Подобрать трансформатор по параметрам: Подбор трансформаторов по параметрам | ГК «Трансвит»

Как подобрать трансформатор для блока питания

Без рубрикиБлок питания, Ремонт трансформаторовНет комментариев для Как подобрать подходящий трансформатор

Содержание:

Выбрать подходящий трансформатор можно большим количеством способов, но львиная доля это безысходность или незнание мастера.

Выделим три наиболее простых и применимых в практике метода:

• Первый. Взять старый трансформатор, вышедший из строя. Посмотреть маркировку и найти в Интернете аналог. Если вдруг трансформатор требуется для иных целей, придется повозиться.
• Второй способ: практический. Для этого следует замерить напряжение и силу тока в сети, а затем посмотреть требуемые параметры устройства, которое планируется подключать через трансформатор. После этого нужно посчитать коэффициент трансформации и, вооружившись этими знаниями, идти выбирать подходящую модель.
• Третий способ: аналитический. Воспользоваться приведенным в статье расчетом или программным обеспечением, чтобы определить конкретные параметры модели. Если учесть, что в примере используются реальные сердечники и диаметры проводов, то реально найти устройство, которое будет соответствовать заявленным требованиям.

Проще всего подобрать трансформатор для бока питания на радиорынке, если, конечно, он есть в вашем городе. Там же можно договориться о перемотке трансформатора. Но, и трансформаторы, и услуги по их перемотке достаточно дороги.

На радиорынке всегда,  можно подобрать и купить трансформатор как Б/у так и новый.

Если у Вас в сарае или на балконе валяется какая-нибудь ненужная техника, то наверняка в ней есть и трансформаторы.

Любой разборный сетевой трансформатор очень легко переделать под свои нужды. Самое главное, чтобы хватило его габаритной мощности.

Если мощность трансформатора меньше требуемой, то под нагрузкой выходное напряжение трансформатора может существенно просесть.

Но, это тоже не беда, так как микросхемы типа TDA2030, TDA2040 и TDA2050 могут работать при значительном снижении напряжения питания, а именно: ±6, ±2,5 и ±4,5 Вольт соответственно.

Маловероятно, что вторичные обмотки найденного трансформатора подойдут по току и напряжению, но первичная обмотка уже рассчитана на напряжение осветительной сети и это самое лучшее подспорье, так как перемотать вторичную обмотку намного проще, чем первичную.

Хорошо, если это будет стандартный унифицированный трансформатор, тогда можно по его наименованию точно определить напряжения и максимально допустимые токи вторичных обмоток.

Такие трансформаторы не поддаются разборке, поэтому прежде чем его покупать, нужно сверить название с данными в справочнике.

В сайте есть ссылка на справочник, в котором можно найти подробную информацию о большинстве унифицированных трансформаторов советского и постсоветского производства.

трансформаторы советского и постсоветского производства

Если же это будет трансформатор без опознавательных знаков, то вероятность того, что его придётся перематывать, будет стремиться к 99%. За такой трансформатор много платить не стоит.

При покупке трансформатора на кольцевом магнитопроводе, следует иметь в виду, что не каждый трансформатор можно разобрать, не повредив первичной обмотки.

• Годится для замены вторичной обмотки
• Нужно мотать первичную обмотку
• Нужно мотать первичную обмотку.

Методика расчета импульсного трансформатора
Еще со школьной скамьи любой человек помнит, что эффективность преобразования зависит от количества витков на первичной и вторичной обмотке трансформатора, а сама работа устройства основана на явлении индуктивности. Но не совсем ясно, как учесть количество витков, соотнести первичную и вторичную обмотку с выбранным типом трансформатора, а так же учесть неизбежные потери напряжения.

Расчет трансформаторного блока питания

Отмечу, что импульсный трансформатор можно считать простейшим представителем устройств. При этом в заводском варианте выпускают следующие типы подобных устройств:

• Стержневой.
• Броневой.
• Тороидальный.
• Бронестержневой.

