Kuinka valita muuntajan kapasiteetti kuormitusominaisuuksien perusteella?

 

I. Kuormitusominaisuudet: Muuntajan kapasiteetin valinnan ydinperuste

Kuormitusominaisuudet viittaavat sähkölaitteiden näyttelyihin toiminnan aikana, mukaan lukien pääasiassa kuormitustyyppi, koko ja variaatiolaki, tehokerroin, kesto jne. Nämä ominaisuudet määrittävät suoraan muuntajan kapasiteetin vaatimuksen.

Kuormat voidaan jakaa induktiivisiin kuormituksiin, kapasitiivisiin kuormituksiin ja resistiivisiin kuormiin niiden luonteen mukaan, ja eri tyypeillä on huomattavasti erilaisia ​​vaikutuksia muuntajan kapasiteettiin.

1) induktiiviset kuormat: Kuten moottorit, muuntajat, sähköhitsajat jne. Kun nämä kuormat ovat toiminnassa, ne eivät vain kuluta aktiivista tehoa, vaan myös tuottavat reaktiivista tehoa, mikä johtaa tehokertoimen vähentymiseen. Reaktiivisen voiman olemassaolo lisää muuntajan näennäistä tehon kysyntää. Jos reaktiivista tehonkorvausta ei oteta huomioon, suurempi kapasiteetin muuntaja on valittava vastaamaan aktiivisen ja reaktiivisen tehon kokonaiskysyntää.

2) kapasitiiviset kuormat: Kuten kondensaattorit, synkroniset generaattorit (kun yli - innostuu) jne. Niille on ominaista tarjota reaktiivinen voima, mikä voi parantaa järjestelmän tehokerrointa. Skenaarioissa, joita kapasitiiviset kuormat hallitsevat, muuntajan todellinen näennäinen tehontarve voi olla alhaisempi kuin aktiivista tehoa vastaava kapasiteetti, ja valintaa on säädettävä yhdessä kokonaisreaktiivisen tehon tasapainon kanssa.

3) Resistiiviset kuormat: Kuten hehkulamput, sähkölämmittimet, vastusuunit jne. Tällaisten kuormien tehokerroin on lähellä 1, ja ilmeinen teho on periaatteessa yhtä suuri kuin aktiivinen teho. Kapasiteetin valinta voidaan laskea suoraan aktiivisen tehon mukaisesti ottamatta huomioon reaktiivisen tehon menetystä.

 

Kuorman koko ei ole kiinteä, ja sen vaihtelualue, iskunvahvuus ja kesto vaikuttavat suoraan muuntajan kapasiteetin valintaan.

1) vakiokuorma: Kuten jatkuvat tuotantolinjalaitteet, kuorma on vakaa lähellä tiettyä arvoa pitkään. Tällä hetkellä kapasiteetti voidaan laskea nimelliskuorman näennäisen tehon mukaan, marginaali on 10% -15% (varustettujen laitteiden ikääntyminen, linjan menetys jne.).

2) vaihteleva kuorma: Kuten asuinalueen kulutus (korkea kuorma aamu- ja iltahuiput, matala kuorma myöhään illalla), ostoskeskuksen sähkönkulutus (korkea kuorma työaikana, matala kuorma sulkemisen jälkeen). Tällaisissa skenaarioissa on tarpeen laskea tyypillisen päivän kuormituskäyrä, ottaa enimmäiskuorma kapasiteetin valinnan vertailukohteena ja välttää kapasiteetin sokeasti laajentamista huipun arvon - mukaisesti, jos huipun kesto on lyhyt (kuten vain 1-2 tuntia päivässä), marginaali voidaan asianmukaisesti vähentää 5% -10%: iin tehokkuuden ja kustannusten tasapainottamiseksi.

