Val av distributionstransformatorer för eldistribution till LV-nät

Distributionstransformatorers karakteristiska data styrs av nätverkets krav. Den fastställda effektiva effekten måste multipliceras med effektfaktorn cosφ för att få den nominala effekten Srt. I distributionsnät är ett värde på uk = 6% vanligtvis föredraget.

Val av Distributionstransformatorer för Försörjning av LV-nät

Transformatorförluster består av tomgångsförluster och kortslutningsförluster. Tomgångsförluster uppstår på grund av det kontinuerliga omvändandet av magnetisering i järnkärnan och förblir i huvudsak konstanta, oberoende av belastningen. Kortslutningsförluster omfattar ohmiska förluster i vindningarna och förluster som orsakas av läckagefält, och de är proportionella till kvadraten av belastningsnivån.

Transformatorförluster består av tomgångsförluster och kortslutningsförluster. Tomgångsförluster uppstår på grund av det kontinuerliga omvändandet av magnetisering i järnkärnan. Dessa förluster är i huvudsak konstanta och oberörda av belastningen.

Kortslutningsförluster däremot består av ohmiska förluster i vindningarna och förluster som orsakas av läckagefält. De är proportionella till kvadraten av belastningens storlek.

I denna tekniska artikel kommer de viktigaste kriterierna för val av distributionstransformatorer inom effektområdet 50 - 2500 kVA för att försörja lågspänningsnät att diskuteras.

1. Driftsäkerhetskrav

• Vanliga Tester: Dessa täcker objekt som förluster, kortslutningsspänning \(u_{k}\) och spänningsprov.

• Typprov: Detta inkluderar tester som uppvärmningsprov och överspänningsprov.

• Särskilda Tester: Dessa innefattar tester som kortslutningsstyrka och bullerprov.

2. Elektriska Förhållanden

• Kortslutningsspänning: Observera dess specifika värden och egenskaper.

• Anslutningsbeteckning / Vektorgrupp: Lär dig mer om relevant information angående anslutningsbeteckningar och vektorgrupper ( [Läs Mer](add the corresponding link here if there is one in the original text) ).

• Förhållandet mellan spänningar: Bestäm parametrarna för förhållandet mellan spänningar.

3. Installationsförhållanden

• Inre och yttre installation: Överväg installationsalternativen för transformatorer, antingen inomhus eller utomhus.

• Särskilda lokala förhållanden: Notera påverkan av särskilda lokala förhållanden.

• Miljöskyddsbestämmelser: Uppfyll motsvarande miljöskyddsfordringar.

• Design: Välj mellan oljeindragna eller harthardade torra transformatorer.

4. Driftsätt

• Belastningskapacitet: För oljeindragna eller harthardade torra transformatorer, överväg deras belastningskapaciteter.

• Belastningsfluktuationer: Observera situationen med belastningsfluktuationer.

• Antal drifttimmar: Ta hänsyn till transformatorernas drifttid.

• Effektivitet: Fokusera på effektiviteten hos oljeindragna eller harthardade torra transformatorer.

• Spänningsreglering: Betydelse av spänningsregleringskapaciteten.

• Parallell drift av transformatorer: Lär dig mer om relevanta situationer för parallell drift av transformatorer ( [Läs Mer](add the corresponding link here if there is one in the original text) ).

5. Transformatorers Karakteristiska Data med Exempel

• Nominal Effekt: SrT = 1000kVA

• Nominal Spänning: UrOS=20 kV

• Lägre Sidas Spänning: UrUS=0.4 kV

• Nominal Impulsuthållighet: UrB=125 kV

• Förlustkombination

• Tomgångsförluster: P0=1700 W

• Kortslutningsförluster: Pk=13000 W

• Akustisk Effekt: LWA=73 dB

• Kortslutningsspänning: uk=6%

• Förhållandet mellan spänningar: PV/SV=20 kV/0.4 kV

• Anslutningsbeteckning: Dyn5

• Anslutningssystem: Till exempel flanssystem för lägre och högre sidor

• Installationsplats: Antingen inomhus eller utomhus

• a) Med mindre än 1000 liter flytande dielektrikum

• b) Med mer än 1000 liter flytande dielektrikum

Förklaring

• a. Kabelföring

• b. Zinkbelagd plattstålsgaller

• c. Utsugningsöppning med skyddsgaller

• d. Lossad rörledning med pump

• e. Ramp

• f. Intagsöppning med skyddsgaller

• g. Grus- eller krossad stenlager

• h. Terrass

Installationen av transformatorer bör skyddas från grundvatten och översvämning. Kylsystemet måste skyddas från solsken. Brandskyddsåtgärder och miljökompatibilitet måste också garanteras. Figur 1 visar en transformator med oljeinhalt under 1000 liter. I detta fall räcker det med ett tätt golv.

För en oljeinhalt över 1000 liter är oljesamlande gropar eller oljesumpar obligatoriska.

Storleken på utsugningsöppningen visas utan galler i figur 2 för en rumsuppvärmning på 15 K.

PV=P0+k×Pk75 [kW]

Symboldefinitioner:

• A: Luftutsugs- och intagsöppningar

• P{V: Transformatorförlust

• k = 1.06 för oljeindragna transformatorer

• k = 1.2 för harthardade transformatorer

• Po: Tomgångsförluster

• Pk75: Kortslutningsförluster vid (75^{\circ}) Celsius, i kilowatt

• h: Höjdskillnad, i meter

De värmeuppkomna förlusterna under drift av en transformator (Figur 4) behöver avledas. När naturlig ventilation inte kan användas på grund av installationsförhållanden är det nödvändigt att installera en fläkt. Den maximala tillåtna totala temperaturen för transformatorn är 40°C.

Totala Förluster i en Transformatorrum

De totala förlusterna i ett transformatorrum beräknas som följer: De totala förlusterna i transformatorrummet ges av Qloss=∑Ploss, där:

Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)2

Vägar för Avledning av Totala Förluster

Totala förluster avleds genom Qv=Qloss1+Qloss2+Qloss3

Beräkning av Värmeförlust för Varje Del

Värmeförlust genom naturlig luftkonvektion: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3

Värmeförlust genom tvingad luftkonvektion (se Figur 3): Qloss3=VL×CpL×ρ

Värmeförlust genom väggar och tak (se Figur 4): Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD

Förklaring av Symbolbetydelser

• Pv: Transformatorförlust i kW

• Qv: Total värmeförlust i kW

• QW,D: Värmeförlust genom väggar och tak i kW

• AW,D: Yta av väggar och tak i \(m^2\)

• KW,D: Värmeförflyttningsekoefficient i \(kW/m^2K\)

• SAF: Effekt för kylningsform AF i kVA

• SAN: Effekt för kylningsform AN i kVA

• VL: Luftflöde i \(m^3/s\) eller \(m^3/h\)

• Qv1: Del av värmeförlust genom naturlig luftkonvektion i kW

• Qv2: Del av värmeförlust genom väggar och tak i kW

• Qv3: Del av värmeförlust genom tvingad luftkonvektion i kW

Figur 5 presenterar ljudnivåerna för olika transformatorer enligt IEC Publication 551. Magnetiskt ljud uppstår från svängningarna i järnkärnan (som är induktionsberoende) och beror på materialens egenskaper i kärnplåtar.

Akustisk effekt (Figur 6) är en mätning av ljudnivån producerad av en akustisk källa.