انتخاب ترانسفورماتورهای توزیع برای تأمین برق به شبکه های ولتاژ پایین
توزیع ترانسفورماتورها که مشخصات آنها توسط نیازهای شبکه تعیین می‌شود. باید قدرت مؤثر تعیین شده را در عامل قدرت cosφ ضرب کرد تا قدرت اسمی Srt به دست آید. در شبکه‌های توزیع، مقدار uk = 6٪ معمولاً ترجیح داده می‌شود.
انتخاب ترانسفورماتورهای توزیع برای تامین برق به شبکه‌های ولتاژ پایین
زیان‌های ترانسفورماتور شامل زیان‌های بدون بار و زیان‌های خودکوتاهی است. زیان‌های بدون بار از معکوس شدن مداوم مغناطیس در هسته فولادی ناشی می‌شوند و عملاً ثابت باقی می‌مانند و مستقل از بار هستند. زیان‌های خودکوتاهی شامل زیان‌های اهمی در سیم‌پیچ‌ها و زیان‌های ناشی از میدان‌های نشتی است و آنها متناسب با مربع سطح بار هستند.
زیان‌های ترانسفورماتور شامل زیان‌های بدون بار و زیان‌های خودکوتاهی است. زیان‌های بدون بار از معکوس شدن مداوم مغناطیس در هسته فولادی ناشی می‌شوند. این زیان‌ها عملاً ثابت هستند و تحت تأثیر بار قرار نمی‌گیرند.
زیان‌های خودکوتاهی از طرف دیگر شامل زیان‌های اهمی در سیم‌پیچ‌ها و زیان‌های ناشی از میدان‌های نشتی است. آنها متناسب با مربع سطح بار هستند.
در این مقاله فنی، معیارهای کلیدی برای انتخاب ترانسفورماتورهای توزیع در محدوده قدرت 50-2500 kVA برای تامین برق به شبکه‌های ولتاژ پایین بحث خواهد شد.
1. الزامات ایمنی عملیاتی
آزمون‌های معمولی: این آزمون‌ها شامل مواردی مانند زیان‌ها، ولتاژ خودکوتاهی \(u_{k}\) و آزمون‌های ولتاژ است.
آزمون‌های نوع: این شامل آزمون‌هایی مانند آزمون‌های گرمایشی و آزمون‌های ولتاژ گذری است.
آزمون‌های خاص: این شامل آزمون‌هایی مانند آزمون‌های مقاومت در برابر خودکوتاهی و آزمون‌های صوتی است.
2. شرایط الکتریکی
ولتاژ خودکوتاهی: به مقادیر و ویژگی‌های خاص آن توجه کنید.
نماد اتصال / گروه برداری: درباره اطلاعات مرتبط با نمادهای اتصال و گروه‌های برداری ( [Learn More](add the corresponding link here if there is one in the original text) ) بیاموزید.
نسبت تبدیل: پارامترهای نسبت تبدیل را تعیین کنید.
3. شرایط نصب
نصب داخلی و خارجی: سناریوهای نصب ترانسفورماتورها را در نظر بگیرید، چه در داخل یا خارج.
شرایط محلی خاص: تأثیر شرایط محلی خاص را در نظر بگیرید.
شرایط حفاظت محیطی: با الزامات حفاظت محیطی مطابقت کنید.
طراحی‌ها: بین ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن یا ترانسفورماتورهای خشک رزین‌پوش انتخاب کنید.
4. شرایط عملکردی
ظرفیت بار: برای ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن یا ترانسفورماتورهای خشک رزین‌پوش، ظرفیت تحمل بار را در نظر بگیرید.
نوسانات بار: به وضعیت نوسانات بار توجه کنید.
تعداد ساعات عملکرد: مدت زمان عملکرد ترانسفورماتورها را در نظر بگیرید.
کارایی: به کارایی ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن یا ترانسفورماتورهای خشک رزین‌پوش توجه کنید.
تنظیم ولتاژ: به توانایی تنظیم ولتاژ توجه کنید.
عملکرد موازی ترانسفورماتورها: درباره وضعیت‌های عملکرد موازی ترانسفورماتورها ( [Learn More](add the corresponding link here if there is one in the original text) ) بیاموزید.
5. داده‌های مشخصه ترانسفورماتور با مثال‌ها
قدرت اسمی:SrT = 1000kVA
ولتاژ اسمی: UrOS=20 kV
ولتاژ طرف پایین: UrUS=0.4 kV
ولتاژ تحمل لرزشی اسمی: UrB=125 kV
ترکیب زیان‌ها
زیان‌های بدون بار: P0=1700 W
زیان‌های خودکوتاهی: Pk=13000 W
توان صوتی: LWA=73 dB
ولتاژ خودکوتاهی: uk=6%
نسبت تبدیل: PV/SV=20 kV/0.4 kV
نماد اتصال: Dyn5
سیستم‌های پایانه: به عنوان مثال، سیستم‌های فلانژ طرف پایین و بالا
مکان نصب: چه در داخل یا خارج
الف) با کمتر از 1000 لیتر دی‌الکتریک مایع
ب) با بیش از 1000 لیتر دی‌الکتریک مایع
توضیحات
الف. مجرای کابل
ب. شبکه فولادی رویت شده
ج. دهانه خروجی هوا با شبکه محافظ
د. مجرای برداشته شده با پمپ
ه. پله
و. دهانه ورودی هوا با شبکه محافظ
ز. لایه سنگدانه یا سنگ خرد
ح. پله
نصب ترانسفورماتورها باید از آب‌های زیرزمینی و سیل محافظت شود. سیستم خنک‌سازی باید از نور خورشید محافظت شود. اقدامات ایمنی آتش‌سوزی و سازگاری محیطی نیز باید تضمین شود. شکل 1 یک ترانسفورماتور با پر کردن روغن کمتر از 1000 لیتر را نشان می‌دهد. در این مورد، کف نفوذناپذیر کافی است.
برای پر کردن روغن بیش از 1000 لیتر، لایه‌های جمع‌آوری روغن یا گودال‌های روغن الزامی است.
اندازه دهانه خروجی بدون شبکه در شکل 2 برای گرمایش اتاق 15 K نشان داده شده است.
PV=P0+k×Pk75 [kW]
تعریف نمادها:
A: دهانه‌های خروجی و ورودی هوا
P{V: زیان توان ترانسفورماتور
k = 1.06 برای ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن
k = 1.2 برای ترانسفورماتورهای خشک رزین‌پوش
Po: زیان‌های بدون بار
Pk75: زیان‌های خودکوتاهی در (75^{\circ}\) سلسیوس، در کیلووات
h: اختلاف ارتفاع، در متر
زیان‌های حرارتی تولید شده در طول عملکرد ترانسفورماتور (شکل 4) باید تخلیه شوند. وقتی که به دلیل شرایط نصب نمی‌توان از تهویه طبیعی استفاده کرد، نصب مراوح ضروری است. حداکثر دما مجاز کلی ترانسفورماتور 40°C است.
زیان‌های کلی در اتاق ترانسفورماتور
زیان‌های کلی در اتاق ترانسفورماتور به صورت زیر محاسبه می‌شود: زیان‌های کلی در اتاق ترانسفورماتور توسط Qloss=∑Ploss تعیین می‌شود، که در آن:
Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)2
مسیرهای تخلیه حرارتی برای زیان‌های کلی
زیان‌های کلی از طریق Qv=Qloss1+Qloss2+Qloss3 تخلیه می‌شوند
محاسبه تخلیه حرارتی برای هر بخش
حرارت تخلیه شده توسط همرفت هوای طبیعی: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3
حرارت تخلیه شده توسط همرفت اجباری هوای (به شکل 3): Qloss3=VL×CpL×ρ
حرارت تخلیه شده از طریق دیوارها و سقف (به شکل 4):Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD
توضیح معنای نمادها
Pv: زیان توان ترانسفورماتور در kW
Qv: تخلیه حرارتی کلی در kW
QW,D: تخلیه حرارتی از طریق دیوارها و سقف در kW
AW,D: مساحت دیوارها و سقف در \(m^2\)
KW,D: ضریب انتقال حرارت در \(kW/m^2K\)
SAF: قدرت برای نوع خنک‌سازی AF در kVA
SAN: قدرت برای نوع خنک‌سازی AN در kVA
VL: دبی هوا در \(m^3/s\) یا \(m^3/h\)
Qv1: بخشی از حرارت تخلیه شده توسط همرفت هوای طبیعی در kW
Qv2: بخشی از حرارت تخلیه شده از طریق دیوارها و سقف در kW
Qv3: بخشی از حرارت تخلیه شده توسط همرفت اجباری هوای در kW
شکل 5 سطوح نویز مختلف ترانسفورماتورها را بر اساس انتشار IEC 551 نشان می‌دهد. نویز مغناطیسی از نوسانات هسته فولادی (که وابسته به القایی است) و به خصوصیات مواد لایه‌های هسته بستگی دارد.
توان صوتی (شکل 6) معیاری از سطح نویز تولید شده توسط منبع صوتی است.
