Які фактори потрібно враховувати при проектуванні трансформатора?

Дизайн трансформатора — це складний процес, який вимагає врахування багатьох факторів для забезпечення безпечного та ефективного функціонування. Крім того, дотримання міжнародних та місцевих регуляторів необхідно, щоб гарантувати, що трансформатори відповідають стандартам безпеки та продуктивності. Нижче наведено ключові фактори, які слід врахувати при проектуванні трансформаторів, та відповідні регулятори, яким слід дотримуватися:

Фактори дизайну трансформатора:

• Напруга та частота: Визначте рівні входової та виходової напруги та робочу частоту. Ці параметри визначають основну функцію трансформатора.

• Навантаження та класифікація: Обчисліть очікуване навантаження, яке буде обслуговуватися трансформатором, та відповідно визначте його потужність (у кВА або МВА).

• Матеріал сердечника та дизайн: Виберіть підходящі матеріали для сердечника (наприклад, залізо або кремнєво-заливне залізо) та дизайн, щоб оптимізувати магнітний потік та зменшити втрати.

• Дизайн обмоток: Визначте кількість витків, розмір провідника та конфігурацію обмоток для первинних та вторинних обмоток.

• Система охолодження: Виберіть метод охолодження, такий як масляне (ONAN), масляне з примусовим повітряним (ONAF) або сухий тип (AN).

• Матеріали ізоляції: Виберіть матеріали ізоляції для обмоток та сердечника, здатні витримувати робочі температури та напруги.

• Перемикачі відводів: Вкажіть перемикачі відводів під завантаженням (OLTC), якщо потрібно, для налаштування виходової напруги за потребою.

• Розмір та виміри: Визначте фізичні виміри, включаючи площу, форму та вагу трансформатора, щоб забезпечити сумісність з місцем встановлення.

• Ефективність та втрати: Оптимізуйте дизайн для ефективності, зменшуючи втрати у сердечнику та обмотках.

• Здатність до перегрузки та короткого замикання: Проектуйте трансформатор, щоб він безпечно обробляв тимчасові перегрузки та умови короткого замикання.

• Дотримання регуляторів: Забезпечте, щоб дизайн відповідав застосовним міжнародним та місцевим регуляторам та стандартам.

Регулятори та стандарти:

• Міжнародна електротехнічна комісія (IEC): IEC надає міжнародні стандарти для трансформаторів. IEC 60076 — це серія, яка охоплює силові, розподільні та спеціальні трансформатори.

• Американський національний інститут стандартів (ANSI): У США стандартами ANSI (наприклад, ANSI C57) визначаються вимоги до дизайну та продуктивності трансформаторів.

• Стандарти IEEE: Інститут електротехніки та електроніки (IEEE) надає стандарти, що охоплюють різні аспекти дизайну та функціонування трансформаторів. Стандарти IEEE C57 широко використовуються.

• Місцеві електричні кодекси та регулятори: Різні країни та регіони мають власні електричні кодекси та регулятори, яким повинні відповідати трансформатори. Вони можуть базуватися на стандартах IEC або ANSI, але можуть включати конкретні місцеві вимоги.

• Екологічні регулятори: Дотримання екологічних регуляторів, пов'язаних з матеріалами та ізоляційними рідинами, є важливим. Наприклад, регулятори, що стосуються використання ПХБ (поліхлоровані біфеніли) та сприяння екологічно чистим ізоляційним рідинам.

• Стандарти безпеки: Стандарти безпеки, такі як ті, які викладає Агентство охорони праці та гігієни праці (OSHA), повинні дотримуватися для забезпечення безпеки персоналу під час експлуатації та обслуговування.

• Специфікації мереж електропостачання: Енергетичні компанії можуть мати специфічні вимоги до трансформаторів, які повинні бути виконані для підключення до мережі.

Необхідно співпрацювати з досвідченими виконавцями та виробниками трансформаторів, які добре освідомлені про ці регулятори та стандарти, щоб забезпечити, що ваш дизайн трансформатора відповідає специфічним вимогам вашого проекту та локації. Відхилення від застосовних стандартів може призвести до невідповідності, ризиків безпеки та можливих затримок проекту.