Anul trecut am ajutat o fabrică să înlocuiască un transformator. Tipul responsabil a spus cu încredere: „Încărcarea noastră nu este mare, 200 kVA sunt suficiente”. Două luni mai târziu, în cele mai călduroase zile ale verii, carcasa transformatorului era prea fierbinte pentru a fi atinsă, iar indicatorul de temperatură a uleiului împingea linia de alarmă de 85 de grade. Am verificat – au adăugat echipamente în liniște de-a lungul anilor, iar sarcina reală era deja cu mult peste valoarea nominală a transformatorului. Obținerea uneia mai mare însemna că vechea fundație nu va funcționa, iar lucrarea civilă a costat o grămadă de bani.
Dimensionarea unui transformator sună simplu, dar nu este. Majoritatea oamenilor se uită doar la capacitate și ignoră tensiunea, pierderile, tipul de instalare și echipamentul auxiliar corespunzător. Iată câteva lucruri pe care le-am învățat din timpul petrecut pe site.
Capacitatea nominală nu este „mai mare este mai bine”, dar prea mică este un dezastru. Capacitatea transformatorului este în kVA, nu în kW. Mulți oameni amestecă puterea activă cu cea reactivă. Un transformator de 1000kVA la un factor de putere 0,9 poate furniza 900kW; la un factor de putere 0,8, doar 800kW. Înainte de a alege o capacitate, aflați sarcina reală, apoi adăugați marja. În mod obișnuit, vizați o încărcare de 65% până la 75%. Sub 50% pentru o perioadă lungă de timp, pierderile fără sarcină consumă prea multă putere; peste 85% pentru perioade lungi, marja de suprasarcină este subțire și căldura verii o poate ucide. Pentru instalațiile industriale, adăugați 20% până la 30% pentru extinderea viitoare în următorii trei până la cinci ani.
Clasa de tensiune depinde de sistemul de alimentare și de partea de sarcină. Tensiunile primare comune sunt 10kV, 35kV, 110kV; secundar este de obicei 0,4kV (380V/220V). Proiectele străine folosesc uneori 13,8 kV, 24 kV, 33 kV. Confirmați întotdeauna tensiunea nominală și frecvența rețelei locale. China folosește 50Hz; unele țări folosesc 60Hz – un transformator nu poate gestiona ambele. Verificați, de asemenea, intervalul de atingere. Comutatoarele fără sarcină sunt de obicei ±2×2,5%; comutatoarele sub sarcină oferă o gamă mai largă. Dacă tensiunea fluctuează foarte mult, alegeți schimbarea apei la sarcină.
Pierderile sunt pierderi fără sarcină și pierderi de sarcină – aici trăiește costul pe termen lung. Un transformator ieftin ar putea arde mult mai multă energie electrică în cinci ani decât diferența de preț. Pierderea fără sarcină (pierderea miezului) depinde de materialul și designul miezului. Miezurile metalice amorfe reduc pierderile fără sarcină cu aproximativ 70% în comparație cu oțelul siliconic, dar costă mai mult. Pierderea de sarcină (pierderea de cupru) depinde de rezistența înfășurării. Înfășurările de cupru dau pierderi mai mici decât aluminiul, dar sunt mai grele. Standardele naționale împing acum transformatoarele de eficiență de nivel 1 și 2. Costă mai mult în avans, dar economiile de energie electrică se rambursează de obicei în trei ani. Dacă transformatorul funcționează cu o încărcare puternică de cele mai multe ori, acordați prioritate pierderii de sarcină. Dacă este puțin încărcat de cele mai multe ori, acordați prioritate pierderii fără sarcină.
Tipul de instalare și mediul dictează construcția. Transformatoarele cu scufundare în ulei (S11, S13, S20 etc.) sunt mai ieftine, revarsă bine căldura și au o capacitate bună de suprasarcină, dar au nevoie de protecție împotriva incendiilor și sunt potrivite pentru substații exterioare. Transformatoarele de tip uscat (SCB10, SCB12, SCB14 etc.) sunt sigure la incendiu și pot intra în ateliere sau încăperi electrice, dar costă mai mult și sunt mai zgomotoase. În zonele de coastă sau în fabricile chimice cu coroziune puternică, alegeți carcase din oțel inoxidabil sau acoperiri speciale. La altitudini mari (peste 1000 m), reduceți transformatorul cu aproximativ 1-2% pentru fiecare 1000 m în plus sau alegeți o unitate „de tip platou”.
