Izbor distribucijskih transformatorjev za oskrbo z električno energijo nizkonapetostnih omrežij

Karakteristični podatki distribucijskih transformatorjev so diktirani zahtevami omrežja. Določena učinkovita moč mora biti pomnožena s faktorjem moči cosφ, da se dobi nazivno moč Srt. V distribucijskih omrežjih je pogosto preferiran vrednost uk = 6%.

Izbira distribucijskih transformatorjev za oskrbovanje nizkonaporne mreže

Izgube transformatorja se sestavljajo iz brezobremenitvenih izgub in izgub pri kratkem krogu. Brezobremenitvene izgube izvirajo iz zveznega premeščanja magnetizacije v železnem jedru in ostajajo bistveno konstantne, neodvisno od obremenitve. Izgube pri kratkem krogu vključujejo ohmične izgube v vinčnicah in izgube, ki izvirajo iz iztekanja polj, in so sorazmerne s kvadratom ravnine obremenitve.

Izgube transformatorja so sestavljene iz brezobremenitvenih izgub in izgub pri kratkem krogu. Brezobremenitvene izgube izvirajo iz zveznega premeščanja magnetizacije v železnem jedru. Te izgube so bistveno konstantne in neprizadete obremenitve.

Izgube pri kratkem krogu, na drugi strani, vključujejo ohmične izgube v vinčnicah in izgube, povzročene iztekanjem polj. So sorazmerne s kvadratom velikosti obremenitve.

V tem tehničnem članku bomo razpravili o ključnih kriterijih za izbiro distribucijskih transformatorjev v obsegu moči 50 - 2500 kVA za napajanje nizkonapornih omrežij.

1. Varnostna zahteva za delovanje

• Običajni preskusi: Ti zajemajo elemente, kot so izgube, napetost pri kratkem krogu \(u_{k}\) in preskusi napetosti.

• Tipizacija preskusov: To vključuje preskuse, kot so preskusi segrevanja in preskusi udarnih napetosti.

• Posebni preskusi: Ti vključujejo preskuse, kot so preskusi moči pri kratkem krogu in preskusi hrupa.

2. Električne pogoji

• Napetost pri kratkem krogu: Ob upoštevanju specifičnih vrednosti in lastnosti.

• Simbol povezave / vektorska skupina: Preberite relevantne informacije o simbolih povezav in vektorskih skupinah ( [Več](dodajte ustrezno povezavo tukaj, če je ena v prvotnem besedilu) ).

• Razmerje pretvorbe: Določite parametre razmerja pretvorbe.

3. Pogoji namestitve

• Notranja in zunanja namestitev: Upoštevajte scenarije namestitve transformatorjev, ali notranje ali zunanje.

• Posebni krajevni pogoji: Upoštevajte vpliv posebnih krajevnih pogojev.

• Pogoji za varstvo okolja: Skladujte z ustreznimi zahtevami za varstvo okolja.

• Dizajni: Izberite med namaknjenimi v olju ali lepotapljenimi suhosmolečnimi transformatorji.

4. Delovni pogoji

• Nosilnost obremenitve: Za namaknjene v olju ali lepotapljeni suhosmolečne transformatorje upoštevajte njihove nosilne zmogljivosti.

• Fluktuacije obremenitve: Ob upoštevanju situacije fluktuacij obremenitve.

• Število ur v delovanju: Upoštevajte trajanje delovanja transformatorjev.

• Učinkovitost: Osnutno se osredotočite na učinkovitost namaknjenih v olju ali lepotapljenih suhosmolečnih transformatorjev.

• Regulacija napetosti: Pripustite pomen regulacijskim sposobnostim napetosti.

• Paralelno delovanje transformatorjev: Preberite o relevantnih situacijah paralelnega delovanja transformatorjev ( [Več](dodajte ustrezno povezavo tukaj, če je ena v prvotnem besedilu) ).

