Kích thước máy biến áp phân phối: Ngoài công thức kVA

Kích thước biến áp phân phối bắt đầu với tải một cơ sở sẽ thực sự vẽ, không phải là số lớn nhất trong danh sách thiết bị của nó. một tính toán hữu ích phải giải thích những gì chạy cùng nhau, bao lâu đỉnh cao kéo dài và những gì thay đổi khi sản xuất mở rộng.

Đối với người mua dự án, kích thước biến áp phân phối nên sản xuất nhiều hơn một con số kVA.Đó là một khuyến nghị công suất với các giả định mà một kỹ sư có thể kiểm tra và một nhà cung cấp có thể sử dụng. phương pháp sau đây tách nhu cầu bình thường, tăng trưởng theo kế hoạch và hạn chế vận hành thay vì ẩn mọi thứ bên trong một hệ số nhân an toàn.

Kích thước biến áp phân phối liên quan đến điều gì?

Kích thước máy biến áp phân phối thiết lập công suất năng lượng biểu kiến cần thiết để cung cấp tải điện xác định trong các điều kiện vận hành được chỉ định. Việc chuyển đổi cơ bản rất đơn giản: chia nhu cầu điện tính bằng kW cho hệ số công suất tương ứng để thu được kVA. Các Giải thích của Bộ Năng lượng về hệ số công suất mô tả mối quan hệ này giữa sức mạnh thực sự và rõ ràng.

Số kết quả là một điểm khởi đầu. nhiệm vụ nhiệt, hiệu suất điện áp, khởi động động cơ và môi trường cài đặt cần sự chú ý riêng biệt. ứng dụng máy biến áp IEC và hướng dẫn tải giải quyết các cân nhắc dịch vụ rộng hơn này.

Do đó, việc xem xét kích thước máy biến áp phân phối thực tế đặt ra hai câu hỏi: máy biến áp phải cung cấp bao nhiêu tải và trong những điều kiện nào nó phải cung cấp?

Xây dựng lịch trình tải trước khi chọn xếp hạng

Bắt đầu với lịch trình hiển thị từng đầu vào điện, điện áp, sắp xếp pha, giờ hoạt động và đóng góp dự kiến của tải trong điều kiện hoạt động bận rộn nhất. dán nhãn mọi giá trị được đo, thiết bị được chỉ định hoặc giả định.

Đối với một cơ sở hiện có, yêu cầu nhu cầu và hồ sơ hệ số công suất phù hợp với thời gian bao gồm sản xuất đại diện và điều kiện theo mùa.Đối với một cơ sở mới, yêu cầu chủ sở hữu quy trình xác nhận máy nào hoạt động cùng nhau.Một danh sách các thiết bị được cài đặt là hữu ích, nhưng nó chưa phải là một kịch bản hoạt động.

Đầu ra động cơ riêng biệt với đầu vào điện

Xếp hạng đầu ra trục của động cơ không phải là đầu vào điện của nó.Khi ước tính đầu vào từ công suất trục, chia cho hiệu suất động cơ tại điểm vận hành có liên quan.Các DOE tải động cơ và hướng dẫn hiệu qu giải thích sự khác biệt này. không áp dụng điều chỉnh hiệu quả đó một lần nữa khi lịch trình đã chứa đầu vào điện đo được.

Sự khác biệt này quan trọng trong việc định cỡ máy biến áp phân phối vì trục trộn kW và kW điện làm cho tổng số không nhất quán trước khi áp dụng bất kỳ hệ số nhu cầu nào.

Sử dụng Công thức định cỡ máy biến áp phân phối chính xác

Để định cỡ máy biến áp phân phối dựa trên nhu cầu điện và hệ số công suất tổng hợp thích hợp:

Công suất biểu kiến (kVA) = nhu cầu (kW) ÷ hệ số công suất

Sử dụng hệ số công suất làm số thập phân. trong trường hợp minh họa, 400 kW ở hệ số công suất 0,90 đại diện cho 444,4 kVA. Việc chuyển đổi tuân theo định nghĩa về hệ số công suất; nó chưa bao gồm các bổ sung trong tương lai hoặc thiết lập một nhiệm vụ nhiệt có thể chấp nhận được.

