Sélection du numéro de capacité du transformateur électrique et mesures d'optimisation de l'exploitation
La sécurité et l'exploitation économique des transformateurs de puissance sont liées à la sécurité, à l'économie, à la stabilité et à la fiabilité des opérations de divers secteurs. Les limitations des conditions telles que les indicateurs économiques d'investissement pour leur sélection, les avantages économiques de la maintenance et de l'exploitation, ainsi que l'adaptabilité dans le nouvel environnement (accès aux sources d'énergie distribuée, configuration de stockage d'énergie, etc.) rendent impossible d'inclure des facteurs complets dans d'autres aspects.
La capacité d'un transformateur dépend principalement de la charge à long terme. Comment choisir raisonnablement la capacité et le nombre de transformateurs, tout en évitant que les transformateurs soient remplacés ou éliminés en raison de problèmes de capacité (comme les facteurs de croissance de la charge) est un problème qui nécessite une considération globale.
Le choix de la capacité du transformateur doit être déterminé selon la charge calculée de l'équipement qu'il alimente, ainsi que les types et caractéristiques des charges. La charge calculée est la base fondamentale de la conception et du calcul de l'alimentation électrique. Le taux de charge d'un transformateur normal ne devrait pas dépasser 85 %. Lorsqu'il atteint plus de 90 %, cela signifie que le transformateur fonctionne presque à pleine charge.
La charge des équipements électriques fluctue constamment. Si la charge de fonctionnement normale est déjà supérieure à 90 %, il n'y a pas de marge restante pour faire face au courant d'impact de certains équipements à impact, tels que les grands soudeurs électriques, les grues, les presses, et le démarrage des moteurs de forte puissance et autres charges dynamiques. Il peut y avoir souvent des phénomènes de surcharge à court terme. Bien que le transformateur puisse fonctionner en surcharge pendant un court laps de temps, une surcharge fréquente affectera toujours la durée de vie du transformateur.
Lorsque diverses données de fonctionnement sont proches des limites nominales du transformateur, le risque d'endommagement prématuré du transformateur augmente. Avec une utilisation à long terme, les problèmes suivants se produiront inévitablement dans le transformateur :
Mesures pertinentes :
Répartissez la charge de manière appropriée, utilisez les équipements électriques de manière ordonnée et réduisez le taux d'utilisation simultanée.
Augmentez légèrement la tension de sortie du côté basse tension d'un niveau.
Comme le transformateur fonctionne près de sa pleine charge, cela entraînera inévitablement une diminution de la tension de sortie du transformateur, ce qui rendra la tension des équipements électriques à l'extrémité potentiellement plus faible. Cela entraînera un courant actif excessif et augmentera la perte de puissance. Augmenter la tension peut réduire le courant.
Améliorez le facteur de puissance.L'utilisation de la compensation de puissance réactive pour améliorer le facteur de puissance peut réduire les investissements et économiser les métaux non ferreux, ce qui est très bénéfique pour l'ensemble du système d'alimentation électrique.
Si la capacité du transformateur et de la ligne est insuffisante, on peut y remédier en installant un dispositif de compensation de puissance réactive.
L'installation d'un dispositif de compensation de puissance réactive peut équilibrer la puissance réactive localement, réduisant ainsi le courant qui circule dans la ligne et le transformateur, ralentissant la vitesse de vieillissement de l'isolation des conducteurs et du transformateur, prolongeant ainsi la durée de vie. En même temps, cela libère la capacité du transformateur et de la ligne, augmentant la capacité de charge du transformateur et de la ligne.
Installez des dispositifs de compensation de puissance réactive localement sur de grandes charges inductives pour améliorer le facteur de puissance, augmentant ainsi la capacité de sortie active du transformateur. De cette façon, le courant de travail peut être réduit pour réduire la perte de puissance, ce qui permet de réduire efficacement le courant de charge et la perte de puissance, et ensuite de réduire le taux de charge du transformateur.