Сразу скажу, что в статье речь пойдет именно о расчете тороидального трансформатора, поскольку именно этот вид устройства прост в изготовлении и расчете.

Теоретически дома можно изготовить и стержневое устройство, но для него требуется обустройство катушки. К этому процессу предъявляются повышенные требования в плане аккуратности выполнения работ.

Поэтому проще не замахиваться на изготовление заводской продукции в кустарных условиях, тем более что и тороидальные модели прекрасно работают.

Остальные же варианты трансформаторов и вовсе изготовить в условиях домашней мастерской невозможно. Если говорить о расчете, то в качестве исходных данных вам потребуется:

Напряжение на входе. Его можно просто замерить в сети, хотя чаще всего этот параметр равен 220В.

Параметры тока на выходе.

Сюда в обязательном порядке относят напряжение и силу тока в сети после преобразователя.
Все остальное рассчитывается.

Конечной целью расчета считается определение параметров на первичной и вторичной обмотке.

Проблемой является необходимость определения трех параметров, которые простому человеку найти довольно сложно.

В силу этой причины в СССР была разработана табличная методика расчета.

P	W1	W2	S	η
Меньше 10 Вт	41/S	38/S	0,8
Меньше 30 Вт	36/S	32/S	0,9
Меньше 50 Вт	33/S	29/S	0,92
Меньше 120 Вт	32/S	28/S	0,95

Стоит просто идти по строке, расчет строится на результатах проведенных в лабораториях опытов. То есть все формулы – чистая практика.

Рекомендуемое вам:

• Какпросто  рассчитать блок  питания самостоятельно

Расчет трансформатора питания. Простая электроника

Как правильно подобрать понижающий трансформатор? / Статьи

 

Значительная доля интересной и редкой на нашем рынке техники, не получило широкого распространения — по причине того, что в целом такая техника была ориентирована на внутренний рынок страны производителя. И как это часто бывает, стандарты электропитания существенно отличаются. Рассмотрим на примере техники из Японии, напряжение в сети 100В, а не 220В как мы привыкли. Или разъемы вилки питания, стандарты в Азии и Европе, также существенно отличаются. Тут к нам приходят на помощь различные модификации понижающих, повышающих трансформаторов. Так какой трансформатор выбрать? И на какие параметры трансформатора стоит обратить внимание, при его непосредственном выборе? Именно на эти вопросы, мы постараемся ответить в этом посте. Информация будет постоянно обновляться, мы будем дописывать какие-либо существенные аспекты с которыми столкнемся сами, либо кто-то из членов клуба Ecolife Systems. Забегая вперед, хотим сказать, что варианты с тиристорным преобразователем и инвертором напряжения, не будут рассматриваться. Т.к. основная цель – это знакомство обывателя, с уже готовыми реализациями для бытового использования.

Понижающий трансформатор

Дословно принцип устройства трансформатора, можно определить так:

На вход устройства подаётся напряжение (при этом в обмотке возникает электродвижущая сила, которая порождает магнитное поле). Это поле пересекает витки второй катушки, где возникает своя электродвижущая сила самоиндукции. В свою очередь во второй катушке тоже возникает напряжение, которое будет отличаться от первичного во столько же раз, во сколько отличается количество витков обеих обмоток.

Существует множество модификаций трансформаторов напряжения: понижающие однофазные, двухфазные и трёхфазные. Существуют автотрансформаторы и трансформаторы тока. Не вдаваясь в детали и многообразие модификаций, остановимся только на понижающих однофазных трансформаторах.

В качестве примера возьмем: учитывая что у нас есть прибор с мощностью в 700 Ватт, подходящий по мощности, а именно превышающий мощность прибора процентов на 25-30. понижающий японский трансформатор Kashimura NTI-18 (мощность 100 Ватт) или его аналог Kashimura NTI-18 NF (мощность 100 Ватт), произведенный в Китае, для внутреннего рынка Японии. Оба аппарата практически идентичны как внешне, так и по параметрам. И небольшим отличием скорее будет только выходное напряжение, цена и качество исполнения.

