Hur man korrekt beräknar kapaciteten för en fasttillståndstransformator

Transformatorns kapacitet hänvisar till den uppenbara effekten vid transformatorns huvudkoppling, och den kapacitet som anges på transformatorns namnskylt är den beräknade kapaciteten. Vid drift av strömföringstransformatorer kan det uppstå fall av underbelastning på grund av överkapacitet, liksom fall av överbelastning eller överströmning vilket leder till utrustningsöverhettning och i värsta fall bränning. Dessa oegentliga kapacitetsmatchningar påverkar direkt elsystemets tillförlitlighet och ekonomi. Därför är det avgörande att fastställa lämplig transformatorkapacitet för att säkerställa en tillförlitlig och ekonomisk drift av elförsörjningssystem.

Kapacitetsberäkningen för fasta transformatorer måste ta följande faktorer i beaktning:

• Ingångsspänning: Ingångsspänningen hänvisar till spänningsvärdet som matas in i transformatorn. Fasta transformatorer har vanligtvis ett angivet ingångsspänningsintervall (t.ex. 220V ~ 460V), och en lämplig transformator bör väljas baserat på detta intervall.

• Utgångsspänning: Utgångsspänningen hänvisar till spänningsvärdet som levereras av transformatorn. Fasta transformatorer har också ett definierat utgångsspänningsintervall (t.ex. 80VAC ~ 480VAC), vilket måste beaktas vid val av en lämplig transformator.

• Beräknad kapacitet: Beräknad kapacitet anger den maximala belastningskapacitet transformatorn kan hantera, vanligtvis uttryckt i kilovoltampere (kVA). Den beräknade kapaciteten fastställs normalt beroende på efterfrågan; om belastningen kräver en stor total ström, måste en transformator med större kapacitet väljas.

• Ingångseffekt: Ingångseffekt är lika med ingångsspänning multiplicerat med ingångsström, vanligtvis uttryckt i kilowatt (kW).

Därför kan kapacitetsberäkningsformeln för en fast transformator uttryckas som:
Kapacitet (kVA) = Ingångsspänning (V) × Ingångsström (A) / 1000.

Observera: Fasta transformatorer skiljer sig från traditionella strömföringstransformatorer. En fast transformator är en kombination av en konverterare och en transformator, vilket gör den mycket lämplig för statiska strömföringsapplikationer. Dock skiljer dess beräkningsmetoder sig från de konventionella transformatorernas.

Beräkningsmetoderna för ensfasiga och trefasiga transformatorer är liknande. Följande förklaring använder trefasig transformatorkapacitetsberäkning som exempel. Det första steget i transformatorkapacitetsberäkning är att fastställa den maximala effekten per fas av belastningen (för ensfasiga transformatorer är detta helt enkelt den maximala ensfasiga belastningseffekten).

Summera belastningseffekten separat för varje fas (A, B och C). Till exempel, om den totala belastningseffekten på fas A är 10 kW, fas B är 9 kW, och fas C är 11 kW, ta det maximala värdet, vilket är 11 kW.

Observera: För ensfasutrustning tas effekten per enhet som det maximala värdet som anges på enhetens namnskylt. För trefasutrustning delas den totala effekten med 3 för att få effekten per fas. Till exempel:
Total belastningseffekt på fas C = (300W × 10 datorer) + (2kW × 4 luftbehandlingsanordningar) = 11 kW.

Det andra steget i transformatorkapacitetsberäkning är att fastställa den totala trefasiga effekten. Använd den maximala ensfasiga effekten för att beräkna den totala trefasiga effekten:
Maximal ensfasig effekt × 3 = Total trefasig effekt.

Genom att använda den maximala belastningseffekten på fas C på 11 kW:
11 kW × 3 (faser) = 33 kW. Således är den totala trefasiga effekten 33 kW.

För närvarande har över 90% av transformatorerna på marknaden en effektfaktor på endast 0,8. Därför måste den totala effekten delas med 0,8:
33 kW / 0,8 = 41,25 kW (krävd transformatoruppenbar effekt i kW).

Enligt Elteknikdesignmanualen bör transformatorns kapacitet väljas baserat på beräknad belastning. För en ensam transformator som tillhandahåller en stabil belastning, tas belastningsfaktorn β normalt runt 85%. Detta uttrycks som:
β = S / Se
Där:
S — Beräknad belastningskapacitet (kVA);
Se — Transformatorns kapacitet (kVA);
β — Belastningsfaktor (vanligtvis 80% till 90%).

Således:
41,25 kW (oppenbar effektbehov) / 0,85 = 48,529 kVA (krävd transformatorkapacitet).Ett 50 kVA-transformator skulle vara lämpligt.