа, а различните видове имат значително различно въздействие върху капацитета на трансформатора.

1) Индуктивни натоварвания: Като двигатели, трансформатори, електрически заварчици и др. Когато тези товари работят, те не само консумират активна мощност, но и генерират реактивна мощност, което води до намаляване на коефициента на мощност. Наличието на реактивна мощност ще увеличи видимото търсене на мощност на трансформатора. Ако не се взема предвид компенсацията на реактивната мощност, трябва да бъде избран по -голям трансформатор на капацитет, за да отговори на общото търсене на активна и реактивна мощност.

2) Капацитивни товари: Като кондензатори, синхронни генератори (когато над - възбудени) и т.н. Те се характеризират с осигуряване на реактивна мощност, което може да подобри фактора на мощността на системата. В сценарии, доминирани от капацитивни натоварвания, действителното видимо търсене на мощност на трансформатора може да бъде по -ниско от капацитета, съответстващ на активната мощност, и подборът трябва да бъде коригиран в комбинация с общия реактивен баланс на мощността.

3) резистентни натоварвания: Като нажежаеми лампи, електрически нагреватели, пещи за съпротивление и др. Коефициентът на мощност на такива натоварвания е близо до 1, а видимата мощност е основно равна на активната мощност. Изборът на капацитет може да се изчисли директно според активната мощност без допълнително разглеждане на загубата на реактивна мощност.

 

Размерът на товара не е фиксиран и неговият диапазон на колебание, сила на удара и продължителност пряко влияят на избора на капацитет на трансформатора.

1) постоянно натоварване: Като например непрекъснато оборудване за производствена линия, товарът е стабилен близо до определена стойност за дълго време. Понастоящем капацитетът може да се изчисли според очевидната мощност на номиналния товар, като марж от 10% -15% е запазен (като се има предвид стареенето на оборудването, загубата на линията и т.н.).

2) Флуктуиращ товар: Като консумация на електроенергия в жилища (голямо натоварване през сутрешните и вечерни пикове, ниско натоварване късно през нощта), консумация на електроенергия за търговски центрове (голямо натоварване през работното време, ниско натоварване след затваряне). В такива сценарии е необходимо да се преброи кривата на натоварване на типичния ден, да се вземе максималното натоварване като еталон за избор на капацитет и да се избягва сляпо разширяване на капацитета според пиковата стойност -, ако продължителността на пика е кратка (като само 1-2 часа на ден), маржът може да бъде подходящ до 5% -10%, за да балансира ефективността и разходите.

3) Натоварване на удара: Като стартиране на двигателя, експлоатация на електрическа заваръчна машина, работа на оборудване за щамповане и др., Което незабавно ще генерира ток, далеч надвишаващ номиналната стойност (обикновено 5 - 7 пъти по -голям от номиналния ток). Въпреки че натоварването на удара има кратка продължителност (няколко секунди до десетки секунди), това ще доведе до кратко претоварване на термина- на трансформатора. Ако капацитетът е недостатъчен, той може да причини спад на напрежението и прегряване на навиване. Когато избирате, е необходимо да се изчисли видимата мощност по време на удара (като например привидна мощност на двигателя =, стартиращ ток × номинално напрежение /√3), уверете се, че краткият - срочен капацитет на претоварване на трансформатора отговаря на изискванията и ако е необходимо, изберете трансформатор с по-голям капацитет или да вземете мерки, като стъпка, като стартирате, като стартирате, за да намалите удара.

Непрекъснатото време на работа на товара определя "степен на умора" на трансформатора. Натоварванията, които се движат непрекъснато дълго време (като например центрове за данни за захранване, оборудване за интензивно лечение на болницата), имат по -високи изисквания за съвпадение на капацитета и трансформаторът трябва да бъде осигурен да работи стабилно с номиналния капацитет; За периодично работещи натоварвания (като помпи за напояване на селското стопанство, кранове на кулата на строителната площадка), стандартът за капацитет може да бъде намален по подходящ начин, тъй като те са в състояние на изключване или леко натоварване през повечето време, а повишаването на температурата на намотката няма да се натрупва непрекъснато, но е необходимо да се гарантира, че пиковото натоварване по време на работа не надвишава капацитета на нормира на трансформатора.

Задоволете максималното търсене на натоварване: Капацитетът на трансформатора трябва да бъде по -голям или равен на видимата мощност на максималното натоварване, за да се гарантира, че няма дълъг - претоварване на термина при всякакви условия на труд.

Преследвайте ефективността на икономическата операция: Кривата на ефективност на трансформатора е "обърната u - оформена", а ефективността е най-високата, когато скоростта на натоварване е 70% -80% (минимална загуба). Изборът на капацитет трябва да се опита да направи нормалната скорост на работно натоварване в този диапазон, за да се избегне „голям кон, който дърпа малка количка“ (ефективността намалява значително, когато скоростта на натоварване е по -ниска от 30%).

