چگونه می توان ظرفیت ترانسفورماتور را بر اساس ویژگی های بار انتخاب کرد؟

 

I. ویژگی های بار: مبنای اصلی انتخاب ظرفیت ترانسفورماتور

ویژگی های بار به خصوصیات الکتریکی که توسط تجهیزات الکتریکی در حین کار نشان داده شده است ، به طور عمده شامل نوع بار ، اندازه و قانون تغییر ، ضریب توان ، مدت زمان و غیره است. این خصوصیات به طور مستقیم نیاز به ظرفیت ترانسفورماتور را تعیین می کنند.

بارها را می توان با توجه به ماهیت آنها به بارهای القایی ، بارهای خازنی و بارهای مقاومتی تقسیم کرد و انواع مختلف تأثیرات متفاوتی بر ظرفیت ترانسفورماتور دارند.

1) بارهای القایی: مانند موتورها ، ترانسفورماتورها ، جوشکار برقی و غیره. وقتی این بارها در حال کار هستند ، آنها نه تنها از قدرت فعال استفاده می کنند بلکه قدرت واکنشی نیز ایجاد می کنند و در نتیجه باعث کاهش فاکتور قدرت می شوند. وجود قدرت واکنشی باعث افزایش تقاضای قدرت ظاهری ترانسفورماتور می شود. اگر جبران قدرت واکنشی در نظر گرفته نشود ، برای برآورده کردن تقاضای کل قدرت فعال و واکنشی باید یک ترانسفورماتور با ظرفیت بزرگتر انتخاب شود.

2) بارهای خازنی: مانند خازن ها ، ژنراتورهای همزمان (هنگامی که بیش از - هیجان زده) و غیره. آنها با ارائه قدرت واکنشی مشخص می شوند که می تواند ضریب توان سیستم را بهبود بخشد. در سناریوهای حاکم بر بارهای خازنی ، تقاضای قدرت واقعی ترانسفورماتور ممکن است پایین تر از ظرفیت مربوط به قدرت فعال باشد و انتخاب باید در ترکیب با تعادل قدرت واکنشی کلی تنظیم شود.

3) بارهای مقاومتی: مانند لامپ های رشته ای ، بخاری های برقی ، کوره های مقاومت و غیره. ضریب توان چنین بارها نزدیک به 1 است و قدرت ظاهری اساساً با قدرت فعال برابر است. انتخاب ظرفیت را می توان مستقیماً با توجه به قدرت فعال و بدون در نظر گرفتن اضافی از دست دادن قدرت واکنشی محاسبه کرد.

 

اندازه بار ثابت نیست و دامنه نوسان آن ، استحکام ضربه و مدت زمان مستقیم بر انتخاب ظرفیت ترانسفورماتور تأثیر می گذارد.

1) بار ثابت: مانند تجهیزات خط تولید مداوم ، بار برای مدت طولانی در نزدیکی یک مقدار مشخص پایدار است. در این زمان ، ظرفیت را می توان با توجه به قدرت ظاهری بار رتبه بندی شده ، با حاشیه 10 ٪ -15 ٪ محفوظ است (با توجه به پیری تجهیزات ، از دست دادن خط و غیره) محاسبه شود.

2) بار نوسان: مانند مصرف برق مسکونی (بار زیاد در قله های صبح و عصر ، بار کم در اواخر شب) ، مصرف برق در مرکز خرید (بار زیاد در ساعات کاری ، بار کم بعد از بسته شدن). در چنین سناریوهایی ، لازم است که منحنی بار یک روز معمولی را بشمارید ، حداکثر بار را به عنوان معیار انتخاب ظرفیت بگیرید و از گسترش کورکورانه ظرفیت را با توجه به مقدار اوج خودداری کنید- اگر مدت زمان اوج کوتاه باشد (مانند تنها 1-2 ساعت در روز) ، می توان حاشیه را به 5 ٪ -10 ٪ ٪ کاهش داد تا کارآیی تعادل داشته باشد.

