Как выбрать емкость трансформатора на основе характеристик нагрузки?

 

I. Характеристики нагрузки: основная основа для выбора емкости трансформатора

Характеристики нагрузки относятся к электрическим характеристикам, демонстрируемым электрическим оборудованием во время работы, в основном включающих тип нагрузки, закон об размере и изменении, коэффициент мощности, продолжительность и т. Д. Эти характеристики непосредственно определяют потребность в емкости трансформатора.

Нагрузки можно разделить на индуктивные нагрузки, емкостные нагрузки и резистивные нагрузки в соответствии с их природой, и различные типы оказывают значительно различное влияние на емкость трансформатора.

1) Индуктивные нагрузки: Например, двигатели, трансформаторы, электрические сварщики и т. Д. Когда эти нагрузки работают, они не только потребляют активную мощность, но и генерируют реактивную мощность, что приводит к снижению коэффициента мощности. Существование реактивной силы увеличит кажущуюся потребность в мощности трансформатора. Если компенсация реактивной мощности не учитывается, необходимо выбрать более крупную трансформатор мощности, чтобы удовлетворить общий спрос активной и реактивной мощности.

2) емкостные нагрузки: Например, конденсаторы, синхронные генераторы (когда - взволнованы) и т. Д. Они характеризуются путем обеспечения реактивной мощности, которая может улучшить коэффициент мощности системы. В сценариях, в которых преобладают емкостные нагрузки, фактическая кажущаяся потребность в мощности трансформатора может быть ниже, чем емкость, соответствующая активной мощности, и выбор необходимо скорректировать в сочетании с общим балансом реактивной мощности.

3) резистивные нагрузки: Такие как лампы накаливания, электрические обогреватели, печи сопротивления и т. Д. Коэффициент мощности таких нагрузок близок к 1, а кажущаяся мощность в основном равна активной мощности. Выбор пропускной способности может быть непосредственно рассчитан в соответствии с активной мощностью без дополнительного рассмотрения потери реактивной мощности.

 

Размер нагрузки не является фиксированным, а диапазон ее колебаний, сила удара и продолжительность напрямую влияют на выбор емкости трансформатора.

1) Постоянная нагрузка: Например, непрерывное оборудование для производственной линии, нагрузка устойчива около определенного значения в течение длительного времени. В настоящее время пропускная способность может быть рассчитана в соответствии с очевидной мощностью номинальной нагрузки, при этом зарезервирован 10-15% (с учетом старения оборудования, потери линий и т. Д.).

2) колеблющаяся нагрузка: Например, потребление электроэнергии в жилых помещениях (высокая нагрузка во время утренних и вечерних пиков, низкая нагрузка поздно ночью), потребление электроэнергии торговых центров (высокая нагрузка в рабочее время, низкая нагрузка после закрытия). В таких сценариях необходимо подсчитать кривая нагрузки типичного дня, воспринимать максимальную нагрузку в качестве эталона для выбора емкости и избежать слепо расширения емкости в соответствии с пиковым значением -, если пиковая продолжительность является короткой (например, только 1-2 часа в день), поля может быть надлежащим образом снижена до 5% -10% до эффективности баланса и затрат.

3) Ударная нагрузка: Например, запуск двигателя, работа электрического сварочного машины, операция по маркировке оборудования и т. Д., что мгновенно генерирует ток, который намного превышает номинальное значение (обычно 5 - 7 раз превышает номинальный ток). Хотя ударная нагрузка имеет короткую продолжительность (через несколько секунд до десятков секунд), она приведет к краткости - перегрузки трансформатора. Если емкость недостаточна, это может привести к падению напряжения и перегрев обмотки. При выборе необходимо вычислить кажущуюся мощность во время удара (например, начинающееся мощно-кажущаяся мощность=Начало тока × номинальное напряжение /√3), убедитесь, что короткий - Термин «Перегрузка» трансформатора соответствует требованиям, и, если необходимо, выбирать трансформатор с большей способностью или измерениями, такими как начало шага вниз и мягкое, чтобы уменьшить воздействие.

Непрерывное время работы нагрузки определяет «степень усталости» трансформатора. Нагрузки, которые работают непрерывно в течение длительного времени (например, по расходным материалам, оборудованию для интенсивной терапии больниц), имеют более высокие требования для сопоставления мощностей, и должен быть обеспечен трансформатором стабильно работать в номинальной мощности; Для перерывов эксплуатационных нагрузок (таких как сельскохозяйственные ирригационные насосы, строительные краны башни), стандарт пропускной способности может быть надлежащим образом уменьшен, поскольку они находятся в отключении или состоянии легкой нагрузки большую часть времени, а повышение температуры обмотки не будет накапливаться непрерывно, но необходимо обеспечить, чтобы пиковая нагрузка во время работы не превышает рейтированную способность трансформатора.

Удовлетворить максимальный спрос на нагрузку: Емкость трансформатора должна быть больше или равна кажущейся мощности максимальной нагрузки, чтобы не было долго - перегрузки в любых условиях труда.