Tính toán từ Điện áp và Dòng điện

Đối với tải ba pha cân bằng:

kVA = √3 × điện áp đường dây (V) × dòng điện (A) ÷ 1.000

Sử dụng điện áp đường dây, không phải điện áp đường dây trung tính. biểu thức này tuân theo mối quan hệ công suất ba pha được trình bày trong hướng dẫn động cơ DOE. Nơi tải pha không cân bằng đáng kể, có kỹ sư đánh giá các pha riêng lẻ thay vì chỉ dựa vào xấp xỉ tải cân bằng.

Khi các phép đo hiện tại đã thiết lập kVA, đừng chia kết quả đó cho hệ số công suất một lần nữa. Điều đó sẽ lặp lại việc chuyển đổi một cách không cần thiết.

Đối với tải hỗn hợp, sử dụng hệ số công suất tổng hợp tương ứng với nhu cầu kết hợp. một trung bình số học của các yếu tố công suất thiết bị không phải là một thay thế thích hợp.Đối với kích thước biến áp phân phối, nhu cầu và hệ số công suất phải mô tả cùng một điều kiện hoạt động; nếu không, thương số kết hợp các đầu vào không liên quan.

Phân biệt Connected Load với Simultaneous Demand

Nhu cầu yếu tố so sánh nhu cầu tối đa với tải kết nối. nó không phải là một phụ cấp miễn phí để loại bỏ công suất từ một lịch trình. Nghiên cứu phát triển yếu tố nhu cầu minh họa tại sao hành vi vận hành và tổng thể tải được kết nối lại quan trọng khi thiết lập các yếu tố đó.

Trong bảng tính định cỡ máy biến áp phân phối của bạn, hãy nêu chính xác những gì mỗi hệ số nhân đại diện. nó có tính đến một máy hoạt động dưới đầu vào được xếp hạng, ít máy chạy cùng nhau hơn hoặc cả hai không?Tránh áp dụng một mức giảm rộng khác sau khi lịch trình đã đại diện cho nhu cầu đồng thời.

Xem xét hai máy bơm quá trình dự định thay thế. xác nhận xem chúng có thể chồng chéo trong quá trình chuyển đổi hay điều kiện hoạt động bất thường. tương tự như vậy, hãy hỏi xem tải sưởi ấm, thông gió và sản xuất có trùng khớp trong mùa được sử dụng để thiết kế hay không.

Ghi lại trường hợp hoạt động bên cạnh tính toán. “Ba ô sản xuất đang chạy, một ô ở chế độ chờ” hữu ích hơn một yếu tố không giải thích được sao chép từ một cơ sở khác.

Ví dụ về định cỡ máy biến áp phân phối cho nhà máy

Hãy xem xét một nhà máy giả định với một đề xuất 10 kV/400 V, cung cấp ba pha. tất cả các giá trị dưới đây là đầu vào điện minh họa, không phải là một dự án Lanshan hoặc đánh giá sản phẩm được đảm bảo.

Cột nhu cầu đại diện cho sự đóng góp của mỗi nhóm trong cùng một giai đoạn hoạt động bận rộn giả định.Nó không phải là một tập hợp các đỉnh riêng lẻ không liên quan.

Tính toán yêu cầu hiện tại

Giả sử hệ số công suất tổng hợp trong giai đoạn này là 0,90:

Nhu cầu biểu kiến hiện tại = 400 ÷ 0,90 = 444,4 kVA

Hệ số nhu cầu ngụ ý là 400 ÷ 520, hoặc xấp xỉ 0,77. giá trị đó mô tả lịch trình được phát minh này; nó không phải là một yếu tố nhu cầu nhà máy được đề ngh.

Thêm một Identified Expansion

Giả sử một quy trình bổ sung được phê duyệt sẽ đóng góp 60 kW trong cùng thời kỳ cao điểm và hệ số công suất tổng hợp trong tương lai vẫn là 0,90:

Nhu cầu biểu kiến trong tương lai = (400 + 60) ÷ 0,90 = 511,1 kVA

Tính toán kích thước biến áp phân phối này bây giờ phân biệt yêu cầu hiện tại với một mở rộng xác định. không cần phải đếm lại mở rộng đó cùng một bên trong một trợ cấp tăng trưởng khác.

Đánh giá xếp hạng ứng viên

Giả sử một nhà cung cấp cung cấp một cấu hình 630 kVA phù hợp. nhu cầu trong tương lai được tính toán sẽ bằng khoảng 81.1% của xếp hạng đó. ở 400 V, dòng tải ba pha cân bằng sẽ là khoảng 738 A.