3) بار ضربه: مانند شروع موتور ، عملکرد دستگاه جوشکاری برقی ، عملکرد تجهیزات مهر و موم و غیره ، که فوراً جریان را به مراتب بیش از مقدار رتبه بندی شده تولید می کند (معمولاً 5 {3} 7 برابر 7 برابر جریان دارای امتیاز). اگرچه بار ضربه مدت زمان کوتاهی دارد (چند ثانیه تا ده ها ثانیه) ، اما باعث می شود- مدت زمان اضافه وزن از ترانسفورماتور باشد. اگر ظرفیت کافی نباشد ، ممکن است باعث کاهش ولتاژ و گرم شدن بیش از حد باد شود. هنگام انتخاب ، لازم است که قدرت ظاهری در حین ضربه محاسبه شود (مانند قدرت شروع موتور= شروع جریان × ولتاژ دارای رتبه /√3) ، اطمینان حاصل کنید که ظرفیت اضافه بار {9} term ظرفیت اضافه بار از ترانسفورماتور الزامات را برآورده می کند ، و در صورت لزوم ، یک ترانسفورماتور را با ظرفیت بزرگتر انتخاب کنید یا اقداماتی را انجام دهید مانند شروع کار شروع و شروع به کار ، شروع به کار می کند و شروع می شود تا شروع به کار کند.

زمان عملکرد مداوم بار "درجه خستگی" ترانسفورماتور را تعیین می کند. بارهایی که به طور مداوم برای مدت طولانی اجرا می شوند (مانند منبع تغذیه UPS مرکز داده ، تجهیزات مراقبت های ویژه بیمارستان) نیازهای بالاتری برای تطبیق ظرفیت دارند و باید ترانسفورماتور را به طور پایدار با ظرفیت امتیاز انجام داد. برای بارهای متناوب (مانند پمپ های آبیاری کشاورزی ، جرثقیل های برج ساخت و ساز) ، می توان استاندارد ظرفیت را به طور مناسب کاهش داد زیرا بیشتر اوقات در حالت خاموش یا بار سبک قرار دارند و افزایش دمای سیم پیچ به طور مداوم جمع نمی شود ، اما لازم است اطمینان حاصل شود که بار اوج در طول عملکرد از ظرفیت رده بندی شده تبدیل نمی شود.

حداکثر تقاضای بار را برآورده کنید: ظرفیت ترانسفورماتور باید بیشتر یا مساوی با قدرت ظاهری حداکثر بار باشد تا اطمینان حاصل شود که بیش از حد طولانی {0} tern تحت هر شرایط کار وجود ندارد.

کارآیی عملیات اقتصادی را دنبال کنید: منحنی بهره وری ترانسفورماتور "وارونه U- شکل" است و راندمان بالاترین است که نرخ بار 70 ٪ -80 ٪ (حداقل ضرر) باشد. انتخاب ظرفیت باید سعی کند نرخ بار عادی را در این محدوده ایجاد کند تا از "اسب بزرگ کشیدن یک سبد کوچک" جلوگیری شود (هنگامی که نرخ بار از 30 ٪ پایین باشد ، راندمان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد).

فضای انبساط ذخیره: با توجه به رشد بار در 3-5 سال آینده (مانند گسترش شرکت ، افزایش تجهیزات الکتریکی مسکونی) ، ظرفیت نیاز به رزرو حاشیه حدود 20 ٪ دارد (مطابق برنامه توسعه تنظیم شده است).

سازگار با شرایط محیطی: درجه حرارت بالا ، ارتفاع زیاد و محیط های گرد و غبار باعث کاهش بازده اتلاف گرما ترانسفورماتور می شود. در چنین مواردی ، ظرفیت باید علاوه بر این 10 ٪- 20 ٪ افزایش یابد. در صورت نصب در یک چاه-} تهویه و مناسب دما ، می توان حاشیه را به طور مناسب کاهش داد.

 

1. ظرفیت بار کل را محاسبه کنید

قدرت تجهیزات جمع: با توجه به ضریب تقاضا (فاکتور هم زمان) ، قدرت امتیاز (kW) از همه بارها را جمع کنید.

حساب بارهای اوج: اگر تعداد کوتاه {0} term (مثلاً جریان شروع موتور) وجود دارد ، بار حرارتی معادل آن را محاسبه کرده یا تجزیه و تحلیل گذرا را انجام دهید.

فرمول:

         

کجا:

S=قدرت ظاهری (KVA)

​ Pمجموع= کل قدرت فعال (kW)

η=کارآیی

جبههφfactor عامل قدرت=

 

2. ظرفیت ترانسفورماتور را تعیین کنید

ظرفیت پایه: یک ظرفیت دارای رتبه ترانسفورماتور را انتخاب کنیدکمی بالاتر از بار محاسبه شده S (به طور معمول حاشیه 30 ~ 30 ٪).

نمونه: اگر محاسبه بار 800kVA است ، یک ترانسفورماتور 1000KVA را انتخاب کنید.

