Wie wählen Sie die Transformatorkapazität basierend auf Lasteigenschaften?

 

I. Lasteigenschaften: Die Kernbasis für die Auswahl der Transformatorkapazität

Lasteigenschaften beziehen sich auf die elektrischen Geräte während des Betriebs, hauptsächlich einschließlich Lasttypen, Größe und Variationsgesetz, Leistungsfaktor, Dauer usw. Diese Eigenschaften bestimmen direkt den Kapazitätsbedarf des Transformators.

Belastungen können in induktive Lasten, kapazitiven Lasten und Widerstandslasten entsprechend ihrer Natur unterteilt werden, und verschiedene Typen haben erheblich unterschiedliche Auswirkungen auf die Transformatorkapazität.

1) Induktive Lasten: Wie Motoren, Transformatoren, elektrische Schweißgeräte usw. Wenn diese Lasten in Betrieb sind, verbrauchen sie nicht nur aktive Leistung, sondern erzeugen auch eine reaktive Leistung, was zu einer Abnahme des Leistungsfaktors führt. Das Vorhandensein von Blindleistung wird den offensichtlichen Leistungsbedarf des Transformators erhöhen. Wenn keine Reaktive Leistungskompensation berücksichtigt wird, muss ein größerer Kapazitätstransformator ausgewählt werden, um den Gesamtbedarf einer aktiven und reaktiven Leistung zu decken.

2) Kapazitive Lasten: Wie Kondensatoren, synchrone Generatoren (wenn sie über - angeregt) usw. sind durch die Bereitstellung von reaktiven Leistung, die den Systemleistungspfaktor verbessern kann. In Szenarien, die von kapazitiven Lasten dominiert werden, kann der tatsächliche scheinbare Leistungsbedarf des Transformators niedriger sein als die Kapazität, die der aktiven Leistung entspricht, und die Auswahl muss in Kombination mit dem Gesamtbilanz der Reaktivität angepasst werden.

3) Widerstandslasten: Wie Glühlampen, elektrische Heizungen, Widerstandsöfen usw. Der Leistungsfaktor solcher Lasten liegt in der Nähe von 1, und die scheinbare Leistung entspricht im Wesentlichen der aktiven Leistung. Die Kapazitätsauswahl kann direkt gemäß der aktiven Leistung berechnet werden, ohne dass der Reaktive Leistungsverlust zusätzlich berücksichtigt wird.

 

Die Größe der Last ist nicht festgelegt, und der Schwankungsbereich, die Schlagfestigkeit und ihre Dauer beeinflussen direkt die Auswahl der Transformatorkapazität.

1) Konstante Last: Wie beispielsweise kontinuierliche Produktionsliniengeräte ist die Last in der Nähe eines bestimmten Wertes für lange Zeit stabil. Zu diesem Zeitpunkt kann die Kapazität gemäß der scheinbaren Leistung der Nennlast berechnet werden, wobei eine Marge von 10% -15% reserviert ist (unter Berücksichtigung des Alterns von Geräten, Leitungsverlust usw.).

2) schwankende Last: Wie Stromverbrauch in Wohngebieten (hohe Last während der morgendlichen und abendlichen Gipfel, niedriger Belastung spät in der Nacht), Stromverbrauch des Einkaufszentrums (hohe Last während der Geschäftszeiten, niedrige Last nach dem Schließen). In solchen Szenarien ist es erforderlich, die Lastkurve eines typischen Tages zu zählen, die maximale Belastung als Benchmark für die Kapazitätsauswahl zu nehmen und die Kapazität entsprechend dem Spitzenwert - blind zu erweitern, wenn die Spitzendauer kurz ist (z. B. 1-2 Stunden pro Tag). Die Marge kann angemessen reduziert werden, um 5% -10% zu entsprechen und die Effizienz und Kosten für den Einzug und die Kosten für den Einzug und das Kosten für den Einzug und die Kosten und Kosten für den Einzug und das Kosten für die Ausgleich.

