Valg av distribusjonstransformatorer for å forsyne lavspenningsnettverk med strøm

James

Felt: Elektriske operasjoner

China

Karakteristiske data for distribusjonstransformatorer er diktert av nettverkskravene. Den fastsatte effektive effekten må multipliseres med effektfaktoren cosφ for å få den nominelle effekten Srt. I distribusjonsnettverk foretrekker man ofte en verdi på uk = 6%.

Utvalg av distribusjonstransformatorer for strømforsyning til lavspenningsnett

Transformatortap består av tomgangstap og kortslutningstap. Tomgangstap stammer fra det kontinuerlige omvendte magnetiseringen i jernkjernen og forblir vesentlig konstant, uavhengig av belastningen. Kortslutningstap inkluderer ohmiske tap i viklinger og tap som følge av lekkasjeområder, og de er proporsjonale med kvadratet av belastningsnivået.

Transformatortap består av tomgangstap og kortslutningstap. Tomgangstap oppstår fra det kontinuerlige omvendte magnetiseringen i jernkjernen. Disse tapene er vesentlig konstante og uforandret av belastningen.

Kortslutningstap, derimot, består av ohmiske tap i viklinger og tap som følge av lekkasjeområder. De er proporsjonale med kvadratet av belastningsmengden.

I denne tekniske artikkelen vil de nøkkelkriteriene for utvalg av distribusjonstransformatorer i effektklassen 50 - 2500 kVA for strømforsyning til lavspenningsnett diskuteres.

1. Driftssikkerhetskrav

Rutinetester: Dette dekker elementer som tap, kortslutningsfasevoltage \(u_{k}\) og spenningsprøver.
Typetesting: Dette inkluderer tester som varmetest og overvoltageprøver.
Spesialtester: Dette involverer tester som kortslutningsstyrkeprøver og støyprøver.

2. Elektriske betingelser

Kortslutningsfasevoltage: Merk spesielle verdier og egenskaper.
Forbindelsessymbol / vektorgruppe: Lær om relevant informasjon angående forbindelsessymboler og vektorgrouper ( [Lær mer](legg inn den tilsvarende lenken her hvis det finnes en i originalteksten) ).
Transformasjonsforhold: Fastsett parametrene for transformasjonsforholdet.

3. Installasjonsbetingelser

Innendørs og utendørs installasjon: Vurder installasjonsscenariene for transformatorer, enten innendørs eller utendørs.
Spesielle lokale betingelser: Ta hensyn til innflytelsen av spesielle lokale betingelser.
Miljøbeskyttelsesbetingelser: Oppfyll tilsvarende miljøbeskyttelseskrav.
Design: Velg mellom oljeimpregnerede eller harzgjuttede tørre transformatorer.

4. Driftsbetingelser

Belastningskapasitet: For oljeimpregnerede eller harzgjuttede tørre transformatorer, vurder deres belastningskapasiteter.
Belastningsfluktuasjoner: Ta hensyn til situasjonen med belastningsfluktuasjoner.
Antall driftime: Hensynta driftduren for transformatorer.
Effektivitet: Fokuser på effektiviteten til oljeimpregnerede eller harzgjuttede tørre transformatorer.
Spenningsregulering: Legg vekt på spenningsreguleringskapasiteten.
Parallel drift av transformatorer: Lær om relevante situasjoner for parallel drift av transformatorer ( [Lær mer](legg inn den tilsvarende lenken her hvis det finnes en i originalteksten) ).

5. Transformator karakteristisk data med eksempler

Nominell effekt:SrT = 1000kVA
Nominell spenning: UrOS=20 kV
Lavspennings-side spenning: UrUS=0.4 kV
Nominell lynnedslagstålmodighet: UrB=125 kV
Tap kombinasjon

Tomgangstap: P0=1700 W
Kortslutningstap: Pk=13000 W

Akustisk effekt: LWA=73 dB
Kortslutningsfasevoltage: uk=6%
Transformasjonsforhold: PV/SV=20 kV/0.4 kV
Forbindelsessymbol: Dyn5
Terminalsystemer: For eksempel, lavspennings- og høyspennings-side flangesystemer
Installasjonssted: Enten innendørs eller utendørs

a) Med mindre enn 1000 liter flytende dielektrikum
b) Med mer enn 1000 liter flytende dielektrikum

Forklaring

a. Kabelfører
b. Sinkbelagt platerost
c. Utluftåpning med beskyttende rist
d. Skruet løs rør med pumpe
e. Rampe
f. Innluftåpning med beskyttende rist
g. Grus eller krosslag
h. Sted

Installasjonen av transformatorer skal være beskyttet mot grunnvann og oversvømmelse. Kølesystemet må være skjult for sollys. Brandsikkerhetstiltak og miljømessig kompatibilitet må også være sikret. Figur 1 viser en transformator med oljeinnhold på mindre enn 1000 liter. I dette tilfellet er et tett gulv nok.

For oljeinnhold på mer enn 1000 liter er oljesamlingstrøg eller oljesump obligatorisk.

Størrelsen på utluftåpningen vises uten rist i figur 2 for romoppvarming på 15 K.

PV=P0+k×Pk75 [kW]

Symboldefinisjoner:

A: Utluft- og innluftåpninger
P{V: Transformator-tap
k = 1.06 for oljeimpregnerede transformatorer
k = 1.2 for harzgjuttede transformatorer
Po: Tomgangstap
Pk75: Kortslutningstap ved (75^{\circ}\) Celsius, i kilowatt
h: Høydeforskjell, i meter

Tapene generert under drift av en transformator (figur 4) må avledes. Når naturlig ventilasjon ikke kan brukes på grunn av installasjonsbetingelser, er det nødvendig å installere en vifte. Den maksimale tillatte totaltemperaturen for transformatoren er 40°C.

Samlede tap i en transformatorrom

De samlede tapene i et transformatorrom beregnes som følger: De totale tapene i transformatorrommet er gitt av Qloss=∑Ploss, hvor:

Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)2

Varmeforløpsveier for samlede tap

Samlede tap avledes gjennom Qv=Qloss1+Qloss2+Qloss3

Beregning av varmeavledning for hver del

Varme avledet av naturlig luftkonveksjon: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3

Varme avledet av tvungen luftkonveksjon (se figur 3): Qloss3=VL×CpL×ρ

Varme avledet gjennom vegger og tak (se figur 4):Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD

Forklaring av symboler

Pv: Transformator-tap i kW
Qv: Total varmeavledning i kW
QW,D: Varmeavledning gjennom vegger og tak i kW
AW,D: Areal av vegger og tak i \(m^2\)
KW,D: Varmetransferkoeffisient i \(kW/m^2K\)
SAF: Effekt for kjølingstype AF i kVA
SAN: Effekt for kjølingstype AN i kVA
VL: Luftstrøm i \(m^3/s\) eller \(m^3/h\)
Qv1: Del av varme avledet av naturlig luftkonveksjon i kW
Qv2: Del av varme avledet gjennom vegger og tak i kW
Qv3: Del av varme avledet av tvungen luftkonveksjon i kW

Figur 5 viser støy nivåer for ulike transformatorer ifølge IEC Publikasjon 551. Magnetisk støy kommer fra svingninger i jernkjernen (som er induksjonsavhengig) og avhenger av materialeegenskapene til kjernlamellene.