3) iskukuorma: Kuten moottorin käynnistys, sähköhitsauskoneen käyttö, leimauslaitteiden käyttö jne., Jotka tuottavat heti virran, joka ylittää nimellisarvon (yleensä 5 - 7 -kertainen nimellisvirta). Vaikka iskukuormitus on lyhyt kesto (useita sekunteja kymmeniin sekunteihin), se aiheuttaa lyhyen - termin ylikuormituksen muuntajan. Jos kapasiteetti ei ole riittävä, se voi aiheuttaa jännitteen pudotusta ja käämitystä ylikuumenemisesta. Kun valitaan, on tarpeen laskea näennäinen teho iskujen aikana (kuten moottorin käynnistäminen näkyvä teho=Aloitusvirta × nimellisjännite /√3), varmista, että muuntajan lyhyt - termi ylikuormituskyky täyttää vaatimukset ja valitse tarvittaessa muuntaja suuremmalla kapasiteetilla tai askeleilla.

Kuorman jatkuva toiminta -aika määrittää muuntajan "väsymisasteen". Kuormilla, jotka toimivat jatkuvasti pitkään (kuten Data Center UPS -virtalähteet, sairaalan tehohoitolaitteet), on korkeammat vaatimukset kapasiteetin sovittamiselle, ja muuntaja on varmistettava toimimaan vakaasti nimelliskapasiteetissa; Ajoittain toimivien kuormitusten (kuten maatalouden kastelupumppujen, rakennuspaikan tornin nosturien) kapasiteettistandardia voidaan vähentää asianmukaisesti, koska ne ovat suurimman osan ajasta sammutus- tai kevyessä kuormitustilassa, ja käämityslämpötilan nousu ei kerty jatkuvasti, mutta on tarpeen varmistaa, että huippukuorma toiminnan aikana ei ylitä transformerin katettua kapasiteettia.

Täyttää enimmäiskuorman kysyntä: Muuntajan kapasiteetin on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin enimmäiskuorman ilmeinen teho, jotta ei pitkään - termi ylikuormitus kaikissa työolosuhteissa.

Jatkaa taloudellisen toiminnan tehokkuutta: Muuntajan tehokkuuskäyrä on "käänteinen u - muotoinen", ja tehokkuus on korkein, kun kuormitusaste on 70% -80% (vähimmäishäviö). Kapasiteetin valinnan tulisi yrittää tehdä normaali käyttökuormitusnopeus tällä alueella "suuren hevosen vetämisen pienen kärryn" välttämiseksi (tehokkuus vähenee merkittävästi, kun kuormitusnopeus on alle 30%).

Varantotila: Kun otetaan huomioon seuraavien 3-5 vuoden kuorman kasvu (kuten yrityksen laajennus, asuinlaitteiden lisääntyminen), kapasiteetin on varattava noin 20% (mukautettu kehityssuunnitelman mukaisesti).

Sopeutua ympäristöolosuhteisiin: Korkea lämpötila, korkea korkeus ja pölyiset ympäristöt vähentävät muuntajan lämmön hajoamisen tehokkuutta. Tällaisissa tapauksissa kapasiteettia on lisättävä lisäksi 10%- 20%; Jos marginaali voidaan vähentää asianmukaisesti kaivoon - tuuletettuun ja lämpötilaan sopivaan paikkaan.

 

1. Laske kokonaiskuormituskapasiteetti

Summa laitevirta: Kaikista kaikkien kuormien nimellistehoa (KW) ottaen huomioon kysyntäkerroin (samanaikaisuuskerroin).

Tilaa huippukuormat: Jos on lyhyt - term -nousut (esim. Moottorin lähtövirta), laske vastaava lämpökuorma tai suorita ohimenevä analyysi.

Kaava:

         

Jossa:

S=näennäinen voima (kva)

​ Pkokonais-= kokonais aktiivinen teho (kW)

η=Tehokkuus

koosφ= tehokerroin

 

2. Määritä muuntajan kapasiteetti

Peruskyky: Valitse muuntajan luokiteltu kapasiteettiHieman korkeampi kuin laskettu kuorma S (tyypillisesti 20% ~ 30% marginaali).

Esimerkki: Jos kuormituslaskenta on 800 kVA, valitse 1000 kVA -muuntaja.