Фото 2 Kashimura NTI-18 Мощность трансформатора 1000 Ватт

Фото 2 Kashimura NTI-18NF Мощность трансформатора 1000 Ватт

• выходное напряжение. Японский аналог — Kashimura NTI-18, выдает на выходе, твердые 100 вольт, когда как вторая модель 110 вольт, этот параметр смутил многих, но видимо существует какое-то обоснование. Входные вилки и выходную розетку будет довольно трудно перепутать, существенное отличие — это круглое и плоское сечение контактов вилки и технических отверстий розетки.


• цена. В зависимости от модели цены отличаются, в нашем варианте японец существенно дешевле оппонента, но довольно трудно найти его на рынке.


• качество исполнения. Бытует мнение о ненадлежащем качестве товаров произведенном в Китае, можем смело Вас заверить, касательно бренда Kashimura, аппараты экспортные превзошли наши ожидания! Видимо стоит учитывать, что товар произведенный для внутреннего рынка Japan, проходит надлежащим образом сертификацию устройств для внутреннего рынка.

Подведем итоги, на что нужно обратить внимание при выборе понижающего трансформатора для Вашего оборудования. Во-первых, уделяем большое внимание мощности и напряжению на выходе трансформатора. Во-вторых, не менее существенным параметром будет, производитель устройства. Этот параметр скажется на качестве и гаранте приобретаемого оборудования. Есть еще ряд существенных параметров, всё что связанно касательно корпуса устройства, использования-наличия заземления, характеристик внешнего воздействия (некоторые из продуктов предусматривают то, что оборудование может находиться в помещении с повышенной влажностью, кухня и т.д.). Всё это и многое другое мы будем постепенно более детально рассматривать на примере различной продукции японских брендов. Поэтому периодически просто проверяйте нашу ленту новостей или же просто подпишитесь на нашу рассылку, мы будем держать Вас в курсе последних наших обновлений.

---

 

Поделитесь в соц сетях:

Рекомендуем так же почитать:

Виды бытовых фильтров для воды

Водородная вода и язвенные повреждения желудка

Прямой электролиз — это важно знать!

Последние статьи в блоге

Чистка камеры ионизатора воды FUJIIRYOKI Технологии хранения щелочной воды Прямой электролиз — это важно знать! Прямой электролиз воды. Обеззараживание воды прямым электролизом Полное понимание о пластинах в ионизаторах воды

Выбор трансформатора

Выбор трансформатора

Руководство по выбору параметров однофазного или трехфазного трансформатора.

---

Однофазный

Однофазный трансформатор предназначен для преобразования однофазного или трехфазного входного (источника) напряжения в однофазное выходное (нагрузочное) напряжение, необходимое для вашего оборудования. Чтобы правильно выбрать однофазный трансформатор, необходимо сначала определить:

1) Устанавливаемое оборудование работает от однофазной сети (см. паспортную табличку оборудования или руководство по установке). 2) Первичное напряжение трансформатора. Это то же самое, что и линейное входное (или исходное) напряжение, обычно 480 или 600 вольт переменного тока. 3) Вторичное напряжение трансформатора. Устанавливаемое оборудование должно иметь указанное напряжение питания (см. паспортную табличку оборудования или руководство по установке). Выбранный трансформатор должен иметь вторичное напряжение, равное требуемому напряжению питания оборудования, обычно 120/240 В переменного тока.

4) Частота в герцах (циклах в секунду) входного (источника) напряжения должна быть равна рабочей частоте питаемого оборудования. Выбранный трансформатор должен работать на той же частоте. Типичная рабочая частота составляет 60 Гц. 5) Общая ВА нагрузки определяется произведением напряжения, подаваемого на нагрузку, и тока, проходящего через нее. Обычно это выражается в ВА (вольт-ампер) или кВА (киловольт-ампер) на паспортной табличке оборудования. Общая нагрузка часто представляет собой комбинацию различных нагрузок (т. е. освещения, обогревателей, двигателей). Вы должны рассчитать эти отдельные нагрузки и сложить их, чтобы получить общую нагрузку трансформатора. Выбранный трансформатор должен иметь номинальную мощность в кВА, равную или превышающую нагрузку трансформатора.

