วิธีเลือกความจุหม้อแปลงตามลักษณะการโหลด?

 

I. ลักษณะการโหลด: พื้นฐานหลักสำหรับการเลือกความสามารถของหม้อแปลง

ลักษณะการโหลดหมายถึงลักษณะทางไฟฟ้าที่จัดแสดงโดยอุปกรณ์ไฟฟ้าในระหว่างการทำงานส่วนใหญ่รวมถึงประเภทโหลดขนาดและกฎหมายการแปรผันปัจจัยพลังงานระยะเวลา ฯลฯ ลักษณะเหล่านี้จะกำหนดความต้องการความจุโดยตรงของหม้อแปลง

โหลดสามารถแบ่งออกเป็นโหลดอุปนัยโหลด capacitive และโหลดต้านทานตามธรรมชาติของพวกเขาและประเภทต่าง ๆ มีผลกระทบที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถของหม้อแปลง

1) โหลดอุปนัย: เช่นมอเตอร์, หม้อแปลง, ช่างเชื่อมไฟฟ้า ฯลฯ เมื่อโหลดเหล่านี้ทำงานอยู่พวกเขาไม่เพียง แต่ใช้พลังงานที่ใช้งานอยู่ แต่ยังสร้างพลังงานปฏิกิริยาทำให้เกิดการลดลงของปัจจัยพลังงาน การมีอยู่ของพลังงานปฏิกิริยาจะเพิ่มความต้องการพลังงานที่ชัดเจนของหม้อแปลง หากไม่ได้รับการพิจารณาการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาจะต้องเลือกหม้อแปลงกำลังการผลิตขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการทั้งหมดของพลังงานที่ใช้งานและปฏิกิริยา

2) โหลด capacitive: เช่นตัวเก็บประจุเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส (เมื่อผ่าน - ตื่นเต้น) ฯลฯ พวกเขามีลักษณะโดยการให้พลังงานปฏิกิริยาซึ่งสามารถปรับปรุงปัจจัยพลังงานของระบบ ในสถานการณ์ที่ถูกครอบงำด้วยโหลดแบบ capacitive ความต้องการพลังงานที่ชัดเจนของหม้อแปลงอาจต่ำกว่าความจุที่สอดคล้องกับพลังงานที่ใช้งานอยู่และการเลือกจะต้องปรับรวมกันร่วมกับสมดุลพลังงานปฏิกิริยาโดยรวม

3) โหลดต้านทาน: เช่นหลอดไส้, เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า, เตาเผาความต้านทาน ฯลฯ ปัจจัยพลังงานของโหลดดังกล่าวใกล้เคียงกับ 1 และพลังงานที่ชัดเจนจะเท่ากับพลังงานที่ใช้งานอยู่ การเลือกกำลังการผลิตสามารถคำนวณได้โดยตรงตามพลังงานที่ใช้งานโดยไม่คำนึงถึงการสูญเสียพลังงานปฏิกิริยาเพิ่มเติม

 

ขนาดของโหลดไม่ได้รับการแก้ไขและช่วงความผันผวนความแข็งแรงของแรงกระแทกและระยะเวลาส่งผลโดยตรงต่อการเลือกความสามารถของหม้อแปลง

1) โหลดคงที่: เช่นอุปกรณ์สายการผลิตอย่างต่อเนื่องโหลดมีความเสถียรใกล้กับค่าที่กำหนดเป็นเวลานาน ในเวลานี้กำลังการผลิตสามารถคำนวณได้ตามกำลังที่ชัดเจนของโหลดที่ได้รับการจัดอันดับโดยมีอัตรากำไรขั้นต้น 10% -15% สงวนไว้ (พิจารณาอายุอุปกรณ์การสูญเสียสาย ฯลฯ )

2) โหลดผันผวน: เช่นการใช้ไฟฟ้าที่อยู่อาศัย (โหลดสูงในช่วงเช้าและเย็น, โหลดต่ำตอนดึก), การบริโภคไฟฟ้าของห้างสรรพสินค้า (โหลดสูงในเวลาทำการ, โหลดต่ำหลังจากปิด) ในสถานการณ์เช่นนี้มีความจำเป็นที่จะต้องนับเส้นโค้งโหลดของวันทั่วไปใช้โหลดสูงสุดเป็นมาตรฐานสำหรับการเลือกความสามารถและหลีกเลี่ยงการขยายขีดความสามารถแบบสุ่มสี่สุ่มห้าตามค่าสูงสุด - หากระยะเวลาสูงสุด (เช่นเพียง 1-2 ชั่วโมงต่อวัน)

