Wybór transformatorów dystrybucyjnych do zasilania sieci niskiego napięcia

Charakterystyczne dane transformatorów dystrybucyjnych są dyktowane wymaganiami sieci. Określona moc skuteczna musi być pomnożona przez współczynnik mocy cosφ, aby uzyskać moc znamionową Srt. W sieciach dystrybucyjnych powszechnie preferowana jest wartość uk = 6%.

Wybór Transformatorów Dystrybucyjnych do Zasilania Sieci Niskiego Napięcia

Straty w transformatorach składają się ze strat bez obciążenia i strat krótkiego zwarcia. Straty bez obciążenia wynikają z ciągłej odwrotnej magnetyzacji rdzenia żelaznego i pozostają właściwie stałe, niezależnie od obciążenia. Straty krótkiego zwarcia obejmują straty ohmiczne w cewkach oraz straty wynikające z pola przeciekowego, a są proporcjonalne do kwadratu poziomu obciążenia.

Straty w transformatorach składają się ze strat bez obciążenia i strat krótkiego zwarcia. Straty bez obciążenia powstają z ciągłej odwrotnej magnetyzacji rdzenia żelaznego. Te straty są właściwie stałe i niezależne od obciążenia.

Z drugiej strony, straty krótkiego zwarcia obejmują straty ohmiczne w cewkach i straty spowodowane polami przeciekowymi. Są one proporcjonalne do kwadratu wielkości obciążenia.

W tym artykule technicznym zostaną omówione kluczowe kryteria wyboru transformatorów dystrybucyjnych o mocy znamionowej od 50 do 2500 kVA do zasilania sieci niskiego napięcia.

1. Wymagania Bezpieczeństwa Eksplatacyjnego

• Testy rutynowe: Obejmują one elementy takie jak straty, napięcie krótkiego zwarcia \(u_{k}\) oraz testy napięcia.

• Testy typowe: Obejmują one testy grzewcze i testy napięcia impulsowego.

• Specjalne testy: Obejmują one testy takie jak testy wytrzymałości na krótkie zwarcie i testy hałasu.

2. Warunki Elektryczne

• Napięcie krótkiego zwarcia: Uwaga na jego konkretne wartości i charakterystyki.

• Symbol połączenia / grupa wektorowa: Poznaj odpowiednie informacje dotyczące symboli połączeń i grup wektorowych ( [Dowiedz się więcej](dodaj odpowiedni link tutaj, jeśli istnieje w oryginalnym tekście) ).

• Stosunek transformacji: Określ parametry stosunku transformacji.

3. Warunki Montażu

• Montaż wewnątrz i na zewnątrz: Rozważ scenariusze montażu transformatorów, czy to wewnątrz budynku, czy na zewnątrz.

• Specjalne warunki lokalne: Zwróć uwagę na wpływ specjalnych warunków lokalnych.

• Warunki ochrony środowiska: Spełniaj odpowiednie wymagania ochrony środowiska.

• Konstrukcje: Wybierz między transformatorami olejowymi a suchymi zatopionymi w żywicy.

4. Warunki Eksplotacyjne

• Pojemność obciążeniowa: Dla transformatorów olejowych lub suchych zatopionych w żywicy, rozważ ich zdolności nośne.

• Fluktuacje obciążenia: Uwaga na sytuację fluktuacji obciążenia.

• Liczba godzin pracy: Weź pod uwagę czas pracy transformatorów.

• Efektywność: Skup się na efektywności transformatorów olejowych lub suchych zatopionych w żywicy.

• Regulacja napięcia: Zwróć uwagę na możliwości regulacji napięcia.

• Równoległa praca transformatorów: Poznaj odpowiednie sytuacje równoległej pracy transformatorów ( [Dowiedz się więcej](dodaj odpowiedni link tutaj, jeśli istnieje w oryginalnym tekście) ).