Как использовать график полной нагрузки, чтобы найти кВА А) Определите вторичное напряжение вашего трансформатора. B) Суммируйте общее количество ампер, требуемое нагрузкой. C) Из приведенной ниже таблицы тока полной нагрузки выберите трансформатор с соответствующим вторичным напряжением, стандартной мощностью кВА и силой тока, равными или превышающими сумму, требуемую нагрузкой. Таблица токов полной нагрузки (1-фазный трансформатор) кВА Ток в амперах 120 В 240 В 416 В 480 В 600 В 2400 В 4160В 0,25 2,08 1,04 0,6 0,52 0,41 — — 0,5 4,16 2,08 1,2 1,04 0,83 — — 0,75 6,25 3,13 1,8 1,56 1,25 — — 1 8,33 4,17 2,4 2,08 1,67 — — 1,5 12,5 6,25 3,6 3,13 2,5 — — 2 16,7 8,33 4,81 4,17 3,33 — — 3 25 12,5 7,21 6,25 5 1,25 0,72 5 41,6 20,8 12 10,4 8,33 2,08 1,2 7,5 62,5 31,2 18 15,6 12,5 3. 12 1,8 10 83,3 41,6 24 20,8 16,6 4,16 2,4 15 125 62,5 36 31,2 25 6,25 3,6 25 208 104 60 52 41,6 10,4 6 37,5 312 156 90.1 78,1 62,5 15,6 9.01 50 416 208 120 104 83,3 20,8 12 75 625 312 180 156 125 31,2 18 100 833 416 240 208 166 41,6 24 150 1250 625 360 312 250 62,5 36 167 1391 695 401 347 278 69,5 40,1 250 2083 1041 600 520 416 104 60 333 2775 1387 800 693 555 138 80

Рабочие токи при полной нагрузке однофазного двигателя переменного тока в амперах и рекомендуемые номиналы трансформатора Мощность Ток полной нагрузки (А) Минимальный трансформатор кВА 110-120 В 208 В 220-240 В* 0,5 9,8 5,4 4,9 1,5 0,75 13,8 7,6 6,9 2 1 16 8,8 8 3 1,5 20 11 10 3 2 24 13,2 12 5 3 34 18,7 17 5 5 56 30,8 28 7,5 7,5 80 44 40 15 10 100 55 50 15 15 135 74,8 68 25 20 — — 88 25 25 — — 110 37,5 30 — — 136 37,5 40 — — 176 50 50 — — 216 75 кВА Номинальные значения включают 10% избыточную мощность для частых пусков двигателя. *Для двигателей на 200 В увеличьте номинальные значения 220–240 В на 15 %.