3) Aufprallbelastung: Wie Motorstart, Elektroschweißmaschinenbetrieb, Stempelgerätebetrieb usw., die sofort einen Strom erzeugen, der den Nennwert überschreitet (normalerweise 5 - 7 -fache des Nennstroms). Obwohl die Aufprallbelastung eine kurze Dauer hat (mehrere Sekunden bis Zehn Sekunden), wird eine kurze Überlastung des Transformators kurz - Begriffsbegriff verursacht. Wenn die Kapazität nicht ausreicht, kann sie einen Spannungsabfall und eine gewundene Überhitzung verursachen. When selecting, it is necessary to calculate the apparent power during impact (such as motor starting apparent power=starting current × rated voltage /√3), ensure that the short-term overload capacity of the transformer meets the requirements, and if necessary, select a transformer with a larger capacity or take measures such as step-down starting and soft starting to reduce the impact.

Die kontinuierliche Betriebszeit der Last bestimmt den "Ermüdungsgrad" des Transformators. Lasten, die lange dauerhaft ausgeführt werden (z. B. die US -amerikanische Netzteile, Krankenhausintensivstation), haben höhere Anforderungen an die Kapazitätsanpassung, und der Transformator muss dafür sorgen, dass die Nennkapazität stabil betrieben wird. Für zeitweise Betriebslasten (z. B. landwirtschaftliche Bewässerungspumpen, Bauweite von Bauwesen) kann der Kapazitätsstandard die meiste Zeit angemessen reduziert werden, da sie sich in einem Abschalt- oder Lichtbelastungszustand befinden, und der Anstieg der Wicklungstemperatur wird nicht kontinuierlich ansammelt, aber es ist erforderlich, dass die Spitzenlast während des Betriebs nicht über die Nennkapazität des Transformators des Transformators überschreitet.

Erfüllen Sie den maximalen Lastbedarf: Die Transformatorkapazität muss größer oder gleich der scheinbaren Leistung der maximalen Last sein, um sicherzustellen, dass nicht lange - Begriff Überlast unter den Arbeitsbedingungen ist.

Wirtschaftsbetriebeffizienz verfolgen: Die Effizienzkurve des Transformators ist "invertiert u - geformt", und die Effizienz ist am höchsten, wenn die Lastrate 70% -80% beträgt (Mindestverlust). Die Kapazitätsauswahl sollte versuchen, die normale Betriebslastrate in diesem Bereich zu gestalten, um zu vermeiden, dass "ein großes Pferd einen kleinen Wagen zieht" (die Effizienz nimmt signifikant ab, wenn die Lastrate unter 30%liegt).

Reserve -Expansionsraum: In Anbetracht des Lastwachstums in den nächsten 3-5 Jahren (z. B. Expansion der Unternehmen, Erhöhung der elektrischen Ausrüstung im Wohngebäude) muss die Kapazität eine Marge von etwa 20% reservieren (angepasst nach dem Entwicklungsplan).

Sich an Umweltbedingungen anpassen: Hohe Temperatur-, Höhen- und staubige Umgebungen verringern die Wärmeableitungseffizienz des Transformators. In solchen Fällen muss die Kapazität zusätzlich um 10%- 20%erhöht werden; Wenn Sie in einem Bohrloch - beatmet und temperaturgerechter Ort installiert sind, kann der Rand entsprechend reduziert werden.

 

1. Berechnen Sie die Gesamtlastkapazität

Summe Ausrüstung Strom: Aggregieren Sie die Nennleistung (KW) aller Lasten unter Berücksichtigung des Nachfragungsfaktors (Gleichzeitigkeitsfaktor).

Berücksichtigung von Spitzenlasten: Wenn es kurze - Term -Anlaufungen gibt (z. B. Motor -Startstrom), berechnen Sie die äquivalente thermische Last oder führen Sie eine transiente Analyse durch.

Formel:

         

Wo:

S=Scheinbare Power (KVA)

​ Pgesamt= Total Active Power (KW)

η=Effizienz

cosφ= Leistungsfaktor

 

2. Bestimmen Sie die Transformatorkapazität

Grundkapazität: Wählen Sie eine Kapazität der Transformatorbewertung ausetwas höher als die berechnete Last S (typischerweise 20% ~ 30% Marge).

Beispiel: Wenn die Lastberechnung 800KVA beträgt, wählen Sie einen 1000kVA -Transformator.

