Valg av krafttransformatorkapasitet og driftsoptimaliseringstiltak

Sikker og økonomisk drift av strømtransformatorer er relatert til sikkerheten, økonomien, stabiliteten og påliteligheten i drift for ulike industriene. Begrensningene i forhold som investeringsøkonomiske indikatorer for valg, økonomiske fordeler ved vedlikehold og drift, samt tilpasningsmessighet i den nye miljøet (tilkobling av fordelte kraftkilder, konfigurasjon av energilagring osv.) gjør det umulig å inkludere omfattende faktorer i andre aspekter.

Kapasiteten til en transformator avhenger hovedsakelig av kapasiteten til langtidsbelastningen. Hvordan man kan velge kapasitet og antall transformatorer på en rimelig måte, og samtidig unngå at transformatorer blir erstattet eller eliminert pga. kapasitetsproblemer (som belastningsvekstfaktorer) er et problem som krever omfattende overveielse.

Valg av transformatorkapasitet bør fastsettes ut fra den beregnede belastningen av utstyret den bærer, samt type og karakteristika av belastningene. Den beregnede belastningen er grunnlaget for strømforsyningsdesign og -beregning. Belastningsgraden til en normal transformator bør ikke overskride 85%. Når den når mer enn 90%, betyr det at transformatoren opererer nær full last.

Belastningen av elektrisk utstyr fluktuerer hele tiden. Hvis den normale driftsbelastningen allerede er over 90%, er det ingen gjenstående margin for å håndtere slagsstrømmen fra noen slagsutstyr, som store elektriske sveiser, kraner, presser, og oppstart av høyeffektive motorer og andre dynamiske belastninger. Det kan ofte forekomme kortvarige overlastfenomener. Selv om transformatoren kan operere under overlast i kort tid, vil frekvent overlast fremdeles påvirke levetiden til transformatoren.

Når ulike driftsdata nærmer seg de nominerte grensene for transformatorer, økes risikoen for for tidlig skade på transformatorer. Med langsiktig drift vil følgende problemer uunngåelig oppstå i transformatoren:

• Temperaturer i vindinger, linjespor, ledninger, isolasjon og transformatorolje vil stige, og kan nå et uakseptabelt nivå;

• Lekasje av fluxtetthet utenfor jernkjernen vil øke, slik at metalldele koblet av sekundær lekasje vil generere varme pga. virvelstrøm-effekten;

• Med temperaturendringer vil fuktinnholdet og gassinnholdet i isolasjonen og oljen endres;

• Busser, tapendringsenheter, kabellinjetilkoblingsenheter og strømtransformatorer vil også bli utsatt for relativt høy termisk spenning, noe som påvirker deres struktur og sikkerhetsmargin;

• Hovedfluxen og den økte lekkasje-fluxen vil kombineres, noe som begrenser overoppfyllest evne til jernkjernen.

Relevante tiltak:

Fordele belastningen på en rimelig måte, la elektrisk utstyr brukes på en ordnet måte, og reduser samtidig utnyttelsesgrad.

Øk passende spenningen på lavspenningsiden med ett nivå.
Ettersom transformatoren nærmer seg full last, vil det nødvendigvis føre til en reduksjon i spenningen fra transformatoren, slik at spenningen i elektrisk utstyr ved slutten muligens blir lavere. Dette vil føre til en for stor effektstrøm og økt strømtap. Øking av spenningen kan redusere strømmen.

Forbedre effektfaktoren.Bruk reaktiv effektkompensasjon for å forbedre effektfaktoren kan redusere investeringer og spare ikke-ferriske metaller, noe som er veldig nyttig for hele strømforsyningsystemet.
Hvis kapasiteten til transformator og linje er utilstrekkelig, kan det løses ved å installere en reaktiv effektkompensasjonsenhet.
Installering av en reaktiv effektkompensasjonsenhet kan balansere reaktiv effekt lokalt, noe som reduserer strømmen som flyter gjennom linjen og transformator, sakter ned isolasjonsaldringen av lederne og transformator, forleng levetiden. Samtidig kan det frigjøre kapasiteten til transformator og linje, og øke belastningskapasiteten til transformator og linje.
Installer reaktiv effektkompensasjonsenheter lokalt ved store induktive belastninger for å forbedre effektfaktoren, noe som øker den aktive utdanningskapasiteten til transformator. På denne måten kan arbeidsstrømmen reduseres for å redusere strømtap, noe som effektivt kan redusere belastningsstrømmen og strømtap, og deretter redusere belastningsgraden til transformator.