---

Трехфазный

Трехфазный трансформатор предназначен для преобразования трехфазного входного (источника) напряжения в однофазное и трехфазное выходное (нагрузочное) напряжения, необходимые для вашего оборудования. Чтобы правильно выбрать трехфазный трансформатор, необходимо сначала определить: 1) Устанавливаемое оборудование работает от трехфазной сети . Примечание: Если однофазное и трехфазное оборудование составляет нагрузку, однофазное и трехфазное оборудование составляет нагрузку, однофазное оборудование подключается только к одной фазе трансформатора. 2) Первичное напряжение трансформатора. Это то же самое, что и линейное входное (или исходное) напряжение, обычно 480 или 600 вольт переменного тока. 3) Вторичное напряжение трансформатора. Это выходное напряжение трансформатора, и оно должно соответствовать напряжению, требуемому устанавливаемым оборудованием (см. заводскую табличку оборудования, обычно 208Y/120 вольт). 4) Частота в герцах (циклах в секунду) входного (источника) напряжения должна быть равна рабочей частоте питаемого оборудования. Выбранный трансформатор должен работать на той же частоте. Типичная рабочая частота составляет 60 Гц. 5) Общая ВА нагрузки определяется произведением напряжения, подаваемого на нагрузку, и тока, проходящего через нее. Обычно это выражается в ВА (вольт-ампер) или кВА (киловольт-ампер) на паспортной табличке оборудования. Общая нагрузка часто является комбинацией различных нагрузок (например, освещение, обогреватели, двигатели). Вы должны рассчитать эти отдельные нагрузки и сложить их, чтобы получить общую нагрузку трансформатора. Выбранный трансформатор должен иметь номинальную мощность в кВА, равную или превышающую требования нагрузки. Примечание. Трехфазный трансформатор следует выбирать таким образом, чтобы ни одна фаза не была перегружена. Если вы подключаете однофазную нагрузку к одной фазе трехфазного трансформатора, вы должны рассчитывать нагрузку так, как если бы она нагружала все три фазы. Таблица тока полной нагрузки — 3-фазный трансформатор? кВА Ток в амперах 208 В 240 В 380 В 416 В 480 В 600 В 2400 В 4160В 2 5,55 4,81 3,03 2,77 2,4 1,92 0,48 0,27 3 8,32 7,21 4,55 4,16 3,6 2,88 0,72 0,41 6 16,6 14,4 9. 11 8,32 7,21 5,77 1,44 0,83 9 24,9 21,6 13,6 12,4 10,8 8,66 2,16 1,24 15 41,6 36 22,7 20,8 18 14,4 3,6 2,08 30 83,2 72,1 45,5 41,6 36 28,8 7,21 4,16 45 124 108 68,3 62,4 54,1 43,3 10,8 6,24 75 208 180 113 104 90,2 72,1 18 10,4 112,5 312 270 170 156 135 108 27 15,6 150 416 360 227 208 180 144 36 20,8 225 624 541 341 312 270 216 54,1 31,2 300 832 721 455 416 360 288 72,1 41,6 450 1249 1082 683 624 541 433 108 62,4 500 1387 1202 759 693 601 481 120 69,3 600 1665 1443 911 832 721 577 144 83,2 750 2081 1804 1139 1040 902 721 180 104

Рабочие токи трехфазного двигателя переменного тока при полной нагрузке в амперах и рекомендуемые номиналы трансформатора Мощность Ток полной нагрузки (А) Минимум Трансформатор кВА 110-120 В 208 В 220-240 В* 440-480 В 550-600 В 0,5 4 2,2 2 1 0,8 3 0,75 5,6 3. 1 2,8 1,4 1,1 3 1 7,2 4 3,6 1,8 1,4 3 1,5 10,4 5,7 5,2 2,6 2.1 3 2 13,6 7,5 6,8 3,4 2,7 6 3 19,2 10,7 9,6 4,8 3,9 6 5 30,4 16,7 15,2 7,6 6.1 9 7,5 44 24 22 11 9 15 10 56 31 28 14 11 15 15 84 46 42 21 17 30 20 108 59 54 27 22 30 25 136 75 68 34 27 45 30 160 88 80 40 32 45 40 208 114 104 52 41 75 50 260 143 130 65 52 75 60 — 170 154 77 62 75 75 — 211 192 96 77 112,5 100 — 273 248 124 99 150 кВА Номинальные значения включают 10% избыточную мощность для частых пусков двигателя. * Для двигателей на 200 В увеличьте номинальные значения 220–240 В на 15 %.

Как правильно подобрать трансформатор | Consulting

Зия Салами, доктор философии, CDM Smith, Шарлотта, Северная Каролина; Лилли Ванг, CDM Smith, Роли, Северная Каролина; и Адриан Хендельс, CDM Smith, Бока-Ратон, Флорида, 24 декабря 2019 г.

 

Цели обучения

• Изучение основных характеристик, применения и параметров трансформатора.
• Понимание основных критериев и подходов к определению надлежащего размера трансформатора.
• Узнайте, как использовать программное обеспечение системы электроснабжения для моделирования.

