Hvordan velge transformatorkapasitet basert på belastningsegenskaper?

 

I. Lastegenskaper: Krinnegrunnlaget for valg av transformatorkapasitet

Lastegenskaper refererer til de elektriske egenskapene som er vist ved elektrisk utstyr under drift, hovedsakelig inkludert belastningstype, størrelse og variasjonslov, effektfaktor, varighet, etc. Disse egenskapene bestemmer direkte kapasitetskravet til transformatoren.

Belastninger kan deles inn i induktive belastninger, kapasitive belastninger og resistive belastninger i henhold til deres natur, og forskjellige typer har betydelig forskjellig innvirkning på transformatorkapasiteten.

1) Induktive belastninger: Som motorer, transformatorer, elektriske sveisere, etc. Når disse belastningene er i drift, bruker de ikke bare aktiv kraft, men genererer også reaktiv effekt, noe som resulterer i en reduksjon i effektfaktor. Eksistensen av reaktiv kraft vil øke den tilsynelatende kraftbehovet fra transformatoren. Hvis reaktiv kraftkompensasjon ikke blir vurdert, må en større kapasitetstransformator velges for å imøtekomme den totale etterspørselen etter aktiv og reaktiv kraft.

2) Kapasitive belastninger: Som kondensatorer, synkrone generatorer (når over - begeistret), etc. De er preget av ved å gi reaktiv effekt, noe som kan forbedre systemets effektfaktor. I scenarier dominert av kapasitive belastninger, kan den faktiske tilsynelatende strømbehovet fra transformatoren være lavere enn kapasiteten som tilsvarer den aktive kraften, og utvalget må justeres i kombinasjon med den totale reaktive kraftbalansen.

3) Resistive belastninger: Som glødelamper, elektriske varmeovner, motstandsovner, etc. Strømfaktoren for slike belastninger er nær 1, og den tilsynelatende kraften er i utgangspunktet lik den aktive kraften. Kapasitetsvalg kan beregnes direkte i henhold til den aktive strømmen uten ytterligere vurdering av reaktivt krafttap.

 

Størrelsen på belastningen er ikke fast, og dens svingningsområde, påvirkningsstyrke og varighet direkte påvirker valg av transformatorkapasitet.

1) Konstant belastning: Som kontinuerlig produksjonslinjeutstyr, er belastningen stabil nær en viss verdi i lang tid. På dette tidspunktet kan kapasiteten beregnes i henhold til den tilsynelatende kraften til den nominelle belastningen, med en margin på 10% -15% reservert (med tanke på aldring av utstyr, lineap, etc.).

2) svingende belastning: Som forbruk av strømforbruk (høy belastning om morgen- og kveldstopper, lav belastning sent på kvelden), kjøpesenterets strømforbruk (høy belastning i arbeidstiden, lav belastning etter stenging). I slike scenarier er det nødvendig å telle belastningskurven for en typisk dag, ta maksimal belastning som målestokken for kapasitetsvalg, og unngå å utvide kapasiteten blindt i henhold til toppverdien - Hvis toppvarigheten er kort (for eksempel bare 1-2 timer per dag), kan marginen reduseres til 5% -10% til balanse og balanse og balanse og kostnad og kostet.

3) Effektbelastning: For eksempel motorisk start, drift av elektrisk sveisemaskin, stempelutstyrsdrift, etc., som øyeblikkelig vil generere en strøm langt over den nominelle verdien (vanligvis 5 - 7 ganger den nominelle strømmen). Selv om påvirkningsbelastningen har en kort varighet (flere sekunder til titalls sekunder), vil den føre til kort - Termoverbelastning av transformatoren. Hvis kapasiteten ikke er tilstrekkelig, kan det føre til spenningsfall og svingete overoppheting. Når du velger, er det nødvendig å beregne den tilsynelatende effekten under påvirkning (for eksempel motorisk startkraft=Startstrøm × nominell spenning /√3), sørg for at den korte - Termoverbelastningskapasiteten til transformatoren oppfyller kravene, og hvis nødvendig, velg en transformator med en større kapasitet eller ta målinger som en slik start og trinn.

Den kontinuerlige driftstiden for belastningen bestemmer "utmattelsesgraden" for transformatoren. Belastninger som kjører kontinuerlig i lang tid (for eksempel Data Center UPS strømforsyning, sykehusintensivt utstyr) har høyere krav til kapasitetsoppsamling, og transformatoren må sikres for å fungere stabilt med den nominelle kapasiteten; For periodisk driftsbelastning (for eksempel irrigasjonspumper, byggeplass tårnkraner), kan kapasitetsstandarden reduseres på riktig måte fordi de er i en avstengning eller lysbelastningstilstand mesteparten av tiden, og den svingete temperaturstigningen ikke vil akkumuleres kontinuerlig, men det er nødvendig å sikre at toppbelastningen under operasjonen ikke overstiger den rangerte kapasiteten til transformasjon.

Oppfyller den maksimale belastningsbehovet: Transformatorkapasiteten må være større enn eller lik den tilsynelatende kraften til den maksimale belastningen for ikke å sikre ikke lang - Termoverbelastning under eventuelle arbeidsforhold.

Forfølge økonomisk driftseffektivitet: Effektivitetskurven til transformatoren er "omvendt u - formet", og effektiviteten er den høyeste når lasthastigheten er 70% -80% (minimumstap). Kapasitetsvalget bør prøve å gjøre den normale driftsbelastningshastigheten i dette området for å unngå "en stor hest som trekker en liten vogn" (effektiviteten avtar betydelig når belastningshastigheten er lavere enn 30%).