Những số liệu đó biện minh cho việc đánh giá thêm, không phải phê duyệt tự động.Ứng viên vẫn cần kiểm tra nhiệt, hài hòa, khởi động động cơ, mức độ lỗi và cài đặt. tính khả dụng và đặc điểm cụ thể của dự án cũng phải được xác nhận.

Như một kiểm tra độ nhạy, cùng 460 kW tại 0,80 hệ số công suất trở thành 575 kVA. điều này chứng minh làm thế nào một đầu vào không chắc chắn có thể thay đổi đáng kể kích thước máy biến áp phân phối mà không cần thêm bất kỳ máy móc mới nào.

Bạn nên cho phép bao nhiêu dung lượng dự phòng?

Ba quyết định riêng biệt: nhu cầu trong tương lai được xác nhận, sự không chắc chắn trong ước tính tải và khoảng không hoạt động ưa thích của chủ sở hữu.Giữ chúng hiển thị giúp đề xuất công suất dễ xem xét hơn.

Đối với kích thước máy biến áp phân phối, việc bổ sung máy được phê duyệt là bằng chứng mạnh mẽ hơn tỷ lệ phần trăm chăn. ghi lại ngày vận hành có thể của nó, đầu vào điện và chồng chéo với tải hiện có. xử lý ít phát triển nhất định như một kịch bản riêng biệt hơn là âm thầm giả định tất cả sẽ xảy ra.

Cũng phân biệt công suất dự phòng từ dự phòng. một máy biến áp đơn lớn hơn không cung cấp đường dẫn cung cấp thứ hai. nơi phải chịu sự cố mất điện, hãy yêu cầu kỹ sư đánh giá nguồn cung cấp còn lại và tải trọng thiết yếu với một đơn vị không có sẵn.

Không giả sử một đánh giá lớn hơn là tự động hiệu quả hơn. tổn thất máy biến áp bao gồm một thành phần có mặt bất cứ khi nào các đơn vị được cấp điện và một thành phần thay đổi với tải. các hướng dẫn hiệu suất máy biến áp phân phối do DOE chủ trì giải thích tại sao hồ sơ tải dự định quan trọng.

Kiểm tra Motor Starting Separately từ Running Load

Khởi động động cơ có thể áp đặt các điều kiện dòng điện và điện áp rơi mà phép tính kVA ở trạng thái ổn định không mô tả. IEEE 3002.7 đề cập đến các nghiên cứu khởi động động cơ, bao gồm những tác động này và tầm quan trọng của các giả định về mô hình hệ thống.

Đối với kích thước máy biến áp phân phối, thu thập phương pháp khởi động của động cơ lớn nhất, dữ liệu dòng khởi động, yêu cầu tăng tốc và khởi động mỗi giờ. xác định các tải khác dự kiến sẽ chạy khi nó bắt đầu.

Yêu cầu kỹ sư đánh giá điện áp đầu cuối động cơ và sự xáo trộn mà các thiết bị khác gặp phải. Hỏi xem trình tự bắt đầu hoặc phương pháp bắt đầu khác có thay đổi kết quả hay không trước khi coi công suất máy biến áp bổ sung là lựa chọn duy nhất.

Giữ sự khác biệt rõ ràng trong trình: lịch trình nhu cầu mô tả điều kiện chạy, trong khi nghiên cứu bắt đầu kiểm tra một sự kiện xác định. một bộ đệm công suất chung không thể hiện hiệu suất bắt đầu chấp nhận được.

Đánh giá tải hài hòa trước khi hoàn thiện công suất

Trong trường hợp bộ truyền động, thiết bị sạc hoặc tải điện tử khác đáng kể, hãy yêu cầu dữ liệu dạng sóng dòng điện hoặc sóng hài thay vì chỉ phê duyệt công suất từ kW. IEEE C57.110 cung cấp các phương pháp đánh giá khả năng của máy biến áp khi cung cấp dòng tải không hình sin.

Đối với kích thước máy biến áp phân phối, yêu cầu nhà cung cấp xem xét hỗn hợp tải được đề xuất và giải thích bất kỳ điều khoản thiết kế cần thiết hoặc hạn chế tải. bao gồm các mức hoạt động mà dữ liệu hài hòa được đo hoặc chỉ định.