Ylikuormituskyky:

Erityinen kuormankäsittely:

Skenaarioissa, joissa on iskukuormia, muuntajan laskettu kapasiteetti on korjattava. Vaikutuskuormat (kuten sähköhitsat ja leimauslaitteet) tuottavat lyhyitä - termipiikkivirrat niiden iskukertoimella (maksimivirran suhde nimellisvirtaan) saavuttavat 2-5. Tällaisissa tapauksissa kapasiteetin säätö tulisi suorittaa käyttämällä jompaa"Suurin kysyntämenetelmä"tai"Kertoimen korjausmenetelmä":

Enimmäiskysyntamenetelmä: Mittaa tai laskea iskukuorman suurin aktiivinen teho (ottaen huomioon iskun kesto), muunna se ilmeiseksi tehoksi ja sitten päällekkäin muiden kuormitusten lasketun kapasiteetin kanssa.

Kertoimen korjausmenetelmä: Järjestelmille, joissa iskukuormat muodostavat korkean osuuden (esim. Yli 20% kokonaiskuormasta), kerro peruskerroksella korjauskertoimella 1,2-1,5. (Mitä yleisempi ja voimakkaampi iskut, sitä korkeampi korjauskerroin tulisi olla.)

Järjestelmille, joilla on pieni tehokertoimet (esim. Cosφ <0,7), reaktiivisen tehon kompensointi (kuten kondensaattoripankkien asentaminen) olisi ensin toteutettava tehokertoimen parantamiseksi yli 0,85 ennen muuntajan kapasiteetin laskemista. Reaktiivisen tehonkorvauksen jälkeen näennäisen voiman kysyntä vähenee, mikä vähentää tarvittavaa muuntajan kapasiteettia ja alentaa sekä sijoituskustannuksia että energiankulutusta.

 

3. Esimerkki skenaarioista

Skenaario 1: Tehdaskuorma=500 kW, tehokerroin=0.8, tehokkuus=0.9:

→ Valitse 800KVA -muuntaja.

Skenaario 2: Datakeskus (24/7 -operaatio, 60% kuormitusnopeus) → Valitse korkea - Tehokkuus kuiva - Tyyppimuuntaja 1,2x huippukuormituskapasiteetti.

Yhteistyö reaktiivisen voimankorvauksen kanssa: Skenaarioissa, joita induktiiviset kuormat hallitsevat, kondensaattorien asentaminen reaktiiviselle tehonkorjaukselle voi parantaa tehokerrointa (esimerkiksi välillä 0,7 - 0,9), vähentämällä merkittävästi näkyvää tehonkysyntää (kuten 1000 kW: n kuorma, ilmeinen teho on 1429 kVA, kun tehokerroin on 0,7, ja laskee 1111KVA: n jälkeen 0,9: een), siten muuntajan kapasiteetin ja sijoitusten.

Ympäristön lämpötilan vaikutus: Muuntajan nimelliskapasiteetti on yleensä suunniteltu 40 asteen ympäristön lämpötilan perusteella. Jos todellinen ympäristön lämpötila on korkeampi kuin 40 astetta pitkään (kuten ulkoilma -asennus korkealla - lämpötila -alueella), kapasiteettia on vähennettävä "lämpötilan korjauskertoimen" mukaisesti (kuten korjauskerroin 45 asteessa on 0,92 ja 1000KVA -muuntaja voi tosiasiallisesti kantaa vain 920KVA).

Useiden muuntajien valinta: Kun kuormakapasiteetti on suuri, jakautunut laajasti tai luotettavuusvaatimus on korkea (kuten suuret tehtaat, sairaalat), useita muuntajia voidaan käyttää samanaikaisesti. Tällä hetkellä yhden muuntajan kapasiteetti olisi valittava "kuorman jakamisen" periaatteen mukaisesti sen varmistamiseksi, että kunkin muuntajan kuormitusnopeus on tasapainossa ja välttää tietyn ylikuormituksen.