Трансформатор является основным компонентом системы распределения электроэнергии, оказывающим наибольшее влияние на производительность системы в установившемся (нормальном) режиме работы и во время нарушений в системе, таких как неисправность. Поэтому инженеры должны убедиться, что размер трансформатора соответствует конкретному применению и может обеспечивать достаточную мощность для нагрузки в расчетных условиях и стандартных рекомендациях.

Типичными областями применения такого основного оборудования являются промышленные предприятия, коммерческие здания, больницы, офисные здания, торговые центры, школы, многоквартирные дома и т. д. Статья посвящена трансформаторам сухого типа, таким как вентилируемые с самоохлаждением, с принудительным воздушным охлаждением. , невентилируемые самоохлаждаемые и герметизированные самоохлаждаемые силовые трансформаторы до 30 МВ ампер и 34,5 кВ.

В целом трансформаторы сухого типа менее огнеопасны (т. е. не содержат жидкостей или масла) и менее пожароопасны, что делает их более подходящими для использования в зданиях и рядом с ними. Этот тип трансформатора имеет более высокую рабочую температуру и обычно требует большей занимаемой площади. Поскольку для охлаждения трансформаторов сухого типа требуется воздух, необходимо предусмотреть систему вентиляции соответствующих размеров для отвода тепла, выделяемого трансформатором.

Общий подход к выбору трансформаторов и соответствующему влиянию на систему одинаков для всех типов трансформаторов с разными классами охлаждения.

Расположение трансформатора

При выборе подходящего места для трансформатора следует уделить особое внимание. Несколько деталей, включая тип трансформатора, размер, вентиляцию, атмосферное давление, высоту над уровнем моря, уровень напряжения и зазор, будут иметь определяющее значение при выборе идеального места для трансформатора, необходимого для данной установки.

Инженер должен знать об ограничениях, связанных с выбранным расположением трансформатора. Как правило, номинальные значения киловольт-ампер основаны на температуре окружающей среды, не превышающей 40°C (или температуре окружающей среды 30°C, усредненной за 24-часовой период, в противном случае произойдет некоторое сокращение ожидаемого срока службы), а также при установке ниже 3300 футов на уровне моря.

Если какое-либо из этих условий не выполняется, номинальные характеристики трансформатора должны быть снижены. В таком случае мощность трансформатора в киловольт-амперах должна снижаться на 8% на каждые 10°C выше 40°C (при воздушном охлаждении для трансформаторов сухого типа), а также на 0,3% на каждые 330 футов над уровнем моря на высоте 3300 футов) . Дополнительные сведения для рассмотрения на месте обсуждаются в NFPA 70: Статьи 450.8, 450.21 и 450.22 Национального электротехнического кодекса.

Класс напряжения

Класс напряжения обычно выбирается на основе доступного напряжения источника (например, сетевого источника) и требуемого напряжения нагрузки, если нагрузка предназначена для работы в однофазной или трехфазной системе. Стандартные номинальные высоковольтные трансформаторы: 2400, 4160, 4800, 6900, 7200, 12000, 13200, 13800, 23000 и 34500 вольт. Сторона низкого напряжения включает 208, 480, 2400 и 4160.

Соединение обмотки трансформатора и импеданс

Стандартные схемы соединения и маркировка клемм включены в стандарты для конкретных типов трансформаторов в соответствии со стандартом IEEE C57.12.70. Наиболее типичные соединения обмоток (фаз) силовых трансформаторов, включая угловое смещение между высоковольтным и низковольтным, показаны на рисунке 1. На основании этого стандарта угловое смещение трехфазных трансформаторов с треугольником-треугольником или звездой-звездой соединения должны быть под углом 0 градусов, а соединения «звезда-треугольник» или «треугольник-звезда» должны быть под углом 30 градусов.

