Kako točno izračunati kapacitet čvrstotjelne transformatorne jedinice

Kapacitet transformatora odnosi se na apstraktnu snagu na glavnoj priključnoj poziciji transformatora, a kapacitet naveden na oznaci transformatora je nominalni kapacitet. Tijekom rada električnih transformatora, mogu se pojaviti situacije podopterećenja zbog prevelikog kapaciteta, kao i situacije preopterećenja ili rad s prekomjernim strujama što može dovesti do pregrejanja opreme čak i do njene izgorijevanja. Ove nepravilne prakse usklađivanja kapaciteta direktno utječu na pouzdanost i ekonomiju osiguravanja struje u električnim sustavima. Stoga je određivanje odgovarajućeg kapaciteta transformatora ključno za osiguranje pouzdanog i ekonomičnog rada električnog sustava.

Prilikom izračuna kapaciteta pečatane stanje transformatora moraju se uzeti u obzir sljedeći faktori:

• Ulazna naponska razina: Ulazna naponska razina odnosi se na vrijednost napona koji se isporučuje transformatoru. Pečatani stanje transformatori tipično imaju određeni raspon ulaznih naponskih razina (npr. 220V ~ 460V), i odgovarajući transformator treba odabrati temeljem tog raspona.

• Izlazna naponska razina: Izlazna naponska razina odnosi se na vrijednost napona koju transformator isporučuje. Pečatani stanje transformatori također imaju definirani raspon izlaznih naponskih razina (npr. 80VAC ~ 480VAC) koji mora biti uzet u obzir prilikom odabira odgovarajućeg transformatora.

• Nominalni kapacitet: Nominalni kapacitet označava maksimalnu opterećujuću sposobnost koju transformator može podržati, obično izraženu u kilovoltamperima (kVA). Nominalni kapacitet obično se određuje prema potrebi; ako opterećenje zahtijeva veliku ukupnu struju, treba odabrati transformator s većim kapacitetom.

• Ulazna snaga: Ulazna snaga jednaka je umnošku ulaznog napona i ulazne struje, obično izražena u kilovatima (kW).

Stoga, uzimajući u obzir ove faktore, formula za izračun kapaciteta pečatane stanje transformatora može se izraziti kao:
Kapacitet (kVA) = Ulazna naponska razina (V) × Ulazna struja (A) / 1000.

Napomena: Pečatani stanje transformatori se razlikuju od tradicionalnih električnih transformatora. Pečatani stanje transformator je kombinacija pretvarača i transformatora, što ga čini vrlo pogodnim za primjene statičke pretvorbe snage. Međutim, njihove metode izračuna se razlikuju od onih konvencionalnih transformatora.

Metode izračuna kapaciteta za jednofazne i trofazne transformatore su slične. U nastavku je objašnjen primjer izračuna kapaciteta trofaznog transformatora. Prvi korak u izračunu kapaciteta transformatora je određivanje maksimalne snage po fazi opterećenja (za jednofazne transformatore, to je samo maksimalna snaga jedne faze).

Zbrojite snagu opterećenja neovisno za svaku fazu (A, B i C). Na primjer, ako je ukupna snaga opterećenja na fazi A 10 kW, na fazi B 9 kW, a na fazi C 11 kW, uzmite maksimalnu vrijednost, tj. 11 kW.

Napomena: Za jednofazne uređaje, snaga po jedinici uzima se kao maksimalna vrijednost navedena na oznaci uređaja. Za trofaznu opremu, ukupnu snagu podijelite s 3 kako biste dobili snagu po fazi. Na primjer:
Ukupna snaga opterećenja na fazi C = (300W × 10 računala) + (2kW × 4 klimauređaja) = 11 kW.

Drugi korak u izračunu kapaciteta transformatora je određivanje ukupne trofazne snage. Koristite maksimalnu jednofaznu snagu za izračun ukupne trofazne snage:
Maksimalna snaga jedne faze × 3 = Ukupna trofazna snaga.

Koristeći maksimalnu snagu opterećenja na fazi C od 11 kW:
11 kW × 3 (faze) = 33 kW. Dakle, ukupna trofazna snaga je 33 kW.

Trenutno, preko 90% transformatora dostupnih na tržištu ima faktor snage od samo 0,8. Stoga, ukupnu snagu treba podijeliti s 0,8:
33 kW / 0,8 = 41,25 kW (potrebna apstraktna snaga transformatora u kW).

Prema Rukovniku za dizajn elektrotehnike, kapacitet transformatora treba odabrati temeljem izračunate snage opterećenja. Za jedan transformator koji snabdijevaju stabilno opterećenje, faktor opterećenja β obično se uzima oko 85%. To se izražava kao:
β = S / Se
Gdje:
S — Izračunata snaga opterećenja (kVA);
Se — Kapacitet transformatora (kVA);
β — Faktor opterećenja (obično 80% do 90%).

Dakle:
41,25 kW (potreba za apstraktnom snagom) / 0,85 = 48,529 kVA (potreban kapacitet transformatora).Dakle, 50 kVA transformator bi bio prikladan.