3) แรงกระแทก: เช่นการสตาร์ทมอเตอร์การทำงานของเครื่องเชื่อมไฟฟ้าการทำงานของอุปกรณ์การปั๊ม ฯลฯ ซึ่งจะสร้างกระแสที่เกินกว่าค่าที่ได้รับการจัดอันดับทันที (โดยปกติจะ 5 - 7 เท่าของกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ) แม้ว่าภาระการกระแทกจะมีระยะเวลาสั้น ๆ (หลายวินาทีถึงสิบวินาที) แต่จะทำให้เกิดระยะสั้น - คำโอเวอร์โหลดของหม้อแปลง หากความจุไม่เพียงพออาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าลดลงและความร้อนสูงเกินไป เมื่อเลือกมีความจำเป็นในการคำนวณพลังงานที่ชัดเจนในระหว่างการกระแทก (เช่นมอเตอร์เริ่มต้นพลังงานที่ชัดเจน=การเริ่มต้นกระแสไฟฟ้า×คะแนนแรงดันไฟฟ้า /√3) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะสั้น - ความสามารถในการไหลของหม้อแปลง

เวลาดำเนินการอย่างต่อเนื่องของโหลดกำหนด "ระดับความเหนื่อยล้า" ของหม้อแปลง โหลดที่ทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน (เช่น Data Center UPS Power Supplies อุปกรณ์ดูแลผู้ป่วยหนักของโรงพยาบาล) มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการจับคู่กำลังการผลิตและหม้อแปลงจะต้องทำให้มั่นใจได้ว่าจะทำงานได้อย่างเสถียรตามความจุ สำหรับภาระการใช้งานเป็นระยะ ๆ (เช่นปั๊มชลประทานทางการเกษตรหอคอยอาคารก่อสร้าง) มาตรฐานความจุสามารถลดลงได้อย่างเหมาะสมเนื่องจากอยู่ในสภาพปิดหรือสภาพแสงส่วนใหญ่ของเวลาและอุณหภูมิที่คดเคี้ยวจะไม่สะสมอย่างต่อเนื่อง

ตอบสนองความต้องการโหลดสูงสุด: ความสามารถของหม้อแปลงต้องสูงกว่าหรือเท่ากับกำลังที่ชัดเจนของโหลดสูงสุดเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ยาว - คำโอเวอร์โหลดภายใต้เงื่อนไขการทำงานใด ๆ

ติดตามประสิทธิภาพการดำเนินงานทางเศรษฐกิจ: เส้นโค้งประสิทธิภาพของหม้อแปลงคือ "คว่ำ U - รูปร่าง" และประสิทธิภาพจะสูงที่สุดเมื่ออัตราการโหลดคือ 70% -80% (การสูญเสียขั้นต่ำ) การเลือกกำลังการผลิตควรพยายามทำให้อัตราการโหลดปกติในช่วงนี้เพื่อหลีกเลี่ยง "ม้าตัวใหญ่ดึงรถเข็นขนาดเล็ก" (ประสิทธิภาพลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออัตราการโหลดต่ำกว่า 30%)

พื้นที่ขยายตัวสำรอง: พิจารณาการเติบโตของโหลดในอีก 3-5 ปีข้างหน้า (เช่นการขยายตัวขององค์กรการเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่อยู่อาศัย) กำลังการผลิตจำเป็นต้องสำรองอัตรากำไรขั้นต้นประมาณ 20% (ปรับตามแผนพัฒนา)

ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อม: อุณหภูมิสูงระดับความสูงและสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยฝุ่นจะช่วยลดประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของหม้อแปลง ในกรณีเช่นนี้ความจุจะต้องเพิ่มขึ้นเพิ่มเติม 10%- 20%; หากติดตั้งในหลุม - สถานที่ที่มีการระบายอากาศและที่เหมาะสมกับอุณหภูมิจะลดระยะขอบอย่างเหมาะสม

 

1. คำนวณความสามารถในการโหลดทั้งหมด

พลังงานรวมอุปกรณ์: รวมพลังงานที่ได้รับการจัดอันดับ (kW) ของโหลดทั้งหมดโดยพิจารณาจากปัจจัยอุปสงค์ (ปัจจัยพร้อมกัน)

บัญชีสำหรับโหลดสูงสุด: หากมีระยะสั้น - คำศัพท์ (เช่นกระแสเริ่มต้นมอเตอร์) คำนวณโหลดความร้อนที่เทียบเท่าหรือดำเนินการวิเคราะห์ชั่วคราว

สูตร:

         

ที่ไหน:

s=พลังที่ชัดเจน (kva)

​ Pทั้งหมด= พลังงานที่ใช้งานทั้งหมด (kw)

η=ประสิทธิภาพ

COSφ= ปัจจัยพลังงาน

 

2. กำหนดความสามารถของหม้อแปลง

ความจุฐาน: เลือกความสามารถในการจัดอันดับหม้อแปลงสูงกว่าโหลดที่คำนวณได้เล็กน้อย (โดยทั่วไปคือ 20% ~ 30% มาร์จิ้น)

