Lựa chọn Số Dung lượng Máy biến áp và Các biện pháp Tối ưu hóa Hoạt động
Sự hoạt động an toàn và kinh tế của các biến áp điện liên quan đến sự an toàn, kinh tế, ổn định và đáng tin cậy của hoạt động trong nhiều ngành công nghiệp. Các hạn chế về điều kiện như chỉ số kinh tế đầu tư để lựa chọn, lợi ích kinh tế của bảo dưỡng và vận hành, cũng như khả năng thích ứng trong môi trường mới (truy cập nguồn điện phân tán, cấu hình lưu trữ năng lượng, v.v.) khiến không thể bao gồm các yếu tố toàn diện từ các khía cạnh khác.
Khả năng của một biến áp chủ yếu phụ thuộc vào tải dài hạn. Làm thế nào để lựa chọn hợp lý dung lượng và số lượng biến áp, đồng thời ngăn chặn việc thay thế hoặc loại bỏ biến áp do vấn đề về dung lượng (như yếu tố tăng trưởng tải) là một vấn đề cần xem xét toàn diện.
Việc lựa chọn dung lượng biến áp nên được xác định theo tải tính toán của thiết bị mà nó mang, cũng như các loại và đặc điểm của tải. Tải tính toán là cơ sở cơ bản cho thiết kế và tính toán nguồn điện. Tỷ lệ tải của biến áp bình thường không nên vượt quá 85%. Khi đạt hơn 90%, có nghĩa là biến áp đang hoạt động gần đầy tải.
Tải của thiết bị điện luôn dao động. Nếu tải hoạt động bình thường đã vượt quá 90%, sẽ không còn lề dư để đối phó với dòng xung kích của một số thiết bị kiểu xung kích, như máy hàn điện lớn, cần cẩu, máy dập, và khởi động động cơ công suất cao và các tải động khác. Có thể thường xuyên xảy ra hiện tượng quá tải ngắn hạn. Mặc dù biến áp có thể hoạt động dưới tình trạng quá tải trong thời gian ngắn, nhưng quá tải thường xuyên vẫn sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của biến áp.
Khi các dữ liệu vận hành khác nhau gần với giới hạn định mức của biến áp, nguy cơ hư hỏng sớm của biến áp sẽ tăng lên. Với việc vận hành lâu dài, các vấn đề sau đây sẽ không thể tránh khỏi trong biến áp:
Các biện pháp liên quan:
Phân bổ tải hợp lý, sử dụng thiết bị điện theo thứ tự và giảm tỷ lệ sử dụng đồng thời.
Tăng thích hợp điện áp đầu ra phía hạ áp lên một cấp.
Do biến áp hoạt động gần đầy tải, chắc chắn sẽ dẫn đến giảm điện áp đầu ra của biến áp, do đó làm điện áp của thiết bị điện ở cuối có thể thấp hơn. Điều này sẽ dẫn đến dòng điện có công suất quá mức và tăng tổn thất điện năng. Việc tăng điện áp có thể giảm dòng điện.
Cải thiện hệ số công suất.Sử dụng bù công suất phản kháng để cải thiện hệ số công suất có thể giảm chi phí đầu tư và tiết kiệm kim loại màu, rất có lợi cho toàn bộ hệ thống cung cấp điện.
Nếu dung lượng của biến áp và đường dây không đủ, có thể giải quyết bằng cách lắp đặt thiết bị bù công suất phản kháng.
Lắp đặt thiết bị bù công suất phản kháng có thể cân bằng công suất phản kháng cục bộ, do đó giảm dòng điện chảy qua đường dây và biến áp, làm chậm tốc độ lão hóa cách điện của dây dẫn và biến áp, kéo dài tuổi thọ. Đồng thời, nó có thể giải phóng dung lượng của biến áp và đường dây, và tăng khả năng tải của biến áp và đường dây.
Lắp đặt thiết bị bù công suất phản kháng tại các tải cảm lớn để cải thiện hệ số công suất, do đó tăng cường khả năng xuất công suất có công của biến áp. Bằng cách này, dòng điện làm việc có thể được giảm để giảm tổn thất điện năng, điều này có thể giảm hiệu quả dòng điện tải và tổn thất điện năng, và sau đó giảm tỷ lệ tải của biến áp.
