Рекомендации по определению трансформаторов
На окончательную спецификацию трансформатора влияет множество факторов. Однако при определении трансформаторов необходимо учитывать следующие десять факторов:
10 факторов, которые следует учитывать при указании трансформаторов (фото кредит: interelectric.co.il)
- Рейтинг Kilovoltampere (кВА)
- Номинальные значения напряжения, коэффициент и способ подключения (Delta или Wye)
- Насосы напряжения
- Типичные значения импеданса для силовых трансформаторов
- Температурные характеристики изоляции
- Изоляционные классы
- Звуковые уровни
- Влияние сбоев трансформатора
- Гармоническое содержание нагрузки
- Параллельные трансформаторы
1. Рейтинг Kilovoltampere (кВА)
В таблице 1 приведены предпочтительные значения кВА как однофазных, так и трехфазных трансформаторов в соответствии с IEEE C57.12.00-2010, IEEE Standard Общие требования к распределению, мощности и регулирующим трансформаторам с жидкостью (ANSI).
Паспортная табличка трансформатора
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
2. Рейтинги напряжения, коэффициент и способ подключения
Все предпочтительные значения кВА в таблице 1, очевидно, недоступны в качестве стандарта при всех номиналах и коэффициентах напряжения. В целом, меньшие размеры применяются для более низких напряжений и больших размеров до более высоких напряжений.
Значения и коэффициенты напряжения следует выбирать в соответствии с имеющимся стандартным оборудованием, указанным в каталогах производителей. Это рекомендуется, если это вообще возможно, как с точки зрения стоимости и времени для первоначальной закупки, так и для готовой замены, если это необходимо.
В большинстве небольших коммерческих проектов используется вторичное напряжение 208Y / 120V, поскольку большая часть нагрузки - это освещение и небольшие приборы. Вторичное напряжение 480Y / 277 В, в дополнение к схемам 208Y / 120 V, может потребоваться, когда нагрузки являются электродвигателями или имеют большие требования к освещению.
Таблица 1 - Предпочтительные рейтинги Kilovoltampere
| Однофазный (кВА) | Трехфазный (кВА) |
| 3 | 9 |
| 5 | 15 |
| 10 | 30 |
| 15 | 45 |
| 25 | 75 |
| +37, 5 | 112, 5 |
| 50 | 150 |
| 75 | 225 |
| 100 | 300 |
| 167 | 500 |
| 250 | 750 |
| 333 | 1000 |
| 500 | 1500 |
| +833 | 2000 |
| 1250 | 2500 |
| 1667 | 3750 |
| 2500 | 5000 |
| 3333 | 7500 |
| 5000 | 10000 |
Как правило, вторичное напряжение трехфазного трансформатора должно быть выбрано при 480Y / 277 В. Это стало стандартным и совместимо с трехфазными двигателями, которые теперь имеют номинальный стандарт 460 В.
При нормальных условиях номинальная мощность 460 В для вторичной трансформаторной установки не должна выбираться, если нагрузка не является преимущественно более старыми двигателями мощностью 440 В и расположена близко к трансформатору. Фазово-нейтральные цепи 277 В могут служить для освещения флуоресцентного и высокоинтенсивного разряда (HID).
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
3. Напряжение
Краны используются для изменения отношения между обмотками высокого и низкого напряжения. Ручное обесточивание отвода энергии обычно используется для компенсации различий между коэффициентом трансформатора и номинальным напряжением системы. Кран, выбранный в трансформаторе, должен основываться на максимальных условиях напряжения без нагрузки.
Например, стандартный трансформатор мощностью от 13 200 В до 480 В может иметь четыре 2, 5% крана в обмотке 13 200 В (два выше и два ниже 13 200 В). Если этот трансформатор подключен к системе с максимальным напряжением 13 530 В, то кран с напряжением от 13 530 В до 480 В может использоваться для максимальной нагрузки 480 В при полной нагрузке.
Ретрансляторы классифицируются следующим образом //
Ременные ответчики
Отводы могут быть изменены, когда трансформатор включен и заряжен. Эти краны используются для компенсации чрезмерных колебаний напряжения питания. Они редко связаны с коммерческими строительными трансформаторами, за исключением части открытых подстанций более 5000 кВА.
Ременные переключатели могут управляться автоматически или вручную.
Ременные ответвители без нагрузки
Отводы могут меняться только тогда, когда трансформатор обесточен. Кран отвода подается к внешнему переключателю РПН с рукояткой, которая может быть заблокирована в любом положении отвода. Это стандартный аксессуар для большинства жидкостных и герметичных трансформаторов.
На очень маленьких трансформаторах с заполненной жидкостью и большинстве вентилируемых сухих трансформаторов краны меняются путем перемещения внутренних звеньев, которые становятся доступными съемной панелью на корпусе.
Ручные регулируемые (ручные или соединительные) краны подходят для коррекции долгосрочных условий напряжения. Они не подходят для корректировки краткосрочных (почасовых, суточных или недельных) изменений напряжения.
Автоматические переключающие трансформаторы или регуляторы напряжения относительно дороги, так что одно из следующих решений может быть более уместным //
- Запросите улучшение регулирования электроснабжения.
- Разделите цепи так, чтобы тяжелые переменные нагрузки были отделены от более чувствительных нагрузок. Когда трансформатор источника составляет значительную часть импеданса для чувствительной нагрузки, для таких нагрузок используйте отдельный трансформатор (или подстанцию вторичного блока).
- Используйте источники напряжения, регулирующие только чувствительные нагрузки.
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
4. Типичные значения импеданса для силовых трансформаторов
Типичные значения импеданса для силовых трансформаторов приведены в Таблице 2. Эти значения соответствуют значениям КВА с самоохлаждаемым трансформатором и выдерживаются до ± 7, 5%, как указано в IEEE C57.12.00-1987 (ANSI).
Нестандартные импедансы могут быть указаны с номинальной более высокой стоимостью: более высокие импедансы для уменьшения имеющихся токов повреждения или более низкие импедансы для снижения падения