Güç Trafonun Kapasite Numarasının Seçimi ve İşlem Optimizasyon Tedbirleri

Güç dönüştürücülerinin güvenli ve ekonomik işletilmesi, çeşitli endüstrilerin operasyonlarının güvenliği, ekonomisi, istikrarı ve güvenilirliğiyle ilgilidir. Seçim için yatırım ekonomik göstergeleri, bakım ve işletme maliyetlerinin ekonomik faydaları ve yeni ortama (dağıtılmış güç kaynaklarına erişim, enerji depolama konfigürasyonları vb.) uyumunun sınırlamaları, diğer yönlerde kapsamlı faktörlerin dahil edilememesine neden olur.

Bir dönüştürücünün kapasitesi, uzun vadeli yükün kapasitesine bağlı olarak belirlenir. Dönüştürücülerin kapasitesini ve sayısını nasıl makul bir şekilde seçeceğiniz, aynı zamanda dönüştürücülerin kapasite sorunlarından (yük büyüme faktörleri gibi) dolayı değiştirilmesi veya elden çıkarılması önlenmesi gereken bir problemdir.

Dönüştürücü kapasitesi, taşıdığı ekipmanın hesaplanan yüküne, yük türlerine ve özelliklerine göre belirlenmelidir. Hesaplanan yük, elektrik sağlama tasarımı ve hesaplaması için temel bir esastır. Normal bir dönüştürücünün yük oranı mümkün olduğunca %85'yi aşmamalıdır. %90'ı aşarsa, bu dönüştürücünün tam yükten çok yakın çalıştığını gösterir.

Elektrik ekipmanlarının yükü her zaman dalgalanır. Eğer normal çalışma yükü zaten %90'dan fazla ise, büyük ölçekli elektrikli kaynak makinaları, vinçler, punçlar, yüksek güçli motorların başlatılması ve benzeri darbe tipi ekipmanların etki akımına karşı kalmak için kalan bir marj olmayacaktır. Kısa süreli aşırı yük olayları sıkça görülebilir. Dönüştürücü kısa süreliğine aşırı yük altında çalışabilir, ancak sıklıkla aşırı yük durumu hala dönüştürücünün ömrünü etkileyecektir.

Çeşitli işletme verileri, dönüştürücünün nominal limitlerine yaklaştığında, dönüştürücünün erken hasar riski artar. Uzun vadede işletme ile, dönüştürücüde şu sorunlar kaçınılmaz olarak ortaya çıkar:

• Bobin, hat klemeleri, bağlantı telleri, yalıtım ve dönüştürücü yağı sıcaklıkları artacak ve kabul edilemez bir seviyeye ulaşabilir;

• Demir çekirdeğin dışındaki sızıntı manyetik akı yoğunluğu artacak, böylece ikincil sızıntı manyetik akı ile bağlanan metal parçalar, fırıltı akım etkisi nedeniyle ısı oluşur;

• Sıcaklık değişimleriyle birlikte, yalıtım ve yağ içindeki nem ve gaz içeriği değişecektir;

• Kablosuz cihazlar, tap çoğaltıcılar, kablo sonu bağlantı cihazları ve akım dönüştürücüler de oldukça yüksek termal strese maruz kalacak, bu da yapılarını ve güvenlik marjlarını etkileyecektir;

• Ana manyetik akı ve artan sızıntı manyetik akı birleşerek, demir çekirdeğin aşırı teşvik kapasitesini sınırlayacaktır.

İlgili Önlemler:

Yükü makul bir şekilde dağıtmak, elektrik ekipmanlarını düzenli kullanmak ve eş zamanlı kullanım oranını azaltmak.

Düşük gerilim tarafındaki çıkış gerilimini bir basamak artırarak.
Dönüştürücü tam yükten çok yakın çalıştığında, bu dönüşümcünün çıkış geriliminin düşmesine neden olur, bu da son noktadaki elektrik ekipmanlarının geriliminin düşük olmasına neden olur. Bu, aktif akımın aşırı olması ve güç kaybının artmasına yol açar. Gerilimi artırarak akımı azaltabilirsiniz.

Güç faktörünü iyileştirmek.Reaktif güç kompansasyonunu kullanarak güç faktörünü iyileştirmek, yatırımın azaltılmasına ve kıymetli metallerin tasarrufuna yardımcı olur, bu tüm elektrik sağlama sistemi için çok yararlıdır.
Eğer dönüştürücünün ve hattın kapasitesi yetersizse, reaktif güç kompansasyon cihazı kurularak çözüme ulaşılabilir.
Reaktif güç kompansasyon cihazı yerel olarak kurularak, reaktif güç dengelenir, bu da hatta ve dönüştürücüye akan akımı azaltır, iletkenlerin ve dönüştürücünün yalıtım yaşlanma hızını yavaşlatır, ömrünü uzatır. Aynı zamanda, dönüştürücünün ve hattın kapasitesini serbest bırakır ve dönüştürücünün ve hattın yük taşıma kapasitesini artırır.
Büyük ölçekli indüktif yüklerde yerel olarak reaktif güç kompansasyon cihazları kurularak, güç faktörü iyileştirilir, bu da dönüştürücünün aktif çıkışı artırır. Bu şekilde, çalışma akımı azaltılarak güç kaybı azaltılabilir, bu da dönüştürücünün yük akımını ve güç kaybını etkili bir şekilde azaltır, ardından dönüştürücünün yük oranını azaltır.

