Paano Tama Na Kalkulahin ang Kapasidad ng Solid-State Transformer

Ang kapasidad ng transformer ay tumutukoy sa aparenteng lakas sa pangunahing posisyon ng tap ng transformer, at ang kapasidad na naka-indikado sa nameplate ng transformer ay ang rated capacity. Sa operasyon ng mga power transformer, 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 pagkawala ng paggamit. Ang mga hindi tamang pamamaraan ng pagtugma ng kapasidad ay direktang nakakaapekto sa reliabilidad at ekonomiya ng suplay ng kuryente sa mga electrical system. Kaya, mahalagang matukoy ang tamang kapasidad ng transformer upang masiguro ang maasahan at ekonomikal na operasyon ng power system.

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

• Input Voltage: Ang input voltage ay tumutukoy sa halaga ng kuryente na ibinibigay sa transformer. Karaniwang mayroong spesipikong range ng input voltage (halimbawa, 220V ~ 460V) ang mga solid-state transformers, 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 ding napagbibigayang range ng output voltage (halimbawa, 80VAC ~ 480VAC) ang mga solid-state transformers, at dapat isipin ito sa pagpili ng angkop na transformer.

• Rated Capacity: Ang rated capacity ay nagpapahiwatig ng pinakamataas na load capacity na maaaring hawakan ng transformer, karaniwang ipinapahayag sa kilovolt-amperes (kVA). Karaniwang basehan ang rated capacity sa demand; kung ang load ay nangangailangan ng malaking kabuuang current, kailangang pumili ng transformer na may mas malaking kapasidad.

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

Kaya, sa pag-isip ng mga faktor na ito, maaaring ipahayag ang formula ng pagkalkula ng kapasidad para sa solid-state transformer bilang:
Kapasidad (kVA) = Input Voltage (V) × Input Current (A) / 1000.

Pansin: Nagkapareho ang mga solid-state transformers sa mga tradisyunal na power transformers. Ang isang solid-state transformer ay isang kombinasyon ng converter at transformer, kaya ito ay lubhang angkop para sa mga aplikasyon ng static power conversion. Gayunpaman, ang mga pamamaraan ng pagkalkula nito ay iba mula sa mga konbensyonal na transformers.

Ang mga pamamaraan ng pagkalkula ng kapasidad para sa single-phase at three-phase transformers ay magkatulad. 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).

Sumarain 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.

Pansin: Para sa mga single-phase device, ang power per unit ay kinukuha bilang ang pinakamataas na halaga na naka-list sa nameplate ng device. Para sa three-phase equipment, hatiin ang kabuuang power sa 3 upang makakuha ng per-phase power. Halimbawa:
Kabuuang 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 pinakamataas na single-phase power upang kalkulahin ang kabuuang three-phase power:
Pinakamataas na single-phase power × 3 = Kabuuang three-phase power.

Gumamit ng pinakamataas na 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 transformer na available sa merkado ay may power factor na tanging 0.8. Kaya, kailangang hatiin ang kabuuang 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 tinatanggap na tungkol sa 85%. Ito ay ipinapahayag bilang:
β = S / Se
Kung saan:
S — Nakalkulang load capacity (kVA);
Se — Kapasidad ng transformer (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.