قابلیت اضافه بار: اگر بار به صورت چرخه ای نوسان کند (به عنوان مثال ، روز - تغییرات شب) ، ممکن است اضافه بار- term مجاز مجاز باشد (ترانسفورماتورهای غوطه ور روغن- به طور معمول اجازه اضافه بار 1.3x را به مدت 2 ساعت می دهند).

حمل بار خاص:

برای سناریوهای مربوط به بارهای ضربه ، ظرفیت محاسبه شده ترانسفورماتور باید اصلاح شود. بارهای ضربه (مانند جوشکار برقی و تجهیزات مهر زنی) جریان های اوج مدت کوتاه- را با ضریب ضربه (نسبت حداکثر جریان به جریان) به 2-5 تولید می کنند. در چنین مواردی ، تنظیم ظرفیت باید با استفاده از"حداکثر روش تقاضا"یا"روش تصحیح ضریب":

حداکثر روش تقاضا: حداکثر توان فعال بار ضربه را اندازه گیری یا محاسبه کنید (با توجه به مدت زمان ضربه) ، آن را به قدرت ظاهری تبدیل کنید و سپس با ظرفیت محاسبه شده بارهای دیگر آن را سوق دهید.

روش تصحیح ضریب: برای سیستمهایی که بارهای ضربه نسبت بالایی را تشکیل می دهند (به عنوان مثال ، بیش از 20 ٪ از کل بار) ، ظرفیت محاسبه شده اصلی را با ضریب تصحیح 1.2-1.5 ضرب کنید. (هرچه تأثیرات مکرر و شدیدتر باشد ، ضریب تصحیح بیشتر باید باشد.)

برای سیستم هایی با فاکتورهای کم قدرت (به عنوان مثال ، COSφ <0.7) ، جبران توان واکنشی (مانند نصب بانک های خازن) ابتدا باید برای بهبود ضریب توان به بالاتر از 0.85 قبل از محاسبه ظرفیت ترانسفورماتور اجرا شود. پس از جبران قدرت واکنشی ، تقاضا برای قدرت ظاهری کاهش می یابد ، که باعث کاهش ظرفیت ترانسفورماتور مورد نیاز و کاهش هزینه های سرمایه گذاری و مصرف انرژی می شود.

 

3. سناریوها

سناریو 1: بار کارخانه=500 kW ، فاکتور قدرت=0.8 ، کارآیی=0.9:

→ ترانسفورماتور 800KVA را انتخاب کنید.

سناریو 2: مرکز داده (عملکرد 24/7 ، 60 ٪ نرخ بار) → High- in راندمان خشک {{4} transformer را با ظرفیت بار اوج 1.2 برابر انتخاب کنید.

همکاری با جبران قدرت واکنشی: در سناریوهای حاکم بر بارهای القایی ، نصب خازن ها برای جبران توان واکنشی می تواند فاکتور قدرت را بهبود بخشد (مانند 0.7 تا 0.9) ، به طور قابل توجهی کاهش تقاضای قدرت ظاهری (مانند بار 1000 کیلو وات ، قدرت ظاهری 1429kVA است که ضریب توان 0.7 است و پس از افزایش 1111KVA پس از افزایش سرمایه گذاری به 0.9) ، کاهش می یابد.

تأثیر دمای محیط: ظرفیت رتبه بندی ترانسفورماتور معمولاً بر اساس دمای محیط 40 درجه طراحی شده است. اگر دمای واقعی محیط برای مدت طولانی از 40 درجه بالاتر باشد (مانند نصب در فضای باز در مناطق درجه حرارت بالا {3}) ، ظرفیت باید با توجه به "ضریب تصحیح دما" کاهش یابد (مانند ضریب تصحیح در 45 درجه ، 0.92 و یک ترانسفورماتور 1000KVA در واقع فقط 920KVA را حمل می کند).

انتخاب چند ترانسفورماتور: هنگامی که ظرفیت بار بزرگ باشد ، به طور گسترده توزیع می شود ، یا نیاز به قابلیت اطمینان زیاد است (مانند کارخانه های بزرگ ، بیمارستان ها) ، ترانسفورماتور چندگانه را می توان به صورت موازی اداره کرد. در این زمان ، ظرفیت یک ترانسفورماتور واحد باید مطابق با اصل "اشتراک بار" انتخاب شود تا اطمینان حاصل شود که میزان بار هر ترانسفورماتور متعادل است و از اضافه بار یک مورد خاص خودداری می کند.