Резервно разширяване пространство: Като се има предвид растежът на натоварването през следващите 3-5 години (като разширяване на предприятието, увеличаване на жилищното електрическо оборудване), капацитетът трябва да запази марж от около 20% (коригиран според плана за развитие).

Адаптирайте се към условията на околната среда: Високата температура, висока надморска височина и прашна среда ще намалят ефективността на разсейване на топлината на трансформатора. В такива случаи капацитетът трябва да бъде допълнително увеличен с 10%- 20%; Ако е инсталиран в кладенец - вентилирано и подходящо за температурата място, маржът може да бъде намален по подходящ начин.

 

1. Изчислете общия товарен капацитет

Сума мощност на оборудването: Агрегирайте номиналната мощност (KW) на всички натоварвания, като се има предвид коефициентът на търсене (коефициент на едновременност).

Сметка за пикови товари: Ако има кратки - срочни скокове (напр. Стартиращ ток на двигателя), изчислете еквивалентния топлинен товар или извършете преходен анализ.

Формула:

         

Къде:

S=видима мощност (KVA)

​ Pобщо= Обща активна мощност (KW)

η=ефективност

cosφ= Коефициент на мощност

 

2. Определете капацитета на трансформатора

Основен капацитет: Изберете капацитет с рейтинг на трансформатораМалко по -високо от изчисленото натоварване s (обикновено 20% ~ 30% марж).

Пример: Ако изчислението на натоварването е 800kva, изберете трансформатор с 1000KVA.

Възможност за претоварване: Ако натоварването се колебае циклично (напр. Ден - Нощни вариации), може да се разрешат къси - претоварване на термина (масло - потопени трансформатори обикновено позволяват 1.3x претоварване за 2 часа).

Специално обработка на товара:

За сценарии, включващи натоварвания на въздействието, трябва да се коригира изчисленият капацитет на трансформатора. Натоварванията на удара (като електрически заварчици и оборудване за щамповане) генерират къси - срочни пикови токове, като техният коефициент на въздействие (съотношение на максимален ток и номинален ток) достига 2-5. В такива случаи трябва да се извърши регулиране на капацитета, като се използва или"Максимален метод на търсене"или„Метод за корекция на коефициента“:

Максимален метод на търсене: Измерете или изчислете максималната активна мощност на удара на натоварването (като се има предвид продължителността на удара), преобразувайте го в видима мощност и след това я наслагвайте с изчисления капацитет на други товари.

Метод за корекция на коефициента: За системи, при които натоварването на удара представлява висок дял (напр. Превишаващи 20% от общото натоварване), умножете основния изчислен капацитет по коефициент на корекция 1,2-1,5. (Колкото по -чести и интензивни въздействия, толкова по -голям трябва да бъде корекционният коефициент.)

За системи с фактори с ниска мощност (напр. COSφ <0,7), първо трябва да се приложи реактивна компенсация на мощността (като инсталиране на кондензаторни банки), за да се подобри коефициентът на мощност до над 0.85, преди да се изчисли капацитетът на трансформатора. След компенсация на реактивната енергия търсенето на видима мощност намалява, което намалява необходимия капацитет на трансформатора и намалява както инвестиционните разходи, така и потреблението на енергия.

 

3. Примерни сценарии

Сценарий 1: Фабрично натоварване=500 kW, коефициент на захранване=0.8, ефективност=0.9:

→ Изберете 800KVA трансформатор.

Сценарий 2: Център за данни (24/7 операция, 60% скорост на натоварване) → Изберете висок - ефективност сухо - Трансформатор с тип 1.2x пиково натоварване.

Сътрудничество с компенсация на реактивната мощност: В сценарии, доминирани от индуктивни натоварвания, инсталирането на кондензатори за реактивна компенсация на мощността може да подобри коефициента на мощност (например от 0,7 до 0,9), като значително намалява видимото търсене на мощност (като натоварване от 1000kW, очевидна мощност е 1429kVA, когато коефициентът на мощност е 0,7, и спада до 1111KVA след увеличаване на 0,9), като се намалява трансформацията и инвестициите и инвестициите след увеличаване на товар.

Влияние на температурата на околната среда: Номиналният капацитет на трансформатора обикновено се проектира въз основа на околната температура от 40 градуса. Ако действителната температура на околната среда е по -висока от 40 градуса за дълго време (като например инсталация на открито във високи зони на температура-, капацитетът трябва да бъде намален според "коефициента на корекция на температурата" (като коефициента на корекция на 45 градуса е 0,92, а 1000kVA трансформатор всъщност може да носи само 920KVA).

Избор на множество трансформатори: Когато капацитетът на товара е голям, разпределен широко или изискването за надеждност е високо (като големи фабрики, болници), множество трансформатори могат да работят паралелно. Понастоящем капацитетът на един трансформатор трябва да бъде избран според принципа „споделяне на натоварване“, за да се гарантира, че скоростта на натоварване на всеки трансформатор е балансирана и избягва претоварването на определен.