ตัวอย่าง: หากการคำนวณโหลดคือ 800kva ให้เลือกหม้อแปลง 1,000kva

ความสามารถในการโอเวอร์โหลด: หากโหลดมีความผันผวนเป็นวงจร (เช่นวัน - การเปลี่ยนแปลงกลางคืน) สั้น ๆ - คำว่าโอเวอร์โหลดอาจได้รับอนุญาต (น้ำมัน - หม้อแปลงที่แช่อยู่โดยทั่วไป

การจัดการโหลดพิเศษ:

สำหรับสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแรงกระแทกความสามารถในการคำนวณของหม้อแปลงจะต้องได้รับการแก้ไข แรงกระแทกโหลด (เช่นช่างเชื่อมไฟฟ้าและอุปกรณ์ปั๊ม) สร้างกระแสสูงสุด - กระแสสูงสุดโดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงกระแทก (อัตราส่วนของกระแสสูงสุดต่อกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับ) ถึง 2-5 ในกรณีเช่นนี้ควรทำการปรับความจุโดยใช้"วิธีความต้องการสูงสุด"หรือ"วิธีการแก้ไขค่าสัมประสิทธิ์":

วิธีการอุปสงค์สูงสุด: วัดหรือคำนวณพลังงานที่ใช้งานสูงสุดของโหลดแรงกระแทก (พิจารณาระยะเวลาของผลกระทบ) แปลงเป็นพลังงานที่ชัดเจนแล้วซ้อนทับด้วยความสามารถที่คำนวณได้ของโหลดอื่น ๆ

วิธีการแก้ไขค่าสัมประสิทธิ์: สำหรับระบบที่แรงกระแทกโหลดบัญชีสำหรับสัดส่วนที่สูง (เช่นเกิน 20% ของโหลดทั้งหมด) คูณความสามารถที่คำนวณได้ขั้นพื้นฐานด้วยปัจจัยการแก้ไขที่ 1.2-1.5 (ยิ่งส่งผลกระทบบ่อยขึ้นและรุนแรงเท่าไหร่ปัจจัยการแก้ไขก็ควรสูงขึ้น)

สำหรับระบบที่มีปัจจัยพลังงานต่ำ (เช่นcosφ <0.7), การชดเชยพลังงานปฏิกิริยา (เช่นการติดตั้งธนาคารตัวเก็บประจุ) ควรดำเนินการก่อนเพื่อปรับปรุงปัจจัยพลังงานให้สูงกว่า 0.85 ก่อนที่จะคำนวณความสามารถของหม้อแปลง หลังจากการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาความต้องการพลังงานที่ชัดเจนจะลดลงซึ่งจะช่วยลดความสามารถของหม้อแปลงที่ต้องการและลดทั้งต้นทุนการลงทุนและการใช้พลังงาน

 

3. ตัวอย่างสถานการณ์

สถานการณ์ 1: โหลดจากโรงงาน=500 kw, power factor=0.8, ประสิทธิภาพ=0.9:

→เลือกหม้อแปลง 800KVA

สถานการณ์ 2: ศูนย์ข้อมูล (การดำเนินการ 24/7, อัตราการโหลด 60%) →เลือกสูง - ประสิทธิภาพแห้ง - ประเภทหม้อแปลงที่มีความจุโหลดสูงสุด 1.2x

ความร่วมมือกับการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา: ในสถานการณ์ที่ถูกครอบงำด้วยโหลดอุปนัยการติดตั้งตัวเก็บประจุสำหรับการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาสามารถปรับปรุงปัจจัยพลังงาน (เช่น 0.7 เป็น 0.9) การลดความต้องการพลังงานที่ชัดเจน (เช่นโหลด 1,000kW พลังงานที่ชัดเจนคือ 1429kVa

อิทธิพลของอุณหภูมิแวดล้อม: ความสามารถในการจัดอันดับของหม้อแปลงมักจะได้รับการออกแบบตามอุณหภูมิแวดล้อม 40 องศา หากอุณหภูมิแวดล้อมที่แท้จริงสูงกว่า 40 องศาเป็นเวลานาน (เช่นการติดตั้งกลางแจ้งในพื้นที่อุณหภูมิสูง -) ความจุจะต้องลดลงตาม "ค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขอุณหภูมิ" (เช่นค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขที่ 45 องศาคือ 0.92

การเลือกหม้อแปลงหลายตัว: เมื่อความสามารถในการโหลดมีขนาดใหญ่กระจายอย่างกว้างขวางหรือข้อกำหนดความน่าเชื่อถือสูง (เช่นโรงงานขนาดใหญ่โรงพยาบาล) สามารถใช้หม้อแปลงหลายชนิดในแบบคู่ขนาน ในเวลานี้ควรเลือกความจุของหม้อแปลงเดียวตามหลักการ "การแชร์โหลด" เพื่อให้แน่ใจว่าอัตราการโหลดของหม้อแปลงแต่ละตัวมีความสมดุลและหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดของหนึ่ง