5. Charakterystyczne Dane Transformatora z Przykładami

• Moc znamionowa:SrT = 1000kVA

• Napięcie znamionowe: UrOS=20 kV

• Napięcie niższej strony:  UrUS=0.4 kV

• Znamionowe napięcie wytrzymałości na błyskawicę: UrB=125 kV

• Kombinacja strat

• Straty bez obciążenia: P0=1700 W

• Straty krótkiego zwarcia: Pk=13000 W

• Moc akustyczna: LWA=73 dB

• Napięcie krótkiego zwarcia: uk=6%

• Stosunek transformacji: PV/SV=20 kV/0.4 kV

• Symbol połączenia: Dyn5

• Systemy końcówkowe: Na przykład, systemy flanszowe strony niższego i wyższego napięcia

• Lokalizacja montażu: Czy wewnątrz, czy na zewnątrz

• a) Z mniej niż 1000 litrów płynnego dielektryka

• b) Z więcej niż 1000 litrów płynnego dielektryka

Wyjaśnienie

• a. Rura kablowa

• b. Sitko stalowe galwanizowane

• c. Otwór wentylacyjny z siatką ochronną

• d. Rura z odprowadzeniem z pompą

• e. Rampy

• f. Otwór wentylacyjny z siatką ochronną

• g. Warstwa żwiru lub drobnego kamienia

• h. Półka

Montaż transformatorów powinien być chroniony przed wodami gruntowymi i powodziami. System chłodzenia musi być chroniony przed słońcem. Muszą być również gwarantowane środki ochrony przeciwpожарные меры и экологическая совместимость также должны быть обеспечены. Рисунок 1 показывает трансформатор с маслом менее 1000 литров. В этом случае достаточно непроницаемого пола. Для масла более 1000 литров обязательны сборники масла или маслосборники. Размер отверстия для выброса воздуха показан без решетки на рисунке 2 при нагреве помещения на 15 К. PV=P0+k×Pk75 [кВт] Определение символов:

• A: Отверстия для вентиляции и подачи воздуха

• P{V: Потери мощности трансформатора

• k = 1.06 для масляных трансформаторов

• k = 1.2 для трансформаторов с заливкой эпоксидной смолой

• Po: Потери холостого хода

• Pk75: Потери короткого замыкания при (75^{\circ}) Цельсия, в киловаттах

• h: Разница высот, в метрах

Общие потери в помещении трансформатора

Общие потери в помещении трансформатора рассчитываются следующим образом: Общие потери в помещении трансформатора определяются по формуле Qloss=∑Ploss, где:

Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)^2

Пути рассеивания тепла для общих потерь

Общие потери рассеиваются через Qv=Qloss1+Qloss2+Qloss3

Расчет рассеивания тепла для каждой части

Тепло, рассеиваемое естественной конвекцией воздуха: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3

Тепло, рассеиваемое принудительной конвекцией воздуха (см. Рисунок 3): Qloss3=VL×CpL×ρ

Тепло, рассеиваемое через стены и потолок (см. Рисунок 4): Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD

Объяснение значений символов

• Pv: Потери мощности трансформатора в кВт

• Qv: Общее рассеивание тепла в кВт

• QW,D: Рассеивание тепла через стены и потолок в кВт

• AW,D: Площадь стен и потолка в м²

• KW,D: Коэффициент передачи тепла в кВт/м²К

• SAF: Мощность охлаждения типа AF в кВА

• SAN: Мощность охлаждения типа AN в кВА

• VL: Расход воздуха в м³/с или м³/ч

• Qv1: Часть тепла, рассеиваемая естественной конвекцией воздуха в кВт

• Qv2: Часть тепла, рассеиваемая через стены и потолок в кВт

• Qv3: Часть тепла, рассеиваемая принудительной конвекцией воздуха в кВт

Рисунок 5 показывает уровни шума различных трансформаторов согласно изданию IEC 551. Магнитный шум происходит от колебаний железного сердечника (зависящих от индукции) и зависит от свойств материала листов сердечника.

Акустическая мощность (Рисунок 6) является мерой уровня шума, создаваемого акустическим источником.