Rimelig fordeling av trefaselasted. Når en distribusjonstransformator designes, er dens vindingsstruktur designet etter lastbalansert driftsforhold. Vindingsytelsen er nesten lik, og den nominerte kapasiteten for hver fase er lik. Den maksimale tillatte utdanningen fra distribusjonstransformator er begrenset av den nominerte kapasiteten for hver fase. Når distribusjonstransformatoren opererer under ubalansert trefaselasted, vil det dannes en nullsekvensstrøm, og denne strømmen vil endre seg med graden av ubalansert trefaselasted. Jo større ubalansert, jo større nullsekvensstrøm.Hvis det finnes en nullsekvensstrøm i den opererende distribusjonstransformator, vil det dannes en nullsekvensfluksgjennomgang i dens jernkjern. Dette tvinger nullsekvensfluksgjennomgangen til å gå gjennom tankvegg og stålkomponenter som kanaler. Imidlertid er magnetisk permeabilitet av stålkomponenter relativt lav. Når nullsekvensstrøm går gjennom stålkomponenter, vil det oppstå magnetisk hysteresis og virvelstrømtap, noe som fører til at lokal temperaturen på stålkomponenter av distribusjonstransformator stiger og genererer varme. Isolasjonen av vindinger i distribusjonstransformator vil foråldres raskere pga. overvarming, noe som resulterer i en reduksjon i levetiden til utstyret. Samtidig vil eksistensen av nullsekvensstrøm også øke tapet av distribusjonstransformator.

Distribusjonstransformator er designet etter trefaselasted-balansert driftsforhold. Motstand, lekkasjereaktans og anspurningsreaktans for hver fasevinding er nesten like. Når distribusjonstransformator opererer under balansert trefaselasted, er trefasestrommen nesten lik, og spenningssenkningen for hver fase inni distribusjonstransformator er også nesten lik, så trefasespenningsutdanningen fra distribusjonstransformator er også balansert.

Samtidig, når distribusjonstransformator opererer under ubalansert trefaselasted, er trefaseluftslipp ulike, og det vil være strøm som flyter gjennom nøytral-lederen. Dermed vil det dannes en spenningssenkning på grunn av impedans i nøytral-lederen, noe som fører til driften av nøytralpunktet, noe som fører til endringer i fasespenningsene for hver fase. Fasen med tung last vil ha en spenningssenkning, mens fasen med lett last vil ha en spenningsovergang;Valg av en strømtransformator avhenger av den beregnede belastningen, og den beregnede belastningen er relatert til størrelsen og karakteristikene til belastningen i systemet og effektkompensasjonsenheten i systemet. Kapasiteten til transformator kan fleksibelt velges ut fra den faktiske situasjonen. Under drift av strømtransformator, er belastningen alltid i endring. Det er tillatt å operere under overlast når det er nødvendig. Men for inendørs transformatorer skal overlasten ikke overskride 20%; for utendørs transformatorer skal overlasten ikke overskride 30%.

Antallet transformatorer bestemmes vanligvis ved å overveie betingelser som lastnivå, strømforsyningskapasitet og økonomisk drift. Når en av følgende betingelser er oppfylt, er det rådvis å installere to eller flere transformatorer:

• Det er et stort antall første- eller andreklasse-belastninger. Når transformator feiler eller er under vedlikehold, kan flere transformatorer sikre strømforsyningsreliabiliteten for første- og andreklasse-belastninger.

• Sesongmessige lastendringer er store. I henhold til den faktiske laststørrelsen kan antallet transformatorer som settes i drift, justeres tilsvarende, for å oppnå økonomisk drift og spare elektrisk energi.

• Kapasiteten til den koncentriske lasten er stor. Selv om det er en tredje-klasse-belastning, er strømforsyningskapasiteten til en transformator utilstrekkelig. Da bør også to eller flere transformatorer installeres.