Характеристики распределительных трансформаторов определяются требованиями сети. Определенная активная мощность должна быть умножена на коэффициент мощности cosφ для получения номинальной мощности Srt. В распределительных сетях обычно предпочитается значение uk = 6%.
Выбор распределительных трансформаторов для питания низковольтных сетей
Потери в трансформаторе состоят из холостых потерь и потерь короткого замыкания. Холостые потери возникают вследствие непрерывного изменения намагниченности железного сердечника и остаются практически постоянными, не завися от нагрузки. Потери короткого замыкания включают омические потери в обмотках и потери, вызванные рассеивающими магнитными полями, и они пропорциональны квадрату уровня нагрузки.
Потери в трансформаторе состоят из холостых потерь и потерь короткого замыкания. Холостые потери возникают вследствие непрерывного изменения намагниченности железного сердечника. Эти потери практически постоянны и не зависят от нагрузки.
Потери короткого замыкания, с другой стороны, включают омические потери в обмотках и потери, вызванные рассеивающими магнитными полями. Они пропорциональны квадрату величины нагрузки.
В этой технической статье будут рассмотрены ключевые критерии выбора распределительных трансформаторов в диапазоне мощности от 50 до 2500 кВА для питания низковольтных сетей.
1. Требования к эксплуатационной безопасности
Рутинные испытания: Включают такие параметры, как потери, напряжение короткого замыкания \(u_{k}\) и испытания на напряжение.
Типовые испытания: Включают испытания на нагрев и импульсные напряжения.
Специальные испытания: Включают испытания на прочность при коротком замыкании и шумовые испытания.
2. Электрические условия
Напряжение короткого замыкания: Обратите внимание на его конкретные значения и характеристики.
Символ соединения / группу векторов: Узнайте о соответствующей информации по символам соединений и группам векторов ( [Узнать больше](добавьте соответствующую ссылку здесь, если она есть в исходном тексте) ).
Коэффициент трансформации: Определите параметры коэффициента трансформации.
3. Условия установки
Установка внутри и снаружи: Рассмотрите сценарии установки трансформаторов, будь то внутри или снаружи помещений.
Особые местные условия: Примите во внимание влияние особых местных условий.
Условия защиты окружающей среды: Соблюдайте соответствующие требования по защите окружающей среды.
Дизайн: Выберите между масляными или эпоксидными сухими трансформаторами.
4. Условия эксплуатации
Грузоподъемность: Для масляных или эпоксидных сухих трансформаторов учтите их грузоподъемные возможности.
Флуктуации нагрузки: Обратите внимание на ситуацию с флуктуациями нагрузки.
Количество часов работы: Учитывайте продолжительность работы трансформаторов.
Эффективность: Сосредоточьтесь на эффективности масляных или эпоксидных сухих трансформаторов.
Регулирование напряжения: Придавайте значение возможностям регулирования напряжения.
Параллельная работа трансформаторов: Узнайте о соответствующих ситуациях параллельной работы трансформаторов ( [Узнать больше](добавьте соответствующую ссылку здесь, если она есть в исходном тексте) ).
5. Характеристические данные трансформатора с примерами
Номинальная мощность:SrT = 1000 кВА
Номинальное напряжение: UrOS=20 кВ
Напряжение нижней стороны: UrUS=0.4 кВ
Номинальное напряжение грозового импульса: UrB=125 кВ
Комбинация потерь
Акустическая мощность: LWA=73 дБ
Напряжение короткого замыкания: uk=6%
Коэффициент трансформации: PV/SV=20 кВ/0.4 кВ
Символ соединения: Dyn5
Системы подключения: Например, фланцевые системы на нижнюю и верхнюю стороны
Место установки: Внутри или снаружи помещения
Объяснение
a. Кабельный канал
b. Оцинкованная плоская стальная решетка
c. Отверстие для вытяжки с защитной решеткой
d. Неразборный канал с насосом
e. Пандус
f. Воздушное отверстие с защитной решеткой
g. Слой гравия или щебня
h. Полка
Установка трансформаторов должна быть защищена от грунтовых вод и затопления. Система охлаждения должна быть защищена от солнечных лучей. Также должны быть обеспечены меры пожарной безопасности и экологической совместимости. На рисунке 1 показан трансформатор с объемом масла менее 1000 литров. В этом случае достаточно непроницаемого пола.
Для объема масла более 1000 литров обязательны сборники масла или маслоотстойники.
Размер отверстия для вытяжки показан без решетки на рисунке 2 для обогрева помещения на 15 К.
PV=P0+k×Pk75 [кВт]
Обозначения символов:
A: Отверстия для вытяжки и забора воздуха
P{V: Потери мощности трансформатора
k = 1.06 для масляных трансформаторов
k = 1.2 для эпоксидных трансформаторов
Po: Холостые потери
Pk75: Потери короткого замыкания при (75^{\circ}\) C, в киловаттах
h: Разница высот, в метрах
Тепловые потери, возникающие во время работы трансформатора (рисунок 4), необходимо рассеивать. Если естественная вентиляция не может быть использована из-за условий установки, необходимо установить вентилятор. Максимально допустимая общая температура трансформатора составляет 40°C.
Общие потери в трансформаторной комнате
Общие потери в трансформаторной комнате рассчитываются следующим образом: Общие потери в трансформаторной комнате определяются по формуле Qloss=∑Ploss, где:
Ploss=P0+1.2×Pk75×(SAF/SAN)2
Пути рассеивания тепла для общих потерь
Общие потери рассеиваются через Qv=Qloss1+Qloss2+Qloss3
Расчет рассеивания тепла для каждой части
Тепло, рассеиваемое естественной конвекцией воздуха: Qloss1=0.098×A1.2×sqrtHΔuL3
Тепло, рассеиваемое принудительной конвекцией воздуха (см. рисунок 3): Qloss3=VL×CpL×ρ
Тепло, рассеиваемое через стены и потолок (см. рисунок 4):Qloss2=0.7×AW×KW×ΔuW+AD×KD×ΔuD
Объяснение значений символов
Pv: Потери мощности трансформатора в кВт
Qv: Общее рассеивание тепла в кВт
QW,D: Рассеивание тепла через стены и потолок в кВт
AW,D: Площадь стен и потолка в \(m^2\)
KW,D: Коэффициент передачи тепла в \(кВт/m^2K\)
SAF: Мощность для охлаждения типа AF в кВА
SAN: Мощность для охлаждения типа AN в кВА
VL: Расход воздуха в \(m^3/s\) или \(m^3/h\)
Qv1: Часть тепла, рассеиваемого естественной конвекцией воздуха, в кВт
Qv2: Часть тепла, рассеиваемого через стены и потолок, в кВт
Qv3: Часть тепла, рассеиваемого принудительной конвекцией воздуха, в кВт
На рисунке 5 представлены уровни шума различных трансформаторов согласно IEC Publication 551. Магнитный шум возникает из-за колебаний железного сердечника (который зависит от индукции) и зависит от свойств материала листов сердечника.
Акустическая мощность (рисунок 6) является мерой уровня шума, создаваемого акустическим источником.
Вход
