Bagaimana Menghitung Kapasiti Transformator Berkeadaan Padu dengan Betul

Kapasiti transformator merujuk kepada kuasa nampak pada kedudukan tap utama transformator, dan kapasiti yang ditunjukkan pada plat nama transformator adalah kapasiti terpilih. Dalam operasi transformator kuasa, terdapat kes-kes bercarum kerana kapasiti berlebihan, serta juga kes-kes bebanan berlebihan atau operasi arus berlebihan yang menyebabkan peralatan panas berlebihan dan bahkan hangus. Amalan-amalan padanan kapasiti yang tidak tepat ini secara langsung mempengaruhi kebolehpercayaan dan ekonomi bekalan kuasa dalam sistem elektrik. Oleh itu, menentukan kapasiti transformator yang sesuai sangat penting untuk memastikan operasi sistem kuasa yang boleh dipercayai dan ekonomi.

Pengiraan kapasiti untuk transformator pepejal mestilah mempertimbangkan faktor-faktor berikut:

• Voltan Input: Voltan input merujuk kepada nilai voltan yang dibekalkan kepada transformator. Transformator pepejal biasanya mempunyai julat voltan input tertentu (contohnya, 220V ~ 460V), dan transformator yang sesuai harus dipilih berdasarkan julat ini.

• Voltan Output: Voltan output merujuk kepada nilai voltan yang dihasilkan oleh transformator. Transformator pepejal juga mempunyai julat voltan output tertentu (contohnya, 80VAC ~ 480VAC), yang mesti dipertimbangkan semasa memilih transformator yang sesuai.

• Kapasiti Terpilih: Kapasiti terpilih menunjukkan kapasiti beban maksimum yang dapat ditangani oleh transformator, biasanya dinyatakan dalam kilovolt-ampere (kVA). Kapasiti terpilih biasanya ditentukan berdasarkan permintaan; jika beban memerlukan arus total yang besar, transformator dengan kapasiti yang lebih besar mesti dipilih.

• Kuasa Input: Kuasa input sama dengan voltan input didarab dengan arus input, biasanya dinyatakan dalam kilowatt (kW).

Oleh itu, mempertimbangkan faktor-faktor ini, formula pengiraan kapasiti untuk transformator pepejal boleh dinyatakan sebagai:
Kapasiti (kVA) = Voltan Input (V) × Arus Input (A) / 1000.

Nota: Transformator pepejal berbeza daripada transformator kuasa tradisional. Transformator pepejal adalah kombinasi antara penukar dan transformator, menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi pemindahan kuasa statik. Walau bagaimanapun, kaedah pengiraannya berbeza daripada transformator konvensional.

Kaedah pengiraan kapasiti untuk transformator fasa tunggal dan tiga fasa adalah serupa. Penjelasan berikut menggunakan pengiraan kapasiti transformator tiga fasa sebagai contoh. Langkah pertama dalam pengiraan kapasiti transformator adalah menentukan kuasa maksimum setiap fasa beban (untuk transformator fasa tunggal, ini hanya kuasa beban fasa tunggal maksimum).

Jumlahkan kuasa beban secara berasingan untuk setiap fasa (A, B, dan C). Sebagai contoh, jika jumlah kuasa beban pada fasa A adalah 10 kW, fasa B adalah 9 kW, dan fasa C adalah 11 kW, ambil nilai maksimum, iaitu 11 kW.

Nota: Untuk peranti fasa tunggal, kuasa setiap unit diambil sebagai nilai maksimum yang tertera pada plat nama peranti. Untuk peralatan tiga fasa, bahagikan kuasa total dengan 3 untuk mendapatkan kuasa setiap fasa. Sebagai contoh:
Jumlah kuasa beban pada fasa C = (300W × 10 komputer) + (2kW × 4 penyejuk udara) = 11 kW.

Langkah kedua dalam pengiraan kapasiti transformator adalah menentukan kuasa tiga fasa total. Gunakan kuasa fasa tunggal maksimum untuk mengira kuasa tiga fasa total:
Kuasa fasa tunggal maksimum × 3 = Kuasa tiga fasa total.

Menggunakan kuasa beban fasa C maksimum 11 kW:
11 kW × 3 (fasa) = 33 kW. Oleh itu, kuasa tiga fasa total adalah 33 kW.

Saat ini, lebih daripada 90% transformator yang ada di pasaran mempunyai faktor kuasa hanya 0.8. Oleh itu, kuasa total mesti dibahagikan dengan 0.8:
33 kW / 0.8 = 41.25 kW (kuasa nampak transformator yang diperlukan dalam kW).

Menurut Manual Reka Bentuk Kejuruteraan Elektrik, kapasiti transformator harus dipilih berdasarkan beban yang dikira. Untuk satu transformator yang menyediakan beban stabil, faktor beban β biasanya diambil sekitar 85%. Ini dinyatakan sebagai:
β = S / Se
Di mana:
S — Kapasiti beban yang dikira (kVA);
Se — Kapasiti transformator (kVA);
β — Faktor beban (biasanya 80% hingga 90%).

Oleh itu:
41.25 kW (keperluan kuasa nampak) / 0.85 = 48.529 kVA (kapasiti transformator yang diperlukan).Oleh itu, transformator 50 kVA akan sesuai.