Phân phối hợp lý tải ba pha. Khi thiết kế biến áp phân phối, cấu trúc cuộn dây của nó được thiết kế theo điều kiện vận hành cân bằng tải. Hiệu suất cuộn dây của nó cơ bản giống nhau, và dung lượng định mức của mỗi pha đều bằng nhau. Đầu ra tối đa cho phép của biến áp phân phối bị giới hạn bởi dung lượng định mức của mỗi pha. Khi biến áp phân phối vận hành dưới điều kiện tải ba pha không cân bằng, sẽ tạo ra dòng điện thứ tự không, và dòng điện này sẽ thay đổi theo mức độ tải ba pha không cân bằng. Mức độ không cân bằng càng lớn, dòng điện thứ tự không càng lớn.Nếu có dòng điện thứ tự không trong biến áp phân phối đang vận hành, sẽ tạo ra từ thông thứ tự không trong lõi sắt của nó. Điều này buộc từ thông thứ tự không phải đi qua thành thùng và các bộ phận thép như kênh. Tuy nhiên, độ thẩm thấu từ của các bộ phận thép tương đối thấp. Khi dòng điện thứ tự không đi qua các bộ phận thép, sẽ xảy ra tổn thất do từ trễ và dòng xoáy, do đó làm tăng nhiệt độ cục bộ của các bộ phận thép của biến áp phân phối và sinh nhiệt. Cách điện cuộn dây của biến áp phân phối sẽ lão hóa nhanh hơn do quá nhiệt, dẫn đến giảm tuổi thọ của thiết bị. Đồng thời, sự tồn tại của dòng điện thứ tự không cũng sẽ tăng tổn thất của biến áp phân phối.
Biến áp phân phối được thiết kế theo điều kiện vận hành tải ba pha cân bằng. Điện trở, phản kháng rò rỉ và phản kháng kích từ của mỗi cuộn dây pha cơ bản giống nhau. Khi biến áp phân phối vận hành dưới tải ba pha cân bằng, dòng điện ba pha cơ bản bằng nhau, và giáng áp nội bộ của mỗi pha trong biến áp phân phối cũng cơ bản giống nhau, do đó điện áp ba pha đầu ra của biến áp phân phối cũng cân bằng.
Đồng thời, khi biến áp phân phối vận hành dưới tải ba pha không cân bằng, dòng điện đầu ra ba pha khác nhau, và sẽ có dòng điện chảy qua dây trung tính. Do đó, sẽ tạo ra giáng áp do trở kháng trong dây trung tính, dẫn đến trôi dạt điểm trung tính, gây ra thay đổi điện áp pha của mỗi pha. Pha có tải nặng sẽ có giáng áp, trong khi pha có tải nhẹ sẽ có tăng áp;Việc lựa chọn biến áp điện phụ thuộc vào tải tính toán, và tải tính toán liên quan đến kích thước và đặc điểm của tải trong hệ thống và thiết bị bù công suất trong hệ thống. Dung lượng của biến áp có thể được lựa chọn linh hoạt theo thực tế. Trong quá trình vận hành biến áp điện, tải của nó luôn thay đổi. Được phép vận hành dưới tình trạng quá tải khi cần thiết. Tuy nhiên, đối với biến áp trong nhà, quá tải không được vượt quá 20%; đối với biến áp ngoài trời, quá tải không được vượt quá 30%.
Số lượng biến áp thường được xác định bằng cách xem xét tổng thể các điều kiện như mức tải, công suất tiêu thụ, và vận hành kinh tế. Khi một trong các điều kiện sau được đáp ứng, nên lắp đặt hai hoặc nhiều biến áp:
Có một số lượng lớn tải hạng nhất hoặc hạng nhì. Khi biến áp gặp sự cố hoặc đang bảo dưỡng, nhiều biến áp có thể đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho tải hạng nhất và hạng nhì.
Tải theo mùa thay đổi lớn. Theo kích thước tải thực tế, số lượng biến áp đưa vào vận hành có thể được điều chỉnh tương ứng, để đạt được vận hành kinh tế và tiết kiệm điện năng.
Dung lượng tải tập trung lớn. Mặc dù là tải hạng ba, nhưng công suất cung cấp của một biến áp không đủ. Lúc này, cũng nên lắp đặt hai hoặc nhiều biến áp.
