Izbor raspodelnih transformatora za snabdevanje niskonaponskih mreža

Karakteristični podaci distribucijskih transformatora određeni su zahtevima mreže. Određena efektivna snaga mora se pomnožiti sa faktorom snage cosφ kako bi se dobio nominalni stepen Srt. U distribucijskim mrežama, često se preferira vrednost uk = 6%.

Izbor distribucijskih transformatora za opskrbu niskonaponskih mreža

Gubitci transformatora sastoje se od gubitaka bez opterećenja i gubitaka pri kratkom zatvorenom krugu. Gubitci bez opterećenja potiču od neprekidnog preokretanja magnetizacije u željeznom jezgru i ostaju u suštini konstantni, budući da ne zavise od opterećenja. Gubitci pri kratkom zatvorenom krugu uključuju ohmijanske gubitke u obmotajima i gubitke koji proizilaze iz polja curenja, a oni su proporcionalni kvadratu nivoa opterećenja.

Gubitci transformatora sastoje se od gubitaka bez opterećenja i gubitaka pri kratkom zatvorenom krugu. Gubitci bez opterećenja nastaju od neprekidnog preokretanja magnetizacije u željeznom jezgru. Ovi gubitci su u suštini konstantni i nezavisni od opterećenja.

S druge strane, gubitci pri kratkom zatvorenom krugu sastoje se od ohmijanskih gubitaka u obmotajima i gubitaka uzrokovanih poljem curenja. Oni su proporcionalni kvadratu veličine opterećenja.

U ovom tehničkom članku diskutovati će se ključni kriterijumi za izbor distribucijskih transformatora u rasponu snage od 50 - 2500 kVA za opskrbu niskonaponskih mreža.

1. Zahtevi za operativnu sigurnost

• Redovne ispitivanja: Ova obuhvataju stavke kao što su gubitci, naponska padanja pri kratkom zatvorenom krugu \(u_{k}\) i naponska ispitivanja.

• Tipovi ispitivanja: Ovo uključuje ispitivanja poput ispitivanja zagrevanja i ispitivanja preko napona.

• Posebna ispitivanja: Ova uključuju ispitivanja poput ispitivanja otpornosti na kratki zatvoreni krug i ispitivanja buke.

2. Električni uslovi

• Naponsko padanje pri kratkom zatvorenom krugu: Obraćajte pažnju na njihove specifične vrednosti i karakteristike.

• Simbol veze / grupa vektora: Upoznajte se sa relevantnim informacijama o simbolima veza i grupama vektora ( [Saznajte više](dodajte odgovarajući link ako postoji u originalnom tekstu) ).

• Odnos transformacije: Odredite parametre odnosa transformacije.

3. Uslovi instalacije

• Unutrašnja i spoljašnja instalacija: Razmotrite scenarije instalacije transformatora, bilo unutrašnje ili spoljašnje.

• Posebni lokalni uslovi: Imajte na umu uticaj posebnih lokalnih uslova.

• Uslovi zaštite životne sredine: Ispravnost odgovarajućim zahtevima za zaštitu životne sredine.

• Dizajni: Izaberite među transformatorima namočenim uljem ili rezino-cast dry-type transformatorima.

4. Radni uslovi

• Nosivost opterećenja: Za transformatore namočene uljem ili rezinom, razmotrite njihove nosive sposobnosti.

• Fluktuacije opterećenja: Obraćajte pažnju na situaciju fluktuacija opterećenja.

• Broj sati rada: Uzmete u obzir vreme rada transformatora.

• Efikasnost: Fokusirajte se na efikasnost transformatora namočenih uljem ili rezinom.

• Regulacija napona: Prisutnost sposobnosti regulacije napona.

• Paralelna radnja transformatora: Upoznajte se sa relevantnim situacijama paralelne radnje transformatora ( [Saznajte više](dodajte odgovarajući link ako postoji u originalnom tekstu) ).