5. Karakteristični podatki transformatorja z primeri

• Nazivna moč:SrT = 1000kVA

• Nazivna napetost: UrOS=20 kV

• Nižja napetost:  UrUS=0.4 kV

• Nazivna trdnost pri udarnem napetu: UrB=125 kV

• Kombinacija izgub

• Brezobremenitvene izgube: P0=1700 W

• Izgube pri kratkem krogu: Pk=13000 W

• Akustična moč: LWA=73 dB

• Napetost pri kratkem krogu: uk=6%

• Razmerje pretvorbe: PV/SV=20 kV/0.4 kV

• Simbol povezave: Dyn5

• Sistemi zaključevanja: Na primer, sistemi flanšnih plošč nižje in višje napetosti

• Lokacija namestitve: Ali notranje ali zunanje

• a) Z manj kot 1000 litrov tekoče dielektrike

• b) Z več kot 1000 litrov tekoče dielektrike

Razlaga

• a. Kabelska cev

• b. Cinkaška ploskovna reža

• c. Odvodna odpornica s zaščitnim režom

• d. Odkoplana cev s črpalko

• e. Rampe

• f. Vhodna odpornica s zaščitnim režom

• g. Sloj šarka ali drobljenega kamna

• h. Ledenec

Namestitev transformatorjev mora biti zaščitena pred podzemno vodo in poplavami. Hladiščni sistem mora biti zaščiten pred sončnim svetlobnim valovanjem. Merila za varstvo pred požarom in okoljska združljivost morata biti zagotovljena. Slika 1 prikazuje transformator z namakom olja manj kot 1000 litrov. V tem primeru je zadostna neprepustna podlaga.

Za namak olja več kot 1000 litrov so obvezni sbirališči za olje ali jame za olje.

Velikost odvodne odpornice je prikazana brez reža na Sliki 2 za ogrjevanje prostora za 15 K.

PV=P0+k×Pk75 [kW]

Definicije simbolov:

• A: Odvodne in vhodne odpornice za zrak

• P{V: Izguba moči transformatorja

• k = 1.06 za namaknjene v olju transformatorje

• k = 1.2 za lepotapljeni suhosmolečni transformatorji

• Po: Brezobremenitvene izgube

• Pk75: Izgube pri kratkem krogu pri (75^{\circ}\) Celsius, v kilovatih

• h: Razlika višin, v metrih

Toplotne izgube, ki nastanejo med delovanjem transformatorja (Slika 4), je potrebno odvajati. Ko zaradi pogojev namestitve ni mogoče uporabiti naravne ventilacije, je nujno namestiti ventilator. Največja dovoljena splošna temperatura transformatorja je 40°C.

Skupne izgube v sobi transformatorja

Skupne izgube v sobi transformatorja se izračunajo takole: Skupne izgube v sobi transformatorja so določene z Qloss=∑Ploss, kjer:

Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)2

Poti odvoda skupnih izgub

Skupne izgube so odvedene skozi Qv=Qloss1+Qloss2+Qloss3

Izračun odvoda toplote za vsako komponento

Odvod toplote s priročno konvekcijo zraka: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3

Odvod toplote s prisilno konvekcijo zraka (glej Sliko 3): Qloss3=VL×CpL×ρ

Odvod toplote skozi stene in strop (glej Sliko 4):Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD

Razlaga pomena simbolov

• Pv: Izguba moči transformatorja v kW

• Qv: Skupen odvod toplote v kW

• QW,D: Odvod toplote skozi stene in strop v kW

• AW,D: Površina sten in stropa v \(m^2\)

• KW,D: Koeficient prenosa toplote v \(kW/m^2K\)

• SAF: Moč za hlađenje tipa AF v kVA

• SAN: Moč za hlađenje tipa AN v kVA

• VL: Pretok zraka v \(m^3/s\) ali \(m^3/h\)

• Qv1: Del odvoda toplote s priročno konvekcijo zraka v kW

• Qv2: Del odvoda toplote skozi stene in strop v kW

• Qv3: Del odvoda toplote s prisilno konvekcijo zraka v kW

Slika 5 prikazuje ravni hrupa različnih transformatorjev glede na IEC objavo 551. Magnetni hrup izvira iz oscilacij železnega jedra (ki so odvisne od indukcije) in se glavno odpira lastnostim materiala jedrskega sloja.

Akustična moč (Slika 6) je merilo za ravni hrupa, ki ga ustvarja akustični vir.