Vælg af distributionstransformatorer til forsyning af lavspændingsnetværk

Karakteristiske data for distributionstransformatorer er bestemt af netværkskravene. Den fastsatte effektive effekt skal ganges med effektfaktoren cosφ for at få den nominale effekt Srt. I distributionsnet skønnes en værdi på uk = 6% at være foretrukket.

Udvælgelse af distributionstransformatorer til forsyning af LV-netværk 

Transformatortab går ud over tomgangstab og kortslutningstab. Tomgangstab stammer fra den kontinuerlige omvendelse af magnetisering i jernkernen og forbliver essentielt konstant, uafhængig af belastningen. Kortslutningstab inkluderer ohmiske tab i vindingerne og tab som følge af leckagefelter, og de er proportionale med kvadratet på belastningsniveauet.

Transformatortab består af tomgangstab og kortslutningstab. Tomgangstab opstår som følge af den kontinuerlige omvendelse af magnetisering i jernkernen. Disse tab er essentielt konstante og påvirkes ikke af belastningen.

Kortslutningstab, derimod, består af ohmiske tab i vindingerne og tab som følge af leckagefelter. De er proportionale med kvadratet på belastningsstørrelsen.

I denne tekniske artikel vil de vigtigste kriterier for udvælgelse af distributionstransformatorer inden for effektklassen 50 - 2500 kVA til forsyning af lavspændingsnet blive diskuteret.

1. Krav til driftssikkerhed

• Rutinetests: Dette dækker emner som tab, kortslutningsspænding \(u_{k}\) og spændingstests.

• Typeprøver: Dette inkluderer prøver som opvarmningsprøver og overspændingsprøver.

• Specielle prøver: Dette involverer prøver som kortslutningsstyrkeprøver og støjprøver.

2. Elektriske betingelser

• Kortslutningsspænding: Bemærk dens specifikke værdier og karakteristika.

• Forbindelsessymbol / vektorgruppe: Lær om relevante informationer vedrørende forbindelsessymboler og vektorgrouper ( [Lær mere](tilføj det tilsvarende link her hvis der er et i det originale dokument) ).

• Transformationsforhold: Bestem parametrene for transformationsforholdet.

3. Installationsbetingelser

• Indendørs og udenfor installation: Overvej installations scenarier for transformatorer, enten indendørs eller udenfor.

• Specielle lokale betingelser: Tag hensyn til indflydelsen af specielle lokale betingelser.

• Miljøbeskyttelsesbetingelser: Overhold de tilsvarende miljøbeskyttelseskrav.

• Designs: Vælg mellem olieindholdt eller harthardende tørtransformatorer.

4. Driftsbetingelser

• Belastningskapacitet: For olieindholdte eller harthardende tørtransformatorer, overvej deres belastningskapaciteter.

• Belastningsfluktuationer: Tag hensyn til situationen med belastningsfluktuationer.

• Antal timer i drift: Tager højde for driftstiden for transformatorer.

• Effektivitet: Fokus på effektiviteten af olieindholdte eller harthardende tørtransformatorer.

• Spændingsregulering: Vedligehold spændingsreguleringskapaciteter.

• Parallel drift af transformatorer: Lær om de relevante situationer for parallel drift af transformatorer ( [Lær mere](tilføj det tilsvarende link her hvis der er et i det originale dokument) ).

5. Transformator karakteristikdata med eksempler

• Nominel effekt:SrT = 1000kVA

• Nominel spænding: UrOS=20 kV

• Underside spænding:  UrUS=0.4 kV

• Nominel lynnedslag modstands spænding: UrB=125 kV

• Tab kombination

• Tomgangstab: P0=1700 W

• Kortslutningstab: Pk=13000 W

• Akustisk effekt: LWA=73 dB

• Kortslutningsspænding: uk=6%

• Transformationsforhold: PV/SV=20 kV/0.4 kV

• Forbindelsessymbol: Dyn5

• Anslutningssystemer: For eksempel underside og overside flangesystemer

• Installationssted: Enten indendørs eller udenfor

• a) Med mindre end 1000 liter flydende dielektrikum

• b) Med mere end 1000 liter flydende dielektrikum

Forklaring

• a. Kabelfører

• b. Zinkbelagt pladejernet rist

• c. Udluftningsåbning med beskyttelsesrist

• d. Opskruet ledning med pumpe

• e. Ramp

• f. Indluftningsåbning med beskyttelsesrist

• g. Grus eller knuskede sten lag

• h. Skrive

Installationen af transformatorer bør beskyttes mod grundvand og oversvømmelser. Kølesystemet skal være skjult for sollys. Brandsikkerhedsforanstaltninger og miljøkompatibilitet skal også garanteres. Figur 1 viser en transformator med oliefyld på under 1000 liter. I dette tilfælde er en impermeabel gulv tilstrækkelig.

For en oliefyld på over 1000 liter er oliesamlingstrog eller oliesump obligatoriske.

Størrelsen på udluftningsåbningen vises uden rist i figur 2 for en rumopvarmning på 15 K.

PV=P0+k×Pk75 [kW]

Symboldefinitioner:

• A: Udluftnings- og indluftningsåbninger

• P{V: Transformator tab

• k = 1.06 for oliefyldte transformatorer

• k = 1.2 for harthardende transformatorer

• Po: Tomgangstab

• Pk75: Kortslutningstab ved (75^{\circ}\) Celsius, i kilowatt

• h: Højdeforskel, i meter

Varmetab genereret under drift af en transformator (figur 4) skal afledes. Når naturlig ventilation ikke kan bruges på grund af installationsbetingelser, er det nødvendigt at installere en ventilator. Den maksimalt tilladte samlede temperatur for transformatoren er 40°C.

Samlede tab i en transformatorrum

De samlede tab i et transformatorrum beregnes som følger: De samlede tab i transformatorrummet er givet ved  Qloss=∑Ploss, hvor:

Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)2

Varmeforladningsveje for samlede tab

Samlede tab afledes gennem Qv=Qloss1+Qloss2+Qloss3

Beregning af varmeforladning for hver del

Varme afledet af naturlig luftkonvektion: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3

Varme afledet af tvunget luftkonvektion (se figur 3): Qloss3=VL×CpL×ρ

Varme afledet gennem vægge og loft (se figur 4):Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD

Forklaring af symbolbetydninger

• Pv: Transformator tab i kW

• Qv: Samlet varmeforladning i kW

• QW,D: Varmeforladning gennem vægge og loft i kW

• AW,D: Areal af vægge og loft i \(m^2\)

• KW,D: Varmetransferkoefficient i \(kW/m^2K\)

• SAF: Effekt for kølingstype AF i kVA

• SAN: Effekt for kølingstype AN i kVA

• VL: Luftflowrate i \(m^3/s\) eller \(m^3/h\)

• Qv1: Del af varme afledet af naturlig luftkonvektion i kW

• Qv2: Del af varme afledet gennem vægge og loft i kW

• Qv3: Del af varme afledet af tvunget luftkonvektion i kW

Figur 5 viser støjniveauer for forskellige transformatorer ifølge IEC Publikation 551. Magnetisk støj stammer fra svingninger i jernkernen (som er induktionsafhængige) og afhænger af materialeegenskaberne af kjernehåndteringerne.

Akustisk effekt (figur 6) er en måling af støjniveauet produceret af en akustisk kilde.