Как выбрать трехфазный трансформатор -сухого- типа мощностью 100 кВА для промышленных распределительных сетей

Роль трансформатора сухого-типа мощностью 100 кВА в промышленности

Трехфазный трансформатор -сухого-типа мощностью 100 кВА питает малые и средние промышленные нагрузки: электропитание цехов, питание оборудования, системы управления, освещение и вспомогательное распределение на заводах и распределительных станциях. Конструкция сухого-типа выбрана потому, что она-не содержит масла, пожаро-безопасна и подходит для установки внутри помещений рядом с нагрузкой и требует минимального обслуживания. Выбор устройства – это не просто вопрос соответствия значению кВА; профиль нагрузки, уровни напряжения, окружающая среда, стандарты и эффективность — все это влияет на окончательную спецификацию.

Шаг 1. Определите требования к нагрузке

Отправной точкой является исследование нагрузки. Суммируйте подключенные нагрузки всего оборудования, которое будет питать трансформатор, и примените реалистичный коэффициент разнообразия, поскольку промышленное оборудование редко одновременно работает с полной нагрузкой. Номинальная мощность 100 кВА должна покрывать ожидаемую рабочую нагрузку с запасом для кратковременных-пиков, таких как запуск двигателя и бросок станка. Трансформатор, который постоянно перегружается, быстро перегревается и стареет, а блок с большими габаритами работает неэффективно и стоит дороже, чем необходимо. В качестве ориентира, непрерывная нагрузка в диапазоне 60-85% от номинальной является разумной целью для большинства промышленных установок.

Также запишите характер нагрузки: сварочное оборудование,-приводы с регулируемой скоростью и выпрямители создают гармоники, которые повышают температуру обмотки; если такие нагрузки преобладают, следует рассмотреть возможность более высокого номинала или конструкции,-устойчивой к гармоникам.

Шаг 2. Сопоставьте уровни напряжения

Трансформатор должен соответствовать сети с обеих сторон. Подтвердите первичное напряжение распределительного фидера (например, 10 кВ или 6 кВ) и необходимое вторичное напряжение (обычно 400 В/230 В, трех-четырехфазный-провод. Для схемы заземления следует выбрать векторную группу: Dyn11 обычно используется по умолчанию, поскольку обеспечивает нейтраль с низким-напряжением и хорошо справляется с несбалансированными нагрузками, а Yyn0 используется там, где этого требует заземление системы. Отводы цепи выключения-, обычно ±2 x 2,5 %, позволяют регулировать устройство с учетом местных изменений напряжения во время ввода в эксплуатацию.

Шаг 3. Проверьте условия окружающей среды

Промышленные цеха представляют собой сложную среду: высокая температура окружающей среды, пыль, влажность и иногда агрессивные пары. Поэтому спецификация должна включать:

Класс изоляции: обмотки класса F (155 градусов) или класса H (180 градусов) с соответствующим пределом -превышения температуры.

Степень защиты: IP20 для чистых электротехнических помещений, IP23 или выше для пыльных или влажных помещений или вентилируемый шкаф, соответствующий месту установки.

Снижение характеристик при температуре окружающей среды и высоте: при температуре окружающей среды выше 40 градусов или высоте 1000 м выходная мощность снижается и ее необходимо учитывать при расчете.

Требование к уровню шума: при установке вблизи жилых помещений четко укажите предельный уровень звука.

Шаг 4. Проверка соответствия стандартам

Для промышленного оборудования соответствие признанным стандартам является базовым требованием. Применимыми стандартами являются IEC 60076 (силовые трансформаторы) и IEEE C57.12.01 (трансформаторы сухого-типа, при этом IEC 60076-11 касается конкретно конструкции сухого-типа. Эти стандарты определяют уровни изоляции, пределы-превышения температуры, устойчивость к короткому-замыканию, пределы шума и процедуры испытаний. Поставщик должен предоставить отчет о плановых испытаниях для каждого устройства, включающий сопротивление изоляции, коэффициент трансформации, сопротивление обмотки, потери холостого хода и нагрузки, а также диэлектрические испытания, чтобы приемочный контроль мог проверить заявленные данные.