Dispozitivele de protecție trebuie alese împreună cu transformatorul. Pe partea primară, aveți nevoie de siguranțe de întrerupere sau de un întrerupător. Dimensionarea siguranțelor de întrerupere trebuie să corespundă capacității transformatorului și curentului de scurtcircuit. Pentru transformatoare sub 100 kVA, alegeți o legătură cu siguranțe nominale de 2-3 ori curentul la sarcină completă; pentru 100 kVA și peste, de 1,5-2 ori. O valoare nominală prea mare a siguranței și o defecțiune secundară nu vor arde siguranța primară - transformatorul se poate arde. Prea scăzut, iar curentul de pornire îl va sufla de fiecare dată când veți alimenta. De asemenea, pe partea primară, aveți nevoie de descărcători pentru protecția împotriva trăsnetului. Alegeți un descărcător cu oxid de metal pentru tensiunea maximă a sistemului și asigurați-vă că rezistența de împământare este bună. Pe partea secundară, sunt tipice un întrerupător de circuit cu carcasă turnată și un protector la supratensiune.
Metoda de răcire și protecția la intrare depind de locație. Pentru interior de tip uscat, răcirea forțată cu aer (AF) oferă o capacitate mai mare de suprasarcină pe termen scurt. Pentru exteriorul umplut cu ulei, ulei-aer natural-natural (ONAN) este de obicei suficient; dacă sarcina este grea, utilizați ulei-natural-aer forțat (ONAF). Protecție la pătrundere: IP54 pentru exterior (jeturi de praf și apă), IP20 sau IP30 pentru interior. Intrarea/ieșirea cablului poate fi de sus, de jos sau lateral. Confirmați înainte de a comanda, sau veți primi o unitate care nu se conectează.
Încă un punct ușor de ratat: tensiunea de impedanță și capacitatea de rezistență la scurtcircuit. Tensiunea de impedanță (Uk%) afectează curentul de scurtcircuit și reglarea tensiunii. Pentru transformatoarele de distribuție, Uk% este de obicei 4% sau 6%. Dacă capacitatea de scurtcircuit a sistemului este mare, alegeți un transformator de înaltă impedanță pentru a limita curentul de defect - altfel aparatul de distribuție din aval ar putea să nu îl poată întrerupe. Înainte de livrare, confirmați că valorile nominale de rezistență dinamică și termică (curent de rezistență de vârf și curent de rezistență de scurtă durată) îndeplinesc cerințele sistemului.
Informații de pe plăcuța de identificare și probleme de înlocuire. Când înlocuiți un transformator vechi, cel mai rău lucru este să cumpărați unul care nu se potrivește. Măsurați distanța de la centru la centru al șuruburilor de bază, poziția și înălțimea bucșelor primare/secundare și dimensiunile totale. Trimiteți toate numerele producătorului și verificați dacă va fi o înlocuire directă. În caz contrar, vei modifica fundația la un preț foarte mare. Verificați, de asemenea, siguranțele vechi de întrerupere și descărcătoarele de supratensiune de pe transformator – este posibil să fie nevoie să fie înlocuite în același timp. Cel mai bine alegeți produse potrivite de la aceeași marcă, astfel încât dimensiunile să se alinieze.
Deci, iată concluzia: dimensionarea unui transformator nu înseamnă doar alegerea unui număr kVA. Tensiunea, pierderile, tipul de instalare și siguranțele și descărcătorul de supratensiune potrivite – dacă oricare dintre acestea este oprit, vor urma probleme. Adunați parametrii rețelei site-ului, profilul de încărcare, mediul, bugetul și durata de viață estimată, apoi predați datele unui producător profesionist pentru oferte și comparații. Așa îl obțineți pe cel potrivit.