Hvordan vælger du transformerkapacitet baseret på belastningsegenskaber?

 

I. Lastegenskaber: Kernebasis for valg af transformerkapacitet

Belastningsegenskaber henviser til de elektriske egenskaber, der er udstillet af elektrisk udstyr under drift, hovedsageligt inklusive belastningstype, størrelse og variationslovgivning, effektfaktor, varighed osv. Disse egenskaber bestemmer direkte kapacitetskravet for transformeren.

Belastninger kan opdeles i induktive belastninger, kapacitive belastninger og resistive belastninger i henhold til deres art, og forskellige typer har væsentligt forskellige påvirkninger på transformerkapacitet.

1) Induktive belastninger: Såsom motorer, transformere, elektriske svejsere osv. Når disse belastninger er i drift, forbruger de ikke kun aktiv effekt, men genererer også reaktiv effekt, hvilket resulterer i et fald i effektfaktor. Eksistensen af ​​reaktiv effekt vil øge transformerens tilsyneladende effekt efter. Hvis reaktiv effektkompensation ikke overvejes, skal en større kapacitetstransformator vælges for at imødekomme den samlede efterspørgsel efter aktiv og reaktiv effekt.

2) kapacitive belastninger: Såsom kondensatorer, synkrone generatorer (når over - ophidset) osv. De er kendetegnet ved at tilvejebringe reaktiv effekt, hvilket kan forbedre systemkraftfaktoren. I scenarier, der er domineret af kapacitive belastninger, kan den faktiske tilsyneladende effektbehov for transformeren være lavere end kapaciteten, der svarer til den aktive effekt, og selektionen skal justeres i kombination med den samlede reaktive effektbalance.

3) Resistive belastninger: Såsom glødelamper, elektriske varmeapparater, modstandsovne osv. Kraftfaktoren for sådanne belastninger er tæt på 1, og den tilsyneladende effekt er dybest set lig med den aktive effekt. Valg af kapacitet kan beregnes direkte i henhold til den aktive effekt uden yderligere hensyntagen til reaktivt effekttab.

 

Størrelsen på belastningen er ikke fast, og dens svingningsområde, påvirkningsstyrke og varighed påvirker direkte valg af transformerkapacitet.

1) konstant belastning: Såsom kontinuerlig produktionslinjeudstyr, er belastningen stabil i nærheden af ​​en bestemt værdi i lang tid. På dette tidspunkt kan kapaciteten beregnes i henhold til den tilsyneladende effekt af den nominelle belastning med en margin på 10% -15% forbeholdt (i betragtning af aldring af udstyr, linjetab osv.).

2) Fluktuerende belastning: Såsom boligelektricitetsforbrug (høj belastning i løbet af morgen- og aftenstoppene, lav belastning sent om aftenen), indkøbscenterelektricitetsforbrug (høj belastning i åbningstider, lav belastning efter lukning). I sådanne scenarier er det nødvendigt at tælle belastningskurven på en typisk dag, tage den maksimale belastning som benchmark for kapacitetsvalg og undgå blindt at udvide kapaciteten i henhold til spidsværdien -, hvis spidsvarigheden er kort (såsom kun 1-2 timer om dagen), kan marginen reduceres til 5% -10% til balanceffektivitet og omkostninger.

3) påvirkningsbelastning: Såsom motorstart, elektrisk svejsemaskine drift, stemplingsudstyrsdrift osv., Som øjeblikkeligt vil generere en strøm, der langt overstiger den nominelle værdi (normalt 5 - 7 gange den nominelle strøm). Selvom slagbelastningen har en kort varighed (flere sekunder til titusinder af sekunder), vil den forårsage kort - termoverbelastning af transformeren. Hvis kapaciteten er utilstrækkelig, kan det forårsage spændingsfald og vikling af overophedning. Når du vælger, er det nødvendigt at beregne den tilsyneladende effekt under påvirkning (såsom motorstart tilsyneladende effekt=Start af strøm × nominel spænding /√3), sikre, at den korte - termoverbelastningskapacitet af transformeren opfylder kravene, og hvis det er nødvendigt, vælger en transformer med en større kapacitet eller udfører målinger, såsom skridt, der begynder at nedsætte påvirkningen.

Lastens kontinuerlige driftstid bestemmer transformerens "træthedsgrad". Belastninger, der kører kontinuerligt i lang tid (f.eks. Datacenter UPS -strømforsyninger, hospitalets intensivafdeling) har højere krav til kapacitetsmatchning, og transformeren skal sikres at fungere stabilt ved den nominelle kapacitet; For intermitterende driftsbelastninger (såsom landbrugsvandingspumper, byggepladsetårnkraner) kan kapacitetsstandarden reduceres passende, fordi de er i en nedlukning eller let belastningstilstand det meste af tiden, og viklingstemperaturstigningen akkumuleres ikke kontinuerligt, men det er nødvendigt at sikre, at spidsbelastningen under drift ikke overstiger den nominelle kapacitet i transformeren.

Mød den maksimale efterspørgsel efter belastning: Transformatorkapaciteten skal være større end eller lig med den tilsyneladende effekt af den maksimale belastning for at sikre, at der ikke er nogen lang tid - underbelastning under nogen arbejdsforhold.

