Cách Tính Đúng Công Suất Của Biến áp trạng thái rắn

Dung lượng biến áp đề cập đến công suất biểu kiến tại vị trí tap chính của biến áp, và dung lượng ghi trên bảng tên biến áp là dung lượng định mức. Trong quá trình vận hành biến áp điện, có trường hợp tải dưới do dung lượng quá lớn, cũng như trường hợp quá tải hoặc hoạt động quá dòng dẫn đến thiết bị quá nhiệt và thậm chí cháy nổ. Những cách ghép nối dung lượng không phù hợp này ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy và kinh tế của nguồn cung cấp điện trong hệ thống điện. Do đó, xác định dung lượng biến áp phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo vận hành hệ thống điện ổn định và kinh tế.

Công thức tính dung lượng cho biến áp bán dẫn phải xem xét các yếu tố sau:

• Điện áp vào: Điện áp vào là giá trị điện áp được cung cấp cho biến áp. Biến áp bán dẫn thường có một dải điện áp vào được chỉ định (ví dụ: 220V ~ 460V), và cần chọn biến áp phù hợp dựa trên dải này.

• Điện áp ra: Điện áp ra là giá trị điện áp được truyền bởi biến áp. Biến áp bán dẫn cũng có một dải điện áp ra được định rõ (ví dụ: 80VAC ~ 480VAC), điều này cần được xem xét khi chọn biến áp phù hợp.

• Dung lượng định mức: Dung lượng định mức chỉ khả năng tải tối đa mà biến áp có thể xử lý, thường được biểu thị bằng kilovolt-amper (kVA). Dung lượng định mức thường được xác định dựa trên nhu cầu; nếu tải yêu cầu tổng dòng điện lớn, cần chọn biến áp có dung lượng lớn hơn.

• Công suất vào: Công suất vào bằng điện áp vào nhân với dòng điện vào, thường được biểu thị bằng kilowatt (kW).

Do đó, xem xét các yếu tố này, công thức tính dung lượng cho biến áp bán dẫn có thể được biểu diễn như sau:
Dung lượng (kVA) = Điện áp vào (V) × Dòng điện vào (A) / 1000.

Lưu ý: Biến áp bán dẫn khác biệt so với biến áp điện truyền thống. Biến áp bán dẫn là sự kết hợp giữa bộ chuyển đổi và biến áp, khiến nó rất phù hợp cho các ứng dụng chuyển đổi điện tĩnh. Tuy nhiên, các phương pháp tính toán của nó khác với các biến áp thông thường.

Các phương pháp tính dung lượng cho biến áp một pha và ba pha tương tự nhau. Giải thích sau đây sử dụng ví dụ về tính dung lượng biến áp ba pha. Bước đầu tiên trong việc tính dung lượng biến áp là xác định công suất tối đa cho mỗi pha của tải (đối với biến áp một pha, đây đơn giản là công suất tải một pha tối đa).

Tính tổng công suất tải độc lập cho mỗi pha (A, B và C). Ví dụ, nếu tổng công suất tải trên pha A là 10 kW, pha B là 9 kW và pha C là 11 kW, lấy giá trị lớn nhất, là 11 kW.

Lưu ý: Đối với thiết bị một pha, công suất đơn vị được lấy là giá trị tối đa được ghi trên bảng tên thiết bị. Đối với thiết bị ba pha, chia tổng công suất cho 3 để lấy công suất mỗi pha. Ví dụ:
Tổng công suất tải trên pha C = (300W × 10 máy tính) + (2kW × 4 máy lạnh) = 11 kW.

Bước thứ hai trong việc tính dung lượng biến áp là xác định tổng công suất ba pha. Sử dụng công suất một pha tối đa để tính tổng công suất ba pha:
Công suất một pha tối đa × 3 = Tổng công suất ba pha.

Sử dụng công suất tải pha C tối đa là 11 kW:
11 kW × 3 (pha) = 33 kW. Do đó, tổng công suất ba pha là 33 kW.

Hiện nay, hơn 90% biến áp có sẵn trên thị trường có hệ số công suất chỉ 0,8. Do đó, tổng công suất phải được chia cho 0,8:
33 kW / 0,8 = 41,25 kW (công suất biểu kiến biến áp cần thiết).

Theo Sách hướng dẫn thiết kế kỹ thuật điện, dung lượng biến áp nên được chọn dựa trên tải đã tính. Đối với một biến áp cung cấp cho tải ổn định, hệ số tải β thường được lấy khoảng 85%. Điều này được biểu diễn như sau:
β = S / Se
Trong đó:
S — Dung lượng tải đã tính (kVA);
Se — Dung lượng biến áp (kVA);
β — Hệ số tải (thường từ 80% đến 90%).

Do đó:
41,25 kW (yêu cầu công suất biểu kiến) / 0,85 = 48,529 kVA (dung lượng biến áp cần thiết).Vì vậy, một biến áp 50 kVA sẽ phù hợp.