Reserve utvidelsesplass: Tatt i betraktning belastningsveksten de neste 3-5 årene (for eksempel utvidelse av bedrifter, økning i elektrisk utstyr for bolig), må kapasiteten reservere en margin på omtrent 20% (justert i henhold til utviklingsplanen).

Tilpasse seg miljøforhold: Høy temperatur, høy høyde og støvete miljøer vil redusere varmeavlederffektiviteten til transformatoren. I slike tilfeller må kapasiteten i tillegg økes med 10%- 20%; Hvis du er installert på et brønn - ventilert og temperatur-passende sted, kan marginen reduseres på riktig måte.

 

1. Beregn total belastningskapasitet

Sum utstyrskraft: Aggregat den nominelle kraften (KW) for alle belastninger, med tanke på etterspørselsfaktoren (samtidig faktor).

Regn for toppbelastninger: Hvis det er korte - terminbølger (f.eks, motorstartstrøm), beregner du den ekvivalente termiske belastningen eller utfør forbigående analyse.

Formel:

         

Hvor:

S=tilsynelatende kraft (KVA)

​ Ptotal= Total aktiv kraft (kw)

η=effektivitet

Cosφ= effektfaktor

 

2. Bestem transformatorkapasiteten

Basekapasitet: Velg en transformator nominell kapasitetlitt høyere enn den beregnede belastningen S (typisk 20% ~ 30% margin).

Eksempel: Hvis belastningsberegningen er 800KVA, velger du en 1000KVA -transformator.

Overbelastningsevne: Hvis belastningen svinger syklisk (f.eks. Dag - nattvariasjoner), kan kort - termoverbelastning være tillatt (olje - nedsenket transformatorer tillater vanligvis 1,3x overbelastning i 2 timer).

Spesiell belastningshåndtering:

For scenarier som involverer påvirkningsbelastninger, må den beregnede kapasiteten til transformatoren korrigeres. Effektbelastninger (for eksempel elektriske sveisere og stemplingsutstyr) genererer korte - Term toppstrømmer, med deres påvirkningskoeffisient (forholdet mellom maksimal strøm og nominell strøm) når 2-5. I slike tilfeller bør kapasitetsjustering utføres ved hjelp av enten"Maksimal etterspørselsmetode"eller"Koeffisient korreksjonsmetode":

Maksimal etterspørselsmetode: Mål eller beregne den maksimale aktive effekten av påvirkningsbelastningen (med tanke på virkningens varighet), konverter den til tilsynelatende kraft, og deretter legge den over den med den beregnede kapasiteten til andre belastninger.

Koeffisientkorreksjonsmetode: For systemer der påvirkningsbelastning utgjør en høy andel (f.eks. Overskridende 20% av den totale belastningen), multipliserer den grunnleggende beregnede kapasiteten med en korreksjonsfaktor på 1,2-1,5. (Jo hyppigere og intens virkningene, jo høyere skal korreksjonsfaktoren være.)

For systemer med lave effektfaktorer (f.eks. Cosφ <0,7), bør reaktiv effektkompensasjon (for eksempel installere kondensatorbanker) først implementeres for å forbedre effektfaktoren til over 0,85 før beregning av transformatorkapasiteten. Etter reaktiv kraftkompensasjon avtar etterspørselen etter tilsynelatende strøm, noe som reduserer den nødvendige transformatorkapasiteten og senker både investeringskostnader og energiforbruk.

 

3. Eksempel scenarier

Scenario 1: Fabrikkbelastning=500 kw, effektfaktor=0.8, effektivitet=0.9:

→ Velg 800KVA -transformator.

Scenario 2: Datasenter (24/7 drift, 60% belastningshastighet) → Velg høy - Effektivitetsdry - Type transformator med 1,2x toppbelastningskapasitet.

Samarbeid med reaktiv kraftkompensasjon: I scenarier som er dominert av induktive belastninger, kan installasjon av kondensatorer for reaktiv effektkompensasjon forbedre effektfaktoren (for eksempel fra 0,7 til 0,9), noe som reduserer den tilsynelatende strømbehovet (for eksempel 1000 kW belastning, tilsynelatende kraft, er 1429 kVa når strømfaktoren er 0,7, og synker til 1111KVA etter å øke 0,9.

Påvirkning av omgivelsestemperatur: Den nominelle kapasiteten til transformatoren er vanligvis designet basert på en omgivelsestemperatur på 40 grader. Hvis den faktiske omgivelsestemperaturen er høyere enn 40 grader i lang tid (for eksempel utendørs installasjon i høy - temperaturområder), må kapasiteten reduseres i henhold til "temperaturkorreksjonskoeffisienten" (for eksempel korreksjonskoeffisienten ved 45 grader er 0,92, og en 1000KVA -transformator kan bare ha 920KVA).

Utvalg av flere transformatorer: Når lastekapasiteten er stor, distribuert bredt, eller pålitelighetskravet er høyt (for eksempel store fabrikker, sykehus), kan flere transformatorer betjenes parallelt. På dette tidspunktet bør kapasiteten til en enkelt transformator velges i henhold til "Last Sharing" -prinsippet for å sikre at belastningshastigheten til hver transformator er balansert og unngå overbelastning av en viss.