Paano Tama na Kalkulahin ang Kapasidad ng Solid-State Transformer

Ang kapasidad ng transformer ay tumutukoy sa aparenteng lakas sa pangunahing tap position ng transformer, at ang kapasidad na ipinakita sa nameplate ng transformer ay ang rated capacity. Sa operasyon ng mga power transformers, may mga kaso ng under-loading dahil sa sobrang kapasidad, pati na rin ang mga insidente ng overloading o overcurrent operation na humahantong sa pag-init ng equipment at kahit na pag-sunog. Ang mga hindi tamang pagkakamatch ng kapasidad na ito ay direktang nakakaapekto sa reliabilidad at ekonomiya ng suplay ng kuryente sa mga electrical systems. Kaya, mahalagang matukoy ang angkop na kapasidad ng transformer upang masigurong maayos at ekonomikal ang operasyon ng power system.

Ang pagkalkula ng kapasidad para sa solid-state transformers ay kailangang isaalang-alang ang mga sumusunod na faktor:

• Input Voltage: Ang input voltage ay tumutukoy sa halaga ng kuryente na ibinibigay sa transformer. Karaniwang mayroon ang mga solid-state transformers na tiyak na range ng input voltage (halimbawa, 220V ~ 460V), at dapat pumili ng angkop na transformer batay sa range na ito.

• Output Voltage: Ang output voltage ay tumutukoy sa halaga ng kuryente na inilalabas ng transformer. Mayroon din ang mga solid-state transformers na tiyak na range ng output voltage (halimbawa, 80VAC ~ 480VAC), at dapat isama ito sa pagsisiwalat ng angkop na transformer.

• Rated Capacity: Ang rated capacity ay nagpapahiwatig ng pinakamataas na load capacity na maaaring i-handle ng transformer, karaniwang ipinapakita sa kilovolt-amperes (kVA). Karaniwang nagsasala ang rated capacity batay sa demand; kung ang load ay nangangailangan ng malaking kabuuang current, kinakailangan ng transformer na may mas malaking kapasidad.

• Input Power: Ang input power ay katumbas ng input voltage na pinarami ng input current, karaniwang ipinapakita sa kilowatts (kW).

Kaya, sa pag-isaalang-alang ng mga factor na ito, maaari mong ipakita ang formula ng pagkalkula ng kapasidad para sa solid-state transformer bilang:
Kapasidad (kVA) = Input Voltage (V) × Input Current (A) / 1000.

Pansinin: Ang mga solid-state transformers ay iba sa mga tradisyonal na power transformers. Ang isang solid-state transformer ay isang kombinasyon ng converter at transformer, kaya ito ay napakasangkop para sa mga aplikasyon ng static power conversion. Gayunpaman, ang mga pamamaraan ng pagkalkula nito ay iba sa mga conventional transformers.

Ang mga pamamaraan ng pagkalkula ng kapasidad para sa single-phase at three-phase transformers ay magkapareho. Ang sumusunod na paliwanag ay gumagamit ng three-phase transformer capacity calculation bilang halimbawa. Ang unang hakbang sa pagkalkula ng kapasidad ng transformer ay ang pagtukoy sa maximum power per phase ng load (para sa single-phase transformers, ito lamang ang maximum single-phase load power).

Isumbong nang independiyente ang load power para sa bawat phase (A, B, at C). Halimbawa, kung ang kabuuang load power sa phase A ay 10 kW, phase B ay 9 kW, at phase C ay 11 kW, kunin ang pinakamataas na halaga, na 11 kW.

Pansinin: Para sa mga single-phase devices, ang power per unit ay kinukuha bilang ang pinakamataas na halaga na nakalista sa device nameplate. Para sa three-phase equipment, hatiin ang total power sa 3 upang makakuha ng per-phase power. Halimbawa:
Total load power sa phase C = (300W × 10 computers) + (2kW × 4 air conditioners) = 11 kW.

Ang ikalawang hakbang sa pagkalkula ng kapasidad ng transformer ay ang pagtukoy sa kabuuang three-phase power. Gumamit ng maximum single-phase power upang kalkulahin ang total three-phase power:
Maximum single-phase power × 3 = Total three-phase power.

Gumamit ng maximum phase C load power na 11 kW:
11 kW × 3 (phases) = 33 kW. Kaya, ang kabuuang three-phase power ay 33 kW.

Sa kasalukuyan, higit sa 90% ng mga transformers na available sa merkado ay may power factor na tanging 0.8. Kaya, kailangang hatiin ang total power sa 0.8:
33 kW / 0.8 = 41.25 kW (kinakailangang apparent power ng transformer sa kW).

Ayon sa Electrical Engineering Design Manual, dapat pumili ng kapasidad ng transformer batay sa nakalkulang load. Para sa isang transformer na nagbibigay ng steady load, ang load factor β ay karaniwang tinatakda sa paligid ng 85%. Ito ay ipinapakita bilang:
β = S / Se
Kung saan:
S — Nakalkulang load capacity (kVA);
Se — Transformer capacity (kVA);
β — Load factor (karaniwang 80% hanggang 90%).

Kaya:
41.25 kW (apparent power requirement) / 0.85 = 48.529 kVA (kinakailangang kapasidad ng transformer).Kaya, ang 50 kVA transformer ay angkop.