Không giả định rằng một phụ cấp phần trăm chung giải quyết vấn đề này. bằng nhau, không quy định cùng một cấu trúc máy biến áp đặc biệt cho mỗi cài đặt có chứa một ổ đĩa. việc đánh giá nên kết nối các đặc tính tải thực tế với máy biến áp được đề xuất.

Ghi lại kết quả như một khả năng xác định hoặc giới hạn trong lịch trình kỹ thuật, không chỉ đơn giản là “phù hợp với sóng hài.”

Tài khoản Nhiệt độ, Làm mát và Thời lượng tải

Kích thước máy biến áp phân phối phải phản ánh môi trường mà thiết bị sẽ hoạt động. IEC 60076-7 giải quyết tải máy biến áp ngâm dầu khoáng liên quan đến nhiệt độ môi trường, nhiệt độ vận hành và lão hóa nhiệt. IEC 60076-12 cung cấp khung tải tương ứng cho máy biến áp loại khô trong phạm vi của nó.

Gửi độ cao trang web, thông tin môi trường xung quanh-nhiệt độ, chi tiết bao vây và sắp xếp thông gió đề xuất. yêu cầu nhà cung cấp xác nhận rằng xếp hạng được cung cấp áp dụng trong những điều kiện đó.

Bao gồm thời lượng và sự lặp lại của các giai đoạn tải cao. một đỉnh ngắn và một ca sản xuất mở rộng không nên được trình bày như nhiệm vụ nhiệt giống hệt nhau. bất kỳ tải đề xuất trên bảng tên cần một đánh giá thiết bị cụ thể, không cho phép suy ra từ bài viết này.

Khi một đề xuất bao gồm xếp hạng làm mát tự nhiên và cưỡng bức, hãy xác định xếp hạng nào hỗ trợ hoạt động bình thường và điều gì xảy ra khi không có hệ thống làm mát phụ trợ.

Xem lại Trở kháng và Thiết bị hạ nguồn

Một con số kVA lớn hơn không giải quyết điều chỉnh điện áp hoặc hiệu suất lỗi. Các Hướng dẫn ứng dụng IEC 60076-8 địa chỉ kết nối máy biến áp, dòng điện sự cố hệ thống, hoạt động song song và thay đổi điện áp khi tải.

Xử lý kích thước biến áp phân phối như là một phần của đánh giá hệ thống. có được trở kháng đề xuất, nhóm vector, sắp xếp khai thác và chi tiết kết nối. có kỹ sư sử dụng chúng trong các nghiên cứu tải-dòng chảy, ngắn mạch và bảo v.

Sau đó xác minh giao diện với hạ lưu switchgear điện áp thấp, cáp và kết nối xe buýt. 738 A được tính toán trong ví dụ nhà máy mô tả tải giả định; nó không độc lập chọn bộ ngắt mạch hoặc thiết lập ampacity cáp.

Đối với các dự án mở rộng, nêu rõ máy biến áp sẽ hoạt động riêng biệt hay song song. không giả sử hai đơn vị tương thích vì tỷ lệ điện áp danh định và xếp hạng kVA của chúng phù hợp.

Lựa chọn giữa thiết kế kiểu khô và ngâm dầu

Việc tính toán tải thiết lập nhiệm vụ được cung cấp; sự lựa chọn xây dựng cũng đòi hỏi phải xem xét cài đặt.Đối với thiết bị loại khô trong phạm vi của nó, IEC 60076-11 là một tiêu chuẩn sản phẩm có liên quan. đánh giá tải nên sử dụng hướng dẫn thích hợp cho việc xây dựng được lựa chọn.

Phạm vi biến áp của Lanshan bao gồm a Máy biến áp loại khô 10kV và một máy biến áp ngâm dầu. Những điều này cung cấp điểm khởi đầu cho cuộc thảo luận về cấu hình, thay vì thay thế cho bảng dữ liệu dự án đã được phê duyệt.

Giữ cùng một giả định kích thước máy biến áp phân phối khi so sánh các thiết kế. yêu cầu xác nhận sắp xếp làm mát, điều kiện trang web áp dụng, giải phóng mặt bằng vật lý và các điều khoản cài đặt cần thiết. nếu không, hai đề xuất với cùng một công suất tiêu đề có thể dựa trên nhiệm vụ khác nhau.