5. Karakteristični podaci transformatora sa primerima

• Nominalni stepen:SrT = 1000kVA

• Nominalni napon: UrOS=20 kV

• Napon na donjoj strani:  UrUS=0.4 kV

• Nominalni napon izdržljivosti impulsa svjetlosti: UrB=125 kV

• Kombinacija gubitaka

• Gubitci bez opterećenja: P0=1700 W

• Gubitci pri kratkom zatvorenom krugu: Pk=13000 W

• Akustički stepen: LWA=73 dB

• Naponsko padanje pri kratkom zatvorenom krugu: uk=6%

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

• Simbol veze: Dyn5

• Sistemi terminacija: Na primjer, sistem flanža na strani niskog i visokog napona

• Lokacija instalacije: Bilo unutrašnja ili spoljašnja

• a) Sa manje od 1000 litara tekuće dielektrike

• b) Sa više od 1000 litara tekuće dielektrike

Objašnjenje

• a. Kabelska cev

• b. Cinkirana ploča rešetka

• c. Otvor za ispuštanje zraka sa zaštitnom rešetkom

• d. Neposeduta cev sa pumpom

• e. Rampa

• f. Otvor za unos zraka sa zaštitnom rešetkom

• g. Sloj šljake ili drobljenog kamena

• h. Podloga

Instalacija transformatora treba da bude zaštićena od podzemne vode i poplava. Sistema hlađenja mora biti zaštićen od sunčeve svetlosti. Mere zaštite od požara i kompatibilnost sa životnom sredinom takođe moraju biti osigurane. Slika 1 pokazuje transformator sa zapreminom ulja manjom od 1000 litara. U ovom slučaju, dovoljna je nepropusna podloga.

Za zapreminu ulja veću od 1000 litara, su obavezni sakupljači ulja ili jamice 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]

Definicija simbola:

• A: Otvoreni za unos i ispuštanje zraka

• P{V: Gubitci snage transformatora

• k = 1.06 za transformatore namočene uljem

• k = 1.2 za transformatore od rezine

• Po: Gubitci bez opterećenja

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

• h: Visinska razlika, u metrima

Toplotni gubitci generisani tokom rada transformatora (Slika 4) moraju biti disipirani. Kada prirodna ventilacija ne može biti korišćena zbog uslova instalacije, potrebno je instalirati ventilator. Maksimalna dopuštena ukupna temperatura transformatora je 40°C.

Ukupni gubitci u sobi transformatora

Ukupni gubitci u sobi transformatora se računaju na sledeći način: Ukupni gubitci u sobi transformatora dati su sa  Qloss=∑Ploss, gde je:

Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)2

Putovi disipacije toplote za ukupne gubitke

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

Računanje disipacije toplote za svaki deo

Toplota disipirana prirodnom konvekcijom zraka: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3

Toplota disipirana prisilnom konvekcijom zraka (videti Sliku 3): Qloss3=VL×CpL×ρ

Toplota disipirana kroz zidove i plafon (videti Sliku 4):Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD

Objašnjenje značenja simbola

• Pv: Gubitci snage transformatora u kW

• Qv: Ukupna disipacija toplote u kW

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

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

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

• SAF: Snaga za hlađenje tipa AF u kVA

• SAN: Snaga za hlađenje tipa AN u kVA

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

• Qv1: Deo toplote disipiran prirodnom konvekcijom zraka u kW

• Qv2: Deo toplote disipiran kroz zidove i plafon u kW

• Qv3: Deo toplote disipiran prisilnom konvekcijom zraka u kW

Slika 5 predstavlja nivo buke različitih transformatora prema IEC Publikaciji 551. Magnetna buka potiče od oscilacija željeznog jezgra (koje su zavisne od indukcije) i zavisi od materijalnih osobina slojeva jezgra.

Akustički stepen (Slika 6) je mera nivoa buke proizvedene akustičkim izvorom.