Как правило, выбор соединений обмоток в основном основывается на общей конструкции системы, требуемых параметрах системы (например, способности оборудования выдерживать ток короткого замыкания) и особенно на схеме заземления нейтрали системы. Кроме того, соединение звездой может быть сконфигурировано как один из типов заземления, таких как разомкнутое (незаземленное), сплошное (плотно заземленное, отсутствие преднамеренного импеданса на пути заземления нейтрали), резисторное (резистор используется на пути заземления нейтрали), дроссель (реактор используется в цепи заземления нейтрали) и несколько других менее применимых вариантов.

Конфигурация и схема заземления зависят от общей системы заземления нейтрали на объекте. Трансформатор с глухозаземленной звездой (вторичная обмотка) является типичным применением на объектах для низковольтной системы (например, 4,16 киловольт: 0,480 киловольт).

Кроме того, Z (импеданс, основанный на номинальных киловольт-амперных характеристиках трансформатора с самоохлаждением) обычно указывается на заводской табличке, прикрепленной к передней или внутренней части корпуса трансформатора. Это значение оказывает большое влияние на параметры системы распределения электроэнергии, такие как падение напряжения, доступное короткое замыкание и падающая энергия. Например, выбор трансформатора с более высоким импедансом (то есть от 5,5% до 7,5%) может снизить доступный ток короткого замыкания, что позволяет использовать оборудование с более низким номинальным током отключения, если на объекте нет проблем с системным напряжением.

ANSI C57.12.10 определяет типичные значения импеданса для трансформаторов мощностью более 500 киловольт-ампер. Это значение зависит от номинального напряжения в киловольт-амперах, а также от номинального напряжения трансформатора на верхней и нижней стороне. Например, %Z для трансформатора со стороной ВН менее 34,5 кВ составляет от 5,5% до 7,5%. Обратите внимание, что типичный %Z для 13,8 киловольт (или меньше) на высокой стороне и 2,4 киловольта (или меньше) на низкой стороне составляет 5,75%.

Большинство промышленных силовых трансформаторов включены в этот диапазон уровней напряжения. Для трансформатора менее или равного 500 киловольт-ампер типичное сопротивление %Z может варьироваться от 2,3% до 5,2% в зависимости от уровня напряжения. Например, трансформатор на 100 киловольт-ампер с 8,32 киловольта (или меньше) на стороне высокого напряжения имеет типичное значение импеданса 2,6%.

Расчет трансформатора для новых систем

Ввиду критической роли трансформаторов в системах распределения электроэнергии важно правильно подобрать размер трансформатора, чтобы он мог соответствовать всем применимым условиям нагрузки. Если он слишком мал, это может создать проблемы в системах распределения электроэнергии, включая потерю нагрузки. Как правило, расчет трансформатора можно выполнить двумя способами:

• Подключенная нагрузка.
• Рабочая нагрузка.

В обоих случаях следует учитывать рост нагрузки и будущую модификацию объекта, а также факторы снижения номинальных характеристик, такие как температура окружающей среды и высота над уровнем моря. Коэффициент роста обычно зависит от конструкции каждой системы и может варьироваться; От 110% до 130% является разумным диапазоном. В обоих методах определение размеров выполняется от нижестоящей системы до главного трансформатора (т. е. снизу вверх).

Разница между этими двумя методами заключается в определении суммарной подключенной киловольт-амперной нагрузки. Есть несколько соображений, которые будут определять, какой метод использовать, например, требуемый расчетный запас, спецификация проекта, стоимость, наличие места и влияние на падение напряжения и доступный ток короткого замыкания.

Электрораспределительная система типичного промышленного объекта, такого как водоочистные сооружения, показана на рисунке 2. Задача состоит в том, чтобы оценить размер нового вентилируемого трансформатора с самоохлаждением (или оценить размер существующего), исходя из требуемых нагрузок, используя два ранее упомянутых метода.