Шаг 5. Оцените эффективность и стоимость-цикла эксплуатации

Промышленные трансформаторы находятся под напряжением в течение длительного времени, поэтому потери нагрузки (потери в железе)-не возникают постоянно. Высокоэффективная-конструкция с сердечником из кремниевой стали с низкими-потерями и медными обмотками снижает потери как при холостом-нагрузке, так и при нагрузке, сокращая счета за электроэнергию и выбросы углекислого газа в течение 20-30-летнего срока службы устройства. При сравнении котировок оценивайте не только цену покупки, но и капитализированную стоимость убытков; скромная экономия на первоначальных затратах быстро перевешивается более высокими эксплуатационными потерями.

Типичная таблица параметров

Значения потерь должны быть указаны изготовителем для конкретного класса конструкции и подтверждены испытаниями; для устройства класса 100 кВА типичные потери на холостом ходу находятся в диапазоне 200–400 Вт, а потери нагрузки – в диапазоне 1500–2500 Вт в зависимости от класса эффективности, а отчет об испытаниях является авторитетным справочным источником.

Замечания по установке и вводу в эксплуатацию

Трансформатор следует устанавливать в вентилируемом помещении с достаточным зазором вокруг корпуса, на ровном,-основательном фундаменте, защищенном от вибрации. Заделки кабеля должны быть выполнены с правильным моментом затяжки, а заземляющее соединение должно быть проверено. Перед подачей питания проверьте настройку ответвителя на соответствие измеренному напряжению питания, а после подачи питания запишите показания на холостом ходу и динамику температуры. Для установок с высоким содержанием гармоник рекомендуется провести первоначальное термографическое обследование под нагрузкой, чтобы подтвердить, что температура обмотки находится в допустимых пределах.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Какую нагрузку может обеспечить трансформатор мощностью 100 кВА?Он может непрерывно выдавать мощность 100 кВА при номинальных условиях, но фактическая полезная нагрузка зависит от коэффициента мощности нагрузки, температуры окружающей среды и допустимой перегрузки. Практическая цель непрерывной нагрузки составляет 60–85 % от номинальной для промышленных установок.

В2. В чем разница между корпусами IP20 и IP23?IP20 защищает от твердых предметов размером более 12 мм и не имеет водозащиты; подходит для чистых помещений. IP23 обеспечивает дополнительную защиту от брызг воды, что делает его пригодным для влажных или промывных помещений.

Вопрос 3. Почему векторная группа Dyn11 используется по умолчанию?Dyn11 обеспечивает нейтраль на стороне низкого-напряжения для одно-фазных нагрузок, содержит токи третьей-гармоники в первичной обмотке треугольника и справляется с несбалансированной нагрузкой лучше, чем Yyn0, что является общим требованием в промышленном распределении.

Вопрос 4. Требуется ли для сухих трансформаторов-типа реле перегрузки?Защита от перегрузки обеспечивается входным выключателем или предохранителями, а также контролем температуры обмотки. Встроенные датчики температуры с функциями сигнализации и отключения защищают обмотки от длительных перегрузок, которые обычное реле максимального тока не может быстро обнаружить.

Вопрос 5. Можно ли установить сухой трансформатор мощностью 100 кВА на открытом воздухе?Стандартные агрегаты сухого-типа предназначены для установки внутри помещений. Для использования вне помещений требуется защищенный от атмосферных воздействий корпус или кожух, поскольку обмотки не защищены от дождя. Для открытых мест следует использовать масло-наполненные устройства или закрытые решения сухого-типа.

Вопрос 6. Какие испытания следует проводить на заводе?Плановые испытания стандарта конструкции: коэффициент трансформации, сопротивление обмотки, потери и ток холостого хода, потери нагрузки и импеданс, а также диэлектрическая стойкость. Для критически важных проектов также следует проверить результаты испытаний на -превышение температуры и измерение уровня шума-из отчета о типовых испытаниях.