Vælgelse af effekttransformator kapacitetsnummer og driftsoptimeringsforanstaltninger
Sikker og økonomisk drift af strømtransformatorer er relateret til sikkerheden, økonomien, stabiliteten og pålideligheden af operationerne i forskellige industrier. Begrænsninger som investeringsøkonomiske indikatorer for dens valg, de økonomiske fordele ved vedligeholdelse og drift, samt tilpasningen i den nye miljø (tilslutning af decentraliserede kraftkilder, konfiguration af energilagring mv.) gør det umuligt at inkludere alle omfattende faktorer i andre aspekter.
Kapaciteten af en transformator afhænger hovedsageligt af kapaciteten af den langsigtede belastning. Hvordan man på fornuftig vis vælger kapacitet og antal af transformatorer, og samtidig undgår, at transformatorer bliver erstattet eller elimineret pga. kapacitetsproblemer (som belastningsvækstfaktorer) er et problem, der kræver en overordnet overvejelse.
Vælgelsen af transformatorens kapacitet bør bestemmes ud fra den beregnede belastning af udstyret, den bærer, samt typer og egenskaber af belastningerne. Den beregnede belastning er grundlaget for strømforsyningsdesign og -beregning. Belastningsgraden for en normal transformator bør bedst ikke overstige 85%. Når den når over 90%, betyder det, at transformatoren opererer tæt på fuld belastning.
Belastningen af elektriske anlæg svajer altid. Hvis den normale driftsbelastning allerede er over 90%, er der ingen restmargin til at håndtere påslagsstrømmen fra nogle påslagsanlæg, såsom store elektroforarbejdere, kraene, presse, og starten af højeffektive motore og andre dynamiske belastninger. Der kan ofte opstå kortvarige overbelastningsfænomener. Selvom transformator kan operere under overbelastning for en kort periode, vil hyppig overbelastning stadig påvirke transformatorens levetid.
Når forskellige driftsdata nærmer sig de nominerede grænser for transformator, øges risikoen for, at transformator skades for tidligt. Med længere drift vil følgende problemer uundgåeligt opstå i transformator:
Relevante foranstaltninger:
Fordele belastningen fornuftigt, anvend elektriske anlæg på en ordnet måde, og reducér samtidighedsgraden.
Øg outputspændingen på lavspændings siden med en grad.
Da transformatoren er tæt på fuld belastning, vil det uundgåeligt føre til en nedgang i transformatorens outputspænding, hvilket vil gøre spændingen på elektriske anlæg i slutningen muligvis lavere. Dette vil føre til en overdreven aktiv strøm og øge effekttab. Ved at øge spændingen kan strømmen reduceres.
Forbedr effektfaktoren.Brug reaktiv effektkompensation til at forbedre effektfaktoren, kan reducere investering og spare edle metaller, hvilket er meget gavnligt for hele strømforsynings systemet.
Hvis kapaciteten af transformator og linjen er utilstrækkelig, kan dette løses ved installation af en reaktiv effektkompensationsenhed.
Installation af en reaktiv effektkompensationsenhed kan balancere reaktiv effekt lokalt, hvilket reducerer strømmen, der flyder gennem linjen og transformator, formindsker isolations aldringshastigheden af ledere og transformator, forlænger levetiden. Samtidig kan det frigøre kapaciteten af transformator og linjen, og øge belastningskapaciteten af transformator og linjen.
Installér reaktiv effektkompensationsenheder lokalt ved store induktive belastninger for at forbedre effektfaktoren, hvilket forøger den aktive udbyttekapacitet af transformator. På denne måde kan arbejdsstrømmen reduceres for at reducere effekttab, hvilket effektivt kan reducere belastningsstrømmen og effekttab, og derefter reducere belastningsgraden af transformator.