Répartition équilibrée des charges triphasées. Lors de la conception d'un transformateur de distribution, sa structure d'enroulement est conçue selon les conditions d'exploitation équilibrées. Ses performances d'enroulement sont essentiellement les mêmes, et la capacité nominale de chaque phase est égale. La sortie maximale autorisée du transformateur de distribution est limitée par la capacité nominale de chaque phase. Lorsque le transformateur de distribution fonctionne sous des conditions de charge triphasée déséquilibrée, un courant de séquence zéro sera généré, et ce courant variera en fonction du degré de déséquilibre de la charge triphasée. Plus le degré de déséquilibre est grand, plus le courant de séquence zéro est important.Si un courant de séquence zéro est présent dans le transformateur de distribution en fonctionnement, un flux de séquence zéro sera généré dans son noyau de fer. Cela force le flux de séquence zéro à passer par la paroi du réservoir et les composants en acier comme canaux. Cependant, la perméabilité magnétique des composants en acier est relativement faible. Lorsque le courant de séquence zéro passe par les composants en acier, des pertes par hystérésis et par courants de Foucault se produiront, provoquant ainsi une augmentation locale de la température des composants en acier du transformateur de distribution et une production de chaleur. L'isolation des enroulements du transformateur de distribution vieillira plus rapidement en raison de la surchauffe, entraînant une réduction de la durée de vie de l'équipement. En même temps, la présence d'un courant de séquence zéro augmentera également les pertes du transformateur de distribution.
Le transformateur de distribution est conçu selon les conditions d'exploitation équilibrée en trois phases. La résistance, la réactance de fuite et la réactance d'excitation de chaque enroulement de phase sont essentiellement les mêmes. Lorsque le transformateur de distribution fonctionne sous des charges triphasées équilibrées, ses courants triphasés sont essentiellement égaux, et la chute de tension de chaque phase à l'intérieur du transformateur de distribution est également essentiellement la même, de sorte que la tension triphasée de sortie du transformateur de distribution est également équilibrée.
En même temps, lorsque le transformateur de distribution fonctionne sous des charges triphasées déséquilibrées, les courants de sortie triphasés sont différents, et il y aura un courant qui circule dans la ligne neutre. Ainsi, une chute de tension due à l'impédance sera générée dans la ligne neutre, entraînant un déplacement du point neutre, ce qui provoque des changements dans les tensions de phase de chaque phase. La phase avec une charge lourde aura une chute de tension, tandis que la phase avec une charge légère aura une élévation de tension ;Le choix d'un transformateur de puissance dépend de la charge calculée, et la charge calculée est liée à la taille et aux caractéristiques de la charge dans le système et au dispositif de compensation de puissance dans le système. La capacité du transformateur peut être choisie de manière flexible en fonction de la situation réelle. Pendant l'exploitation du transformateur de puissance, sa charge est toujours en train de changer. Il est permis de fonctionner en surcharge lorsque nécessaire. Cependant, pour les transformateurs intérieurs, la surcharge ne doit pas dépasser 20 % ; pour les transformateurs extérieurs, la surcharge ne doit pas dépasser 30 %.
Le nombre de transformateurs est généralement déterminé en tenant compte de manière globale des conditions telles que le niveau de charge, la capacité de consommation d'énergie et l'exploitation économique. Lorsqu'une des conditions suivantes est remplie, il est recommandé d'installer deux transformateurs ou plus :
Il y a un grand nombre de charges de première ou de deuxième catégorie. Lorsque le transformateur tombe en panne ou est en maintenance, plusieurs transformateurs peuvent assurer la fiabilité de l'alimentation électrique des charges de première et de deuxième catégorie.
Les charges saisonnières varient considérablement. Selon la taille de la charge réelle, le nombre de transformateurs mis en service peut être ajusté en conséquence, afin d'atteindre une exploitation économique et d'économiser l'énergie électrique.
La capacité de la charge concentrée est importante. Même si c'est une charge de troisième catégorie, la capacité d'alimentation d'un seul transformateur est insuffisante. À ce moment-là, deux transformateurs ou plus doivent également être installés.