Gửi gì với yêu cầu về máy biến áp

Một yêu cầu về kích thước máy biến áp phân phối hữu ích bao gồm tính toán và các đầu vào hỗ trợ của nó, không chỉ kVA được yêu cầu. Sử dụng những nội dung sau làm danh sách kiểm tra mua sắm thay vì lịch trình tuân thủ chung.

Giữ một ngày sửa đổi trên lịch trình kích thước biến áp phân phối.Khi một tải thay đổi, cập nhật đóng góp nhu cầu của nó và gắn cờ các giả định bị ảnh hưởng trước khi yêu cầu các nhà cung cấp sửa đổi đề xuất của họ.Điều này tránh so sánh một đề nghị dựa trên bố trí quy trình ban đầu với một đề nghị khác dựa trên một mở rộng sau này.

Yêu cầu một bảng dữ liệu đã được phê duyệt, bản vẽ chiều và lịch trình tài liệu kiểm tra đã được thống nhất trước khi chấp nhận cuối cùng. chỉ định những câu hỏi kỹ thuật nào vẫn còn mở và ai sẽ phê duyệt từng câu trả lời.

của Lanshan phạm vi biến áp điện có thể được xem xét chống lại các yêu cầu này. giữ bảo đảm mô hình cụ thể tách biệt với mô tả loạt rộng.

Kết luận

Kích thước máy biến áp phân phối tốt kết nối một kịch bản hoạt động đáng tin cậy với cấu hình thiết bị đã được xác minh. tính toán nhu cầu đồng thời, sử dụng hệ số công suất tương ứng và phân biệt tăng trưởng theo kế hoạch với sự không chắc chắn. sau đó giải quyết các yêu cầu bắt đầu, hài hòa, nhiệt và giao diện hệ thống trước khi phê duyệt.

Để thảo luận về một cấu hình phù hợp, liên hệ Lanshan Electric với lịch trình tải của bạn, sơ đồ đơn dòng, yêu cầu điện áp và điều kiện cài đặt. bao gồm kế hoạch mở rộng để việc xem xét có thể giải quyết cả cài đặt ban đầu và giai đoạn tiếp theo của nó.

Câu hỏi thường gặp

Công thức định cỡ máy biến áp phân phối cơ bản là gì?

Chia nhu cầu điện đồng thời tính bằng kW cho hệ số công suất tổng hợp tương ứng để thu được kVA. Ví dụ: 400 kW ở hệ số công suất 0,90 bằng khoảng 444,4 kVA, trước khi kiểm tra ứng dụng còn lại.

Tôi có thể kích thước một máy biến áp từ tiêu thụ điện hàng tháng?

Không phải từ kWh hàng tháng một mình. năng lượng trong một khoảng thời gian không xác định nhu cầu cao điểm trong đó. yêu cầu dữ liệu nhu cầu khoảng thời gian và hồ sơ hoạt động hơn là xử lý tiêu thụ trung bình như tải tối đa. hướng dẫn hiệu quả biến áp cũng phân biệt tải trung bình và cao điểm.

Có nên phân phối kích thước biến áp luôn luôn bao gồm 25% công suất dự phòng?

Sử dụng một khoản trợ cấp dự án được ghi lại thay vì giả định một phần trăm phù hợp với mọi cơ sở. bổ sung được phê duyệt riêng biệt từ tăng trưởng không chắc chắn và khoảng không hoạt động ưa thích. không tính cùng một mở rộng hai lần hoặc sử dụng công suất dự phòng để thay thế cho các nghiên cứu ứng dụng.

Máy biến áp 630 kVA có đủ tải 500 kW không?

Tại 0,90 hệ số công suất, 500 kW bằng khoảng 555,6 kVA; tại 0,80, nó bằng 625 kVA. không tính toán một mình thiết lập sự phù hợp. điều kiện làm mát thực tế, thời gian tải, nhiệm vụ bắt đầu và các yêu cầu khác của dự án vẫn cần xem xét.

Việc chọn máy biến áp loại khô có làm thay đổi tính toán kVA không?

Việc chuyển đổi tải cơ bản vẫn giữ nguyên. những thay đổi là đánh giá cụ thể xây dựng của làm mát, điều kiện hoạt động và khả năng tải. so sánh các thiết kế so với các giả định tải giống hệt nhau và có được xác nhận cho việc cài đặt đề xuất.