Üç faz yüklerinin makul bir şekilde dağıtılması. Dağıtım dönüştürücüsü tasarlanırken, bobin yapısı dengeli yük şartlarına göre tasarlanır. Bobin performansı genellikle aynıdır ve her fazın nominal kapasitesi eşittir. Dağıtım dönüştürücüsünün maksimum izin verilen çıkışı, her fazın nominal kapasitesi tarafından sınırlanır. Dağıtım dönüştürücüsü dengesiz üç faz yük şartlarında çalıştığında, sıfır dizisel akım oluşur ve bu akım dengesiz üç faz yük derecesiyle değişir. Dengesizlik derecesi ne kadar büyük olursa, sıfır dizisel akım da o kadar büyük olur.Dağıtım dönüştürücüsünde sıfır dizisel akım varsa, demir çekirdeğinde sıfır dizisel manyetik akı oluşur. Bu, sıfır dizisel manyetik akıyı tank duvarı ve çelik parçaları üzerinden kanallar haline getirir. Ancak, çelik parçaların manyetik geçirgenliği nispeten düşüktür. Sıfır dizisel akım çelik parçaları üzerinden geçtiğinde, manyetik histeresis ve fırıltı akım kayıpları oluşur, bu da dağıtım dönüştürücüsünün çelik parçalarının yerel sıcaklığının artmasına ve ısı oluşmasına neden olur. Dağıtım dönüştürücüsünün bobin yalıtımı, aşırı ısınma nedeniyle hızla yaşlanır, bu da ekipmanın ömrünü azaltır. Ayrıca, sıfır dizisel akımın varlığı, dağıtım dönüştürücüsünün kaybını da artırır.

Dağıtım dönüştürücüsü, üç faz yük dengesi şartlarına göre tasarlanmıştır. Her faz bobinin direnci, sızıntı reaktansı ve teşvik reaktansı genellikle aynıdır. Dağıtım dönüştürücüsü dengeli üç faz yük şartlarında çalıştığında, üç faz akımları genellikle eşittir ve dağıtım dönüştürücüsünün her fazındaki voltaj düşümü de genellikle aynıdır, bu nedenle dağıtım dönüştürücüsünün üç faz voltajı da dengedir.

Aynı zamanda, dağıtım dönüştürücüsü dengesiz üç faz yük şartlarında çalıştığında, üç faz çıkış akımları farklıdır ve nötr hattan akım akar. Böylece, nötr hatta empedans nedeniyle bir voltaj düşümü oluşur, bu da nötr noktasının kayması ve her fazın faz voltajlarındaki değişikliklere neden olur. Ağır yük olan fazda voltaj düşümü, hafif yük olan fazda voltaj yükselişi olacaktır;Bir güç dönüştürücüsünün seçilmesi, hesaplanan yüküne bağlıdır ve hesaplanan yük, sistemdeki yükün büyüklüğü ve özellikleri ile sistemdeki güç kompansasyon cihazı ile ilgilidir. Dönüştürücünün kapasitesi, gerçek duruma göre esnekçe seçilebilir. Güç dönüştürücüsü faaliyette iken, yük sürekli olarak değişmektedir. Gerekirse aşırı yük altında çalışmasına izin verilir. Ancak, içerideki dönüştürücüler için aşırı yük %20'i aşmamalı, dışarıdaki dönüştürücüler için aşırı yük %30'u aşmamalıdır.

Dönüştürücülerin sayısı genellikle, yük seviyesi, enerji tüketimi kapasitesi ve ekonomik işletme gibi koşulları göz önünde bulundurarak belirlenir. Aşağıdaki koşullardan biri sağlandığında, iki veya daha fazla dönüştürücü kurulması tavsiye edilir:

• Birinci veya ikinci sınıf yüklerin çok olduğu durumlarda. Dönüştürücü arızalandığında veya bakımda olduğunda, birden fazla dönüştürücü, birinci ve ikinci sınıf yüklerin güç sağlamanın güvenilirliğini sağlar.

• Sezonel yük değişiklikleri çok büyük. Gerçek yük büyüklüğüne göre, faaliyete alınan dönüştürücü sayısını ayarlayarak ekonomik işletme sağlanabilir ve elektrik enerjisi tasarrufu sağlayabilirsiniz.

• Yoğun yük kapasitesi büyük. Birinci sınıf yük olsa bile, bir dönüştürücünün güç sağlama kapasitesi yetersizdir. Bu durumda, iki veya daha fazla dönüştürücü kurulmalıdır.