Wprowadzenie do wymiarów transformatorów na podstawie IEC 60076

Związek między nominalną mocą a wymiarami

Definicja mocy nominalnej: Zgodnie z IEC 60076-1, moc nominalna to maksymalna widoczna moc (kVA lub MVA) dozwolona przy ciągłym obciążeniu, zapewniająca zgodność z wymaganiami dotyczącego stałego wzrostu temperatury i regulacji napięcia.

Kluczowe parametry wpływające na wymiary:

• Straty bezobciążone (P₀) i straty obciążeniowe (P_k) bezpośrednio wpływają na fizyczne rozmiary rdzenia i cewek.

• Impedancja短路阻抗（%）与绕组匝数和绝缘距离相关；较高的阻抗设计可能需要更大的尺寸。

Winding Connection Types and Structural Design

• Y-Type Winding: Suitable for high-voltage sides, cost-effective, and supports neutral grounding. Commonly used in Dyn11 configurations to reduce zero-sequence impedance.

• D-Type Winding: Ideal for low-voltage, high-current scenarios. Combined with Y-type windings, it optimizes zero-sequence current paths (e.g., Yd11 or Dyn11 for 10/0.4kV distribution transformers).

Cooling Methods and Physical Dimensions

Cooling Types:

• AN (Natural Cooling): Relies on radiators for heat dissipation, compact but limited in capacity.

• AF (Forced Air Cooling): Requires fans, increases volume but supports higher capacities.

Example Dimensions (from technical specifications):

Insulation Levels and Dimensional Impact

• Insulation Classes:F-class or H-class insulation materials allow more compact designs due to higher temperature tolerance.

• Insulation Test Requirements:Impulse withstand voltages (e.g., LI75 AC35 for low-voltage side and LI170 AC70 for high-voltage side) affect winding spacing and insulation thickness.

Tap Range and Structural Complexity

Tap Changers: A ±2×2.5% tap range requires built-in voltage regulation windings, potentially increasing axial dimensions.

Summary

Transformer dimensions are determined by rated capacity, losses, cooling methods, and insulation requirements. Practical designs should follow IEC 60076-1 general rules and IEC 60076-8 load guidelines, combined with standardized parameter tables (e.g., ). Avoid oversimplified models like "optimal load rate," as emphasized in IEC standards.

Związek między nominalną mocą a wymiarami

Definicja mocy nominalnej: Zgodnie z IEC 60076-1, moc nominalna to maksymalna widoczna moc (kVA lub MVA) dozwolona przy ciągłym obciążeniu, zapewniająca zgodność z wymaganiami dotyczącymi stałego wzrostu temperatury i regulacji napięcia.

Kluczowe parametry wpływające na wymiary:

• Straty bezobciążone (P₀) i straty obciążeniowe (P_k) bezpośrednio wpływają na fizyczne rozmiary rdzenia i cewek.

• Impedancja krótkiego zamykania (%) jest powiązana z liczbą zwinięć cewki i odległościami izolacyjnymi; konstrukcje o wyższej impedancji mogą wymagać większych wymiarów.

Typy połączeń cewek i projekt strukturalny

• Cewka typu Y: Odpowiednia dla stron wysokiego napięcia, ekonomiczna, obsługuje ziemne uziemienie. Często stosowana w konfiguracjach Dyn11, aby zmniejszyć impedancję zerowej sekwencji.

• Cewka typu D: Idealna dla scenariuszy niskiego napięcia i dużych prądów. Połączona z cewkami typu Y, optymalizuje ścieżki prądów zerowej sekwencji (np. Yd11 lub Dyn11 dla transformatorów dystrybucyjnych 10/0.4 kV).

Metody chłodzenia i wymiary fizyczne

Typy chłodzenia:

• AN (naturalne chłodzenie): Opiera się na promieniownicach do oddawania ciepła, kompaktowe, ale ograniczone w zdolnościach.

• AF (przymusowe chłodzenie powietrza): Wymaga wentylatorów, zwiększa objętość, ale obsługuje większe zdolności.

Przykładowe wymiary (z technicznych specyfikacji):

Poziomy izolacji i ich wpływ na wymiary

• Klasy izolacji:Materiały izolacyjne klasy F lub H pozwalają na bardziej kompaktowe konstrukcje ze względu na wyższą tolerancję temperatury.

• Wymagania testowe izolacji:Napięcia przetrwałości impulsowe (np. LI75 AC35 dla strony niskiego napięcia i LI170 AC70 dla strony wysokiego napięcia) wpływają na odstępy cewek i grubość izolacji.

Zakres nastaw i złożoność konstrukcyjna

Regulatory napięcia: Zakres nastaw ±2×2.5% wymaga wbudowanych cewek regulacji napięcia, co potencjalnie zwiększa wymiary osiowe.

Podsumowanie

Wymiary transformatora są określone przez moc nominalną, straty, metody chłodzenia i wymagania izolacyjne. Praktyczne projekty powinny być zgodne z ogólnymi zasadami IEC 60076-1 i wytycznymi obciążenia IEC 60076-8, łącząc je z standaryzowanymi tabelami parametrów (np. ). Należy unikać uproszczonych modeli, takich jak "optymalna stawka obciążenia", jak podkreślono w standardach IEC.