Überlastungsfähigkeit: Wenn die Last zyklisch schwankt (z. B. Tag - Nachtvariationen), kann kurz - Begriff Überladungen erlaubt sein (Öl - Eintauchte Transformatoren erlauben typischerweise 1,3x -Überlastung für 2 Stunden).

Spezielle Lasthandhabung:

Für Szenarien, die Aufprallbelastungen beinhalten, muss die berechnete Kapazität des Transformators korrigiert werden. Aufpralllasten (wie elektrische Schweißer und Stempelgeräte) erzeugen kurze - -Peakströme, wobei der Aufprallkoeffizient (Verhältnis des maximalen Stroms zu Nennstrom) 2-5 erreicht. In solchen Fällen sollte die Kapazitätsanpassung unter Verwendung der beiden durchgeführt werden"Maximale Nachfragemethode"oder die"Koeffizient Korrekturmethode":

Maximale Nachfragemethode: Messen oder berechnen Sie die maximale aktive Leistung der Aufprallbelastung (unter Berücksichtigung der Dauer der Auswirkung), konvertieren Sie sie in scheinbare Leistung und überlagern Sie sie dann mit der berechneten Kapazität anderer Lasten.

Koeffizientenkorrekturmethode: Für Systeme, bei denen die Aufprallbelastung einen hohen Anteil ausmachen (z. B. über 20% der Gesamtbelastung), multiplizieren Sie die berechnete basischen berechneten Kapazität mit einem Korrekturfaktor von 1,2-1,5. (Je häufiger und intensiver die Auswirkungen, desto höher ist der Korrekturfaktor.)

Bei Systemen mit niedrigen Leistungsfaktoren (z. B. Cosφ <0,7) sollte zuerst die Reaktivleistungskompensation (z. B. Installationskondensatorbanken) implementiert werden, um den Leistungsfaktor auf über 0,85 vor der Berechnung der Transformatorkapazität zu verbessern. Nach der Einkompensation der reaktiven Stromversorgung nimmt die Nachfrage nach offensichtlicher Leistung ab, wodurch die erforderliche Transformatorkapazität verringert und sowohl die Investitionskosten als auch den Energieverbrauch senkt.

 

3. Beispielszenarien

Szenario 1: Factory Load=500 KW, Leistungsfaktor=0.8, Effizienz=0.9:

→ Wählen Sie 800KVA -Transformator.

Szenario 2: Rechenzentrum (24/7 Betrieb, 60% Lastrate) → Hoch - Effizienz Trocken - Typtransformator mit 1,2x Spitzenkapazität.

Zusammenarbeit mit Reaktive Leistungskompensation: In Szenarien, die von induktiven Lasten dominiert werden, kann die Installation von Kondensatoren für die Kompensation von reaktiven Leistungen den Leistungsfaktor verbessern (wie z. B. 0,7 auf 0,9), wodurch der scheinbare Leistungsbedarf signifikant verringert wird (wie 1000 kW Last, beträgt die scheinbare Leistung 1429 kVa, wenn der Leistungsfaktor 0,7 und die Anlage auf 1111KVA steigt.

Einfluss der Umgebungstemperatur: Die Nennkapazität des Transformators ist normalerweise auf der Grundlage einer Umgebungstemperatur von 40 Grad ausgelegt. Wenn die tatsächliche Umgebungstemperatur für eine lange Zeit höher als 40 Grad ist (z. B. die Installation im Freien in hohen - Temperaturbereichen), muss die Kapazität gemäß dem "Temperaturkorrekturkoeffizienten" reduziert werden (wie der Korrekturkoeffizient bei 45 Grad 0,92 und ein 1000kVA -Transformator nur 920KVA).

Auswahl mehrerer Transformatoren: Wenn die Belastungskapazität groß ist, weit verbreitet ist oder die Zuverlässigkeitsanforderung hoch ist (z. B. große Fabriken, Krankenhäuser), können mehrere Transformatoren parallel betrieben werden. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Kapazität eines einzelnen Transformators gemäß dem Prinzip "Lastfreigabe" ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass die Lastrate jedes Transformators ausgeglichen ist und eine Überladung eines bestimmten.