Izbira kapaciteta močnega transformatorja in ukrepi za optimizacijo delovanja
Varnost in ekonomičnost delovanja transformatorjev je povezana z varnostjo, ekonomijo, stabilnostjo in zanesljivostjo operacij različnih industrijskih sektorjev. Omejitve, kot so gospodarski kazalniki naložbe za izbiro, gospodarski učinki vzdrževanja in upravljanja ter prilagodljivost v novem okolju (dostop porazdeljenih virov energije, konfiguracija shranjevanja energije itd.) omogočajo, da ne moremo vključiti vseh faktorjev v drugih vidikih.
Kapaciteta transformatorja glavno odvisna od kapacitete dolgoročne obremenitve. Kako razonodno izbrati kapaciteto in število transformatorjev, hkrati pa preprečiti, da bi transformatorji zaradi težav s kapaciteto (kot so dejavniki rasti obremenitve) bili zamenjani ali opuščeni, je problem, ki zahteva celovito razmišljanje.
Izbira kapacitete transformatorja naj bo določena glede na izračunano obremenitev opreme, ki jo nosi, kot tudi vrste in lastnosti obremenitev. Izračunana obremenitev je osnova za projektiranje in izračune oskrbe z energijo. Obremenitvena stopnja običajnega transformatorja naj ne presega 85%. Ko doseže več kot 90%, to pomeni, da transformator deluje blizu polne obremenitve.
Obremenitev električne opreme se spreminja kdaj koli. Če je običajna delovna obremenitev že več kot 90%, ni ostale marže za soočanje z udarnim tokom nekaterih udarnih naprav, kot so veliki električni varilniki, teleskopski dvigali, pungerji in zaganjanje močnih motorjev ter drugih dinamičnih obremenitev. Lahko se pogosto pojavijo kratkoročne pretokove. Čeprav lahko transformator deluje pod pretokom kratkoročno, čest pretok še vedno vpliva na življenjski čas transformatorja.
Ko se vsi operativni podatki približajo dovoljenim mejam transformatorja, se poveča tveganje predčasnega poškodovanja transformatorja. Z dolgoročnim delovanjem se v transformatorju neizbežno pojavijo naslednji problemi:
Ustreze mere:
Razumno razporedite obremenitev, uporabljajte električno opremo v urejenem redu in zmanjšajte istovremeno uporabo.
Primerno povečajte izhodno napetost nizkonaporne strani za eno stopnjo.
Ker je transformator blizu polne obremenitve, to neizbežno vodi do zmanjšanja izhodne napetosti transformatorja, zato je morda napetost električne opreme na koncu nižja. To bo vodilo do prekomernega aktivnega toka in povečala energijske izgube. Povečanje napetosti lahko zmanjša tok.
Izboljšajte faktor moči.Uporaba kompenzacije reaktivne moči za izboljšanje faktorja moči lahko zmanjša naložbe in prihrani netalne kovine, kar je zelo koristno za celotno sistem oskrbe z energijo.
Če je kapaciteta transformatorja in vodila nedostatna, se lahko reši z namestitvijo naprave za kompenzacijo reaktivne moči.
Namestitev naprave za kompenzacijo reaktivne moči lahko lokalno uravnava reaktivno moč, s tem pa zmanjša tok, ki teče skozi vodilo in transformator, upočasni staranje izolacije vodil in transformatorja, podaljša življenjski čas. Hkrati lahko osvobodi kapaciteto transformatorja in vodila, ter poveča obremenitveno zmogljivost transformatorja in vodila.
Lokalno namestite naprave za kompenzacijo reaktivne moči pri velikih induktivnih obremenitvah, da izboljšate faktor moči, s tem pa povečate aktivno izhodno zmogljivost transformatorja. Na ta način lahko zmanjšate delovni tok, da zmanjšate energijske izgube, kar učinkovito zmanjša obremenitveni tok in energijske izgube, nato pa zmanjša obremenitveno stopnjo transformatorja.