Forfølg økonomisk driftseffektivitet: Effektivitetskurven for transformeren er "omvendt u - formet", og effektiviteten er den højeste, når belastningshastigheden er 70% -80% (minimumstab). Valg af kapacitet skal forsøge at gøre den normale driftsbelastningshastighed i dette interval for at undgå "en stor hest, der trækker en lille vogn" (effektiviteten falder markant, når belastningshastigheden er lavere end 30%).

Reserveudvidelsesplads: I betragtning af belastningsvæksten i de næste 3-5 år (såsom virksomhedsudvidelse, stigning i elektrisk udstyr i bolig), skal kapaciteten reservere en margin på ca. 20% (justeret i henhold til udviklingsplanen).

Tilpas til miljøforhold: Høj temperatur, høj højde og støvede miljøer vil reducere transformerens varmeafledningseffektivitet. I sådanne tilfælde skal kapaciteten yderligere øges med 10%- 20%; Hvis det er installeret i et brønd - ventileret og temperatur-passende sted, kan margenen reduceres passende.

 

1. Beregn den samlede belastningskapacitet

Summen udstyrsstyrke: Samlet den nominelle effekt (KW) af alle belastninger i betragtning af efterspørgselsfaktoren (samtidighedsfaktor).

Konto for spids belastninger: Hvis der er korte - termbølger (f.eks. Motorstartstrøm), skal du beregne den ækvivalente termiske belastning eller udføre kortvarig analyse.

Formel:

         

Hvor:

S=tilsyneladende magt (KVA)

​ Ptotal= Total Active Power (KW)

η=effektivitet

cosφ= strømfaktor

 

2. Bestem transformerkapacitet

Basiskapacitet: Vælg en transformer -nominel kapacitetLidt højere end den beregnede belastning S (typisk 20% ~ 30% margin).

Eksempel: Hvis belastningsberegningen er 800kVA, skal du vælge en 1000 kVA -transformer.

Overbelastningsevne: Hvis belastningen svinger cyklisk (f.eks. Dag - natvariationer), kan korte - termoverbelastning være tilladt (olie - nedsænkede transformere tillader typisk 1,3x overbelastning i 2 timer).

Håndtering af speciel belastning:

For scenarier, der involverer påvirkningsbelastninger, skal transformerens beregnede kapacitet korrigeres. Påvirkningsbelastninger (såsom elektriske svejsere og stemplingsudstyr) genererer kort - term speak strømme, med deres påvirkningskoefficient (forholdet mellem maksimal strøm og nominel strøm) når 2-5. I sådanne tilfælde skal kapacitetsjustering udføres ved hjælp af enten"Maksimal efterspørgselsmetode"eller"Koefficient korrektionsmetode":

Maksimal efterspørgselsmetode: Mål eller beregne den maksimale aktive effekt for påvirkningsbelastningen (i betragtning af varigheden af ​​påvirkningen), konvertere den til tilsyneladende strøm og derefter overlejre den med den beregnede kapacitet for andre belastninger.

Koefficientkorrektionsmetode: For systemer, hvor påvirkningsbelastninger tegner sig for en høj andel (f.eks., Over 20% af den samlede belastning), multiplicerer den grundlæggende beregnede kapacitet med en korrektionsfaktor på 1,2-1,5. (Jo hyppigere og intense virkningerne, jo højere skal korrektionsfaktoren være.)

For systemer med lav effektfaktorer (f.eks. Cosφ <0,7), skal reaktiv effektkompensation (såsom installation af kondensatorbanker) først implementeres for at forbedre effektfaktoren til over 0,85, før man beregner transformerkapaciteten. Efter reaktiv effektkompensation falder efterspørgslen efter tilsyneladende strøm, hvilket reducerer den krævede transformerkapacitet og sænker både investeringsomkostninger og energiforbrug.

 

3. Eksempel scenarier

Scenario 1: Fabriksbelastning=500 kW, effektfaktor=0.8, effektivitet=0.9:

→ Vælg 800kva transformer.

Scenario 2: Datacenter (24/7 drift, 60% belastningshastighed) → Vælg høj - effektivitet tør - Type transformer med 1,2x spidsbelastningskapacitet.

Samarbejde med reaktiv magtkompensation: I scenarier, der er domineret af induktive belastninger, kan installation af kondensatorer til reaktiv effektkompensation forbedre effektfaktoren (såsom fra 0,7 til 0,9), hvilket reducerer den tilsyneladende effektbehov (f.eks. 1000 kW belastning, hvilket er at reducere den tilsyneladende effektbehov (f.eks. 1000 kW belastning, tilsyneladende effekt, og dermed reducerer derved transformeringen.

Påvirkning af omgivelsestemperatur: Transformatorens nominelle kapacitet er normalt designet baseret på en omgivelsestemperatur på 40 grader. Hvis den faktiske omgivelsestemperatur er højere end 40 grader i lang tid (såsom udendørs installation i høj - temperaturområder), skal kapaciteten reduceres i henhold til "temperaturkorrektionskoefficienten" (såsom korrektionskoefficient ved 45 grad er 0,92, og en 1000 kVA -transformer kan faktisk bære kun 920 kVA).

Valg af flere transformere: Når belastningskapaciteten er stor, distribueret bredt, eller pålidelighedskravet er højt (såsom store fabrikker, hospitaler), kan flere transformere betjenes parallelt. På dette tidspunkt skal kapaciteten af ​​en enkelt transformer vælges i henhold til "belastningsdeling" -princippet for at sikre, at belastningshastigheden for hver transformer er afbalanceret og undgå overbelastning af en bestemt.