Стремиться к эффективности экономической деятельности: Кривая эффективности трансформатора-«Инвертированная u - форма», а эффективность является самой высокой, когда скорость нагрузки составляет 70% -80% (минимальные потери). Выбор пропускной способности должен попытаться сделать нормальную рабочую нагрузку в этом диапазоне, чтобы «Большая лошадь, тянущая небольшую тележку» (эффективность значительно снижается, когда скорость нагрузки ниже 30%).

Резервное пространство расширения: Учитывая рост нагрузки в ближайшие 3-5 лет (например, расширение предприятия, увеличение числа электрооборудования), пропускная способность должна зарезервировать маржу около 20% (скорректированная в соответствии с планом разработки).

Адаптироваться к условиям окружающей среды: Высокая температура, высокая высота и пыльная среда снижают эффективность рассеивания тепла трансформатора. В таких случаях емкость должна быть дополнительно увеличена на 10%- 20%; При установке в скважине - вентилируемое и подходящее для температуры поля может быть надлежащим образом уменьшена.

 

1. Рассчитайте общую грузоподъемность

Sum Equipment Power: Объедините номинальную мощность (кВт) всех нагрузок, учитывая коэффициент спроса (коэффициент одновременности).

Учет для пиковых нагрузок: Если есть короткие - скачки термина (например, начальный ток двигателя), рассчитайте эквивалентную тепловую нагрузку или выполните переходной анализ.

Формула:

         

Где:

S=очевидная мощность (KVA)

​ Pобщий= Total Active Power (KW)

η=эффективность

посадкаφ= Коэффициент мощности

 

2. Определить емкость трансформатора

Базовая емкость: Выберите номинальную емкость трансформаторачуть выше, чем рассчитанная нагрузка (обычно 20% ~ 30% маржи).

Пример: Если расчет нагрузки составляет 800 кВА, выберите трансформатор 1000 кВА.

Возможность перегрузки: Если нагрузка колеблется циклически (например, Day - Ночные вариации), короткие - Термины могут быть разрешены (масло - Погруженные трансформаторы обычно разрешают перегрузку 1.3x в течение 2 часов).

Специальная обработка нагрузки:

Для сценариев, связанных с воздействием нагрузки, необходимо исправить рассчитанную емкость трансформатора. Ударные нагрузки (такие как электрические сварщики и штамповочное оборудование) генерируют короткие - термины пиковых токов, с их коэффициентом воздействия (соотношение максимального тока и номинального тока), достигающим 2-5. В таких случаях корректировка емкости должна быть выполнена с использованием либо"Максимальный метод спроса"или«Метод коррекции коэффициента»:

Максимальный метод спроса: Измерьте или рассчитайте максимальную активную мощность воздействия нагрузки (учитывая продолжительность удара), преобразуйте ее в кажущуюся мощность, а затем нагрузите ее с расчетной емкостью других нагрузок.

Метод коррекции коэффициента: Для систем, где нагрузки на воздействие учитывает высокую долю (например, превышает 20% от общей нагрузки), умножьте основную расчетную емкость на коррекционный коэффициент 1,2-1,5. (Чем чаще и интенсивно воздействия, тем выше должен быть коррекционный коэффициент.)

Для систем с низкими коэффициентами мощности (например, COSφ <0,7) компенсация реактивной мощности (например, установка банков конденсаторов) должна быть сначала реализована для улучшения коэффициента мощности до выше 0,85, прежде чем вычислять емкость трансформатора. После компенсации реактивной власти спрос на кажущуюся электроэнергию уменьшается, что снижает требуемую мощность трансформатора и снижает как инвестиционные затраты, так и энергопотребление.

 

3. Примеры сценариев

Сценарий 1: Заводская загрузка=500 кВт, коэффициент мощности=0.8, эффективность=0.9:

→ Выберите трансформатор 800 кВа.

Сценарий 2: Центр обработки данных (операция 24/7, 60% нагрузка) → Выберите High - эффективность сухой - Трансформатор типа с пиковой нагрузкой 1,2x.

Сотрудничество с компенсацией реактивной власти: В сценариях, в которых преобладают индуктивные нагрузки, установка конденсаторов для компенсации реактивной мощности может улучшить коэффициент мощности (например, с 0,7 до 0,9), что значительно снижает кажущуюся потребность в мощности (например, нагрузку на 1000 кВт, кажущаяся мощность составляет 1429 кВА, когда фактор мощности составляет 0,7, и он снижается до 1111 кВА после увеличения до 0.9), что приводит к сокращению.

Влияние температуры окружающей среды: Номинальная емкость трансформатора обычно разработана на основе температуры окружающей среды 40 градусов. Если фактическая температура окружающей среды выше 40 градусов в течение длительного времени (например, наружная установка в высоких - температурных областях), способность должна быть уменьшена в соответствии с «коэффициентом коррекции температуры» (например, коэффициент коррекции при 45 градусах составляет 0,92, а трансформатор 1000 кВА может на самом деле нести только 920 кВА).

Выбор нескольких трансформаторов: Когда грузоподъемность большая, широко распределена, или требование к надежности высока (например, крупные фабрики, больницы), несколько трансформаторов могут работать параллельно. В настоящее время способность одного трансформатора должна быть выбрана в соответствии с принципом «распределения нагрузки», чтобы гарантировать, что скорость нагрузки каждого трансформатора сбалансирована и избегала перегрузки определенного.