Razumno razporedite trifazne obremenitve. Pri projektiranju distribucijskega transformatorja je njegova ovitna struktura razvrščena glede na ravnotežje obremenitve. Njegove ovitne lastnosti so v bistvu enake, in imenovana kapaciteta vsake faze je enaka. Največja dovoljena izhodna zmogljivost distribucijskega transformatorja je omejena z imenovano kapaciteto vsake faze. Ko distribucijski transformator deluje pod neravnotežnimi trifaznimi obremenitvami, se ustvari nulti redni tok, ki se spreminja glede na stopnjo neravnotežja trifaznih obremenitev. Večja stopnja neravnotežja, večji nulti redni tok.Če v delučem distribucijskem transformatorju obstaja nulti redni tok, se v njegovem jekrenem jedru ustvari nulti redni magnetni tok. To prisili nulti redni magnetni tok, da gre skozi stenski del in jeklene dele kot kanali. Vendar je magnetna prepustnost jeklenih delov relativno nizka. Ko nulti redni tok poteka skozi jeklene dele, se pojavijo magnetne zapoznave in strujnice, kar povzroči lokalno segrevanje jeklenih delov distribucijskega transformatorja in nastanek toplote. Izolacija ovitja distribucijskega transformatorja se zaradi presegrevanja pospešeno starja, kar vodi v zmanjšanje življenjskega časa opreme. Hkrati prisotnost nultega rednega toka poveča tudi izgube distribucijskega transformatorja.
Distribucijski transformator je razvrščen glede na ravnotežje trifazne obremenitve. Upornost, iztečna reaktanca in navadna reaktanca vsake faze ovitja so v bistvu enake. Ko distribucijski transformator deluje pod ravnotežnimi trifaznimi obremenitvami, so njegovi trifazni tokovi v bistvu enaki, in padec napetosti vsake faze znotraj distribucijskega transformatorja je tudi v bistvu enak, zato je trifazna izhodna napetost distribucijskega transformatorja tudi ravnotežna.
Hkrati, ko distribucijski transformator deluje pod neravnotežnimi trifaznimi obremenitvami, so trifazni izhodni toki različni, in bo tok tekel skozi neutralno vodilo. Tako se v neutralnem vodilu ustvari padec napetosti zaradi impedancije, kar vodi v odmik neutralne točke, kar povzroči spremembe faznih napetosti vsake faze. Faza z visoko obremenitvijo bo imela padec napetosti, medtem ko bo faza z nizko obremenitvijo imela povečanje napetosti;Izbor močnega transformatorja je odvisen od izračunane obremenitve, in izračunana obremenitev je povezana z velikostjo in lastnostmi obremenitve v sistemu in napravo za kompenzacijo moči v sistemu. Kapaciteta transformatorja se lahko prosto izbere glede na dejansko stanje. Med delovanjem močnega transformatorja se njegova obremenitev stalno spreminja. Dovoljeno je, da deluje pod pretokom, kadar je to potrebno. Vendar za notranje transformatorje pretok ne sme preseči 20%; za zunanje transformatorje pretok ne sme preseči 30%.
Število transformatorjev je običajno določeno z upoštevanjem pogojev, kot so raven obremenitve, zmogljivost porabe energije in ekonomsko delovanje. Ko je izpolnjena ena od naslednjih pogojev, je smiselno namestiti dva ali več transformatorjev:
Obstaja veliko prve ali druge razine obremenitev. Ko transformator zaznamuje nezanesljivost ali je v vzdrževanju, lahko več transformatorjev zagotovi zanesljivost oskrbe z energijo prve in druge razine obremenitev.
Sezonske obremenitve se veliko spreminjajo. Glede na dejansko velikost obremenitve se lahko prilagodi število transformatorjev, ki so v delovanju, da bi dosegli ekonomsko delovanje in prihranili električno energijo.
Zmogljivost koncentrirane obremenitve je velika. Čeprav je to tretja ranga obremenitev, je zmogljivost enega transformatorja nedostatna. V tem primeru bi morali biti nameščeni tudi dva ali več transformatorjev.