Расчет на основе всех подключенных нагрузок

При расчете на основе всех подключенных нагрузок , консервативный метод, учитываются все подключенные нагрузки независимо от их рабочего состояния и функции системы. Расчет выполняется от нижестоящего трансформатора к основному. Как показано на Рисунке 3, нижестоящий трансформатор (LV XFMR) является трехфазным на напряжение от 4,16 до 0,480 кВ, а главный трансформатор (сервисный XFMR) представляет собой трехфазное питание на напряжение от 13,8 до 4,16 кВ для различных типов нагрузок (например, нагрузки двигателя, частотно-регулируемые приводы, статические нагрузки, распределительный щит).

Индивидуальные нагрузки с соответствующими системными параметрами, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки, приведены в таблицах 1 и 2. Рассчитывается общее значение киловольт-ампер подключенной системы, включая расчетный запас, а затем следующий доступный типоразмер будет выбран.

Типовой стандартный размер киловольт-ампер для трехфазного трансформатора на основе ANSI C57.12.00 обычно находится в диапазоне от 15 до 100 000 кВА в зависимости от выходной мощности трансформатора. Ожидается, что входной киловольт-ампер будет выше на 1-5% (т. е. относится к КПД трансформатора) из-за потерь трансформатора в его сердечнике и обмотках, рассеиваемых в виде тепла. Эти потоки для каждого трансформатора показаны на рисунках 3 и 4.

В целом, если не указано иное, трансформаторы не должны подвергаться перегрузке и должны быть одобрены изготовителем для любой кратковременной перегрузки из-за более низкой температуры окружающей среды.

Оценка данных и выбранного размера киловольт-амперного трансформатора, представленного в этих таблицах, подтверждена и проанализирована путем выполнения анализа потока нагрузки с использованием электрического программного обеспечения ETAP. Расход мощности (киловольт-ампер) для каждой ветви, включая процентное напряжение (от номинального значения) и ток короткого замыкания для основного распределительного устройства и центра управления двигателем, показан на рисунке 3.

Расчет на основе фактической работы системы

При расчете на основе фактической работы системы все подключенные нагрузки будут учитываться на основе условий их эксплуатации (т. е. коэффициентов нагрузки). Как и в случае с подключенными нагрузками, расчет выполняется от нижестоящего трансформатора к сети с использованием того же процесса. Общее количество киловольт-ампер, включая расчетный запас, коэффициенты нагрузки и выбранный размер трансформатора, рассчитано и показано в таблицах 3 и 4. напряжение и ток короткого замыкания также показаны для главного распределительного устройства и ЦУД.

Кроме того, есть несколько результатов, которые следует отметить при сравнении рисунков 3 и 4. Во-первых, метод подключенных нагрузок является более консервативным подходом при выборе трансформатора и обеспечивает лучший профиль напряжения системы на вторичной стороне, но он генерирует и подает больший ток короткого замыкания. Это в основном связано с более высоким номиналом киловольт-амперного трансформатора и, следовательно, более высокой инжекцией короткого замыкания в систему.

Таблица 4: Индивидуальные нагрузки с соответствующими системными параметрами, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, эффективность с различными коэффициентами нагрузки, сведены в таблицу для определения размера трансформатора среднего напряжения. Предоставлено: CDM Smith[/caption]

Также важно отметить, что трансформатор с номинальным коэффициентом К рекомендуется для выбора трансформатора из-за выделения тепла, если объект содержит источники с высоким уровнем гармоник, как правило, более 15% общего гармонического искажения. K-фактор будет определять, насколько трансформатор должен быть занижен или увеличен для работы с такой системой. Дополнительные сведения см. в ANSI/IEEE C57.110.

Трансформаторы играют решающую роль в обеспечении надлежащей работы энергосистемы. Их размеры и выбор должны быть тщательно подобраны при проектировании и анализе системы распределения электроэнергии, чтобы обеспечить надежную и безопасную работу энергосистемы. При выборе надлежащего размера трансформатора следует учитывать применимые факторы снижения номинальных характеристик, такие как температура окружающей среды и высота над уровнем моря, а также влияние на напряжение системы распределения электроэнергии и ток короткого замыкания.