Rationel fordeling af tre-fase belastninger. Når en distributions-transformator designes, er dens vindingsstruktur designet i henhold til belastningsbalanceret driftsforhold. Vindingens ydeevne er i princippet den samme, og den nominerede kapacitet for hver fase er lig. Den maksimale tilladte output af distributions-transformator begrænses af den nominerede kapacitet for hver fase. Når distributions-transformatoren fungerer under ubalancerede tre-fase belastningsforhold, vil en nul-sekvensstrøm dannes, og denne strøm vil ændre sig med graden af ubalancerede tre-fase belastninger. Jo større ubalancesgrad, jo større nul-sekvensstrøm.Hvis der findes en nul-sekvensstrøm i den driftende distributions-transformator, vil en nul-sekvensflukt dannes i dens jernkern. Dette tvinger nul-sekvensflukten til at passere gennem tankvæggen og stålkomponenter som kanaler. Imidlertid er magnetpermeabiliteten af stålkomponenter relativt lav. Når nul-sekvensstrømmen passerer gennem stålkomponenter, vil magnet hysterese og virvelstrømtab forekomme, hvilket vil forårsage, at den lokale temperatur af stålkomponenterne i distributions-transformatoren stiger og producerer varme. Isolationen af vindinger i distributions-transformator vil accelerere aldring på grund af overophedning, hvilket resulterer i en reduktion i levetiden af udstyret. Samtidig vil eksistensen af nul-sekvensstrøm også øge tabet i distributions-transformator.
Distributions-transformator er designet i henhold til tre-fase belastningsbalanceret driftsforhold. Modstanden, lækagereaktansten og opspændingsreaktansten for hver fasevinding er i princippet de samme. Når distributions-transformatoren fungerer under balancerede tre-fase belastninger, er dets tre-fase strømme i princippet ens, og spændingsfaldet for hver fase inde i distributions-transformatoren er også i princippet det samme, så de tre-fase spændinger, der udgives af distributions-transformator, er også balanceret.
Samtidig, når distributions-transformatoren fungerer under ubalancerede tre-fase belastninger, er de tre-fase outputstrømme forskellige, og der vil være strøm, der flyder gennem neutrallederen. Dermed vil der dannes et spændingsfald på grund af impedans i neutrallederen, hvilket fører til driften af nulpunktet, hvilket årsager ændringer i fasens spændinger. Fasen med tung belastning vil have et spændingsfald, mens fasen med let belastning vil have et spændingsstigning;Vælgelsen af en strømtransformator afhænger af den beregnede belastning, og den beregnede belastning er relateret til størrelsen og egenskaberne af belastningen i systemet og effektkompensationsenheden i systemet. Kapaciteten af transformator kan fleksibelt vælges i henhold til den faktiske situation. Under drift af strømtransformator, er dens belastning altid i forandring. Det er tilladt at drive under overbelastning, når det er nødvendigt. Dog bør overbelastningen ikke overstige 20% for inderumstransformatorer; for udendørs transformatorer bør overbelastningen ikke overstige 30%.
Antallet af transformatorer fastsættes generelt ved at overveje forhold som belastningsniveau, strømforsyningskapacitet og økonomisk drift. Når ét af følgende forhold er opfyldt, er det hensigtsmæssigt at installere to eller flere transformatorer:
Der er et stort antal første- eller andenklasses belastninger. Når transformatoren fejler eller er under vedligeholdelse, kan flere transformatorer sikre strømforsyningens pålidelighed for første- og andenklasses belastninger.
Ændringer i sæsonbelastningen er store. I henhold til den faktiske belastningsstørrelse kan antallet af transformatorer, der sættes i drift, justeres tilsvarende, således at økonomisk drift og besparelse af elektricitet kan opnås.
Kapaciteten af den koncentrerede belastning er stor. Selvom det er en tredjeklasses belastning, er strømforsyningskapaciteten for en enkelt transformator utilstrækkelig. I dette tilfælde bør der også installeres to eller flere transformatorer.
