Odabir transformatora za snabdijevanje niskonaponskih mreža strujom

Karakteristični podaci distribucijskih transformatora određuju se prema zahtjevima mreže. Određena efektivna snaga mora se pomnožiti sa faktorom snage cosφ kako bi se dobila nominalna snaga Srt. U distribucijskim mrežama često se preferira vrijednost uk = 6%.

Odabir distribucijskih transformatora za opskrbu niskonaponskih mreža

Gubitci transformatora sastoje se od gubitaka bez opterećenja i gubitaka pri kratkom spoju. Gubitci bez opterećenja proizlaze iz kontinuiranog okretanja magnetizacije u željeznom jezgru i ostaju suštinski konstantni, neovisni o opterećenju. Gubitci pri kratkom spoju uključuju ohmičke gubitke u zavojnicama i gubitke uzrokovane curenjem polja, a oni su proporcionalni kvadratu razine opterećenja.

Gubitci transformatora sastoje se od gubitaka bez opterećenja i gubitaka pri kratkom spoju. Gubitci bez opterećenja proizlaze iz kontinuiranog okretanja magnetizacije u željeznom jezgru. Ovi gubitci su suštinski konstantni i neovisni o opterećenju.

Gubitci pri kratkom spoju, s druge strane, sastoje se od ohmičkih gubitaka u zavojnicama i gubitaka uzrokovanih curenjem polja. Oni su proporcionalni kvadratu magnituda opterećenja.

U ovom tehničkom članku raspravljat će se o ključnim kriterijima za odabir distribucijskih transformatora u rasponu od 50 - 2500 kVA za opskrbu niskonaponskih mreža.

1. Zahtjevi operativne sigurnosti

• Redovite ispitivanja: Ova obuhvaćaju stavke poput gubitaka, napona pri kratkom spoju \(u_{k}\) i ispitivanja napona.

• Tip ispitivanja: To uključuje ispitivanja poput ispitivanja zagrijavanja i ispitivanja impulsnih napona.

• Posebna ispitivanja: Ova uključuju ispitivanja poput ispitivanja čvrstoće pri kratkom spoju i ispitivanja buke.

2. Električni uvjeti

• Napon pri kratkom spoju: Obraćajte pažnju na njegove specifične vrijednosti i karakteristike.

• Simbol spoja / vektorska grupa: Saznajte relevantne informacije o simbolima spoja i vektorskim grupama ( [Saznajte više](dodajte odgovarajući link ako postoji u originalnom tekstu) ).

• Omjer transformacije: Odredite parametre omjera transformacije.

3. Uvjeti instalacije

• Unutarnja i vanjska instalacija: Razmotrite scenarije instalacije transformatora, bilo unutarnje ili vanjske.

• Posebni lokalni uvjeti: Imajte na umu utjecaj posebnih lokalnih uvjeta.

• Uvjeti zaštite okoliša: Prijateljite se s odgovarajućim zahtjevima za zaštitu okoliša.

• Dizajni: Izaberite između uljenih ili smolastih suhih transformatora.

4. Operativni uvjeti

• Kapacitet opterećenja: Za uljene ili smolaste suhe transformatore, razmotrite njihove kapacitete nosivosti opterećenja.

• Fluktuacije opterećenja: Obraćajte pažnju na situaciju fluktuacija opterećenja.

• Broj sati u radu: Uzmite u obzir trajanje rada transformatora.

• Efikasnost: Fokusirajte se na efikasnost uljenih ili smolastih suhih transformatora.

• Regulacija napona: Pridajte važnost sposobnostima regulacije napona.

• Paralelni rad transformatora: Saznajte o relevantnim situacijama paralelnog rada transformatora ( [Saznajte više](dodajte odgovarajući link ako postoji u originalnom tekstu) ).

5. Karakteristični podaci transformatora s primjerima

• Nominalna snaga:SrT = 1000kVA

• Nominalni napon: UrOS=20 kV

• Donji napon:  UrUS=0.4 kV

• Nominalni napon otpornosti na bljeskavice: UrB=125 kV

• Kombinacija gubitaka

• Gubitci bez opterećenja: P0=1700 W

• Gubitci pri kratkom spoju: Pk=13000 W

• Akustička snaga: LWA=73 dB

• Napon pri kratkom spoju: uk=6%

• Omjer transformacije: PV/SV=20 kV/0.4 kV

• Simbol spoja: Dyn5

• Sustavi terminacija: Na primjer, sustavi flanša nižeg i višeg napona

• Lokacija instalacije: Bilo unutrašnja ili vanjska

• a) Sa manje od 1000 litara tekućeg dielektrika

• b) Sa više od 1000 litara tekućeg dielektrika

Objašnjenje

• a. Kanal za kabel

• b. Cinkan crtnjak

• c. Otvor za ispuštanje zraka s zaštitnim rešetkom

• d. Raspunjanje kanala s pumpom

• e. Ramp

• f. Ulazni otvor zraka s zaštitnom rešetkom

• g. Sloj šljunca ili drobljenog stijena

• h. Podloga

Instalacija transformatora treba biti zaštićena od podzemne vode i poplavljivanja. Hlađeći sustav mora biti zaštićen od sunčeve svjetlosti. Mjere zaštite od požara i kompatibilnost s okolišem također moraju biti jamčene. Slika 1 pokazuje transformator s uljenim punjenjem manjim od 1000 litara. U tom slučaju, dovoljna je nepropusna podloga.

Za uljeno punjenje veće od 1000 litara, obavezni su zbirni jarki ili rezervoari za ulje.

Veličina otvora za ispuštanje zraka prikazana je bez rešetke na slici 2 za grejanje prostorije od 15 K.

PV=P0+k×Pk75 [kW]

Definicije simbola:

• A: Otvori za ispuštanje i uvoz zraka

• P{V: Gubitak snage transformatora

• k = 1.06 za uljene transformatore

• k = 1.2 za smolaste suhe transformatore

• Po: Gubitci bez opterećenja

• Pk75: Gubitci pri kratkom spoju na (75^{\circ}\) Celsius, u kilovatima

• h: Razlika visina, u metrima

Toplotni gubitci generirani tijekom rada transformatora (slika 4) moraju se disipirati. Kada se prirodna ventilacija ne može koristiti zbog uvjeta instalacije, potrebno je instalirati ventilator. Maksimalna dopuštena ukupna temperatura transformatora je 40°C.

Ukupni gubitci u prostoriji transformatora

Ukupni gubitci u prostoriji transformatora računaju se kao što slijedi: Ukupni gubitci u prostoriji transformatora dani su formulom Qloss=∑Ploss, gdje:

Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)2

Putovi disipacije topline za ukupne gubitke

Ukupni gubitci disipiraju se putem Qv=Qloss1+Qloss2+Qloss3

Računanje disipacije topline za svaki dio

Disipirana toplina prirodnom konvekcijom zraka: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3

Disipirana toplina prisilnom konvekcijom zraka (vidi sliku 3): Qloss3=VL×CpL×ρ

Disipirana toplina kroz zidove i plafon (vidi sliku 4):Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD

Objašnjenje značenja simbola

• Pv: Gubitak snage transformatora u kW

• Qv: Ukupna disipacija topline u kW

• QW,D: Disipacija topline kroz zidove i plafon u kW

• AW,D: Površina zidova i plafona u \(m^2\)

• KW,D: Koeficijent prenosa topline u \(kW/m^2K\)

• SAF: Snaga hlađenja tipa AF u kVA

• SAN: Snaga hlađenja tipa AN u kVA

• VL: Protok zraka u \(m^3/s\) ili \(m^3/h\)

• Qv1: Dio topline disipiran prirodnom konvekcijom zraka u kW

• Qv2: Dio topline disipiran kroz zidove i plafon u kW

• Qv3: Dio topline disipiran prisilnom konvekcijom zraka u kW

Slika 5 prikazuje razine buke različitih transformatora prema IEC Publikaciji 551. Magnetna buka proizlazi iz oscilacija željeznog jezgra (koja ovisi o indukciji) i ovisi o materijalnim svojstvima lamine jezgra.

Akustička snaga (slika 6) je mjera razine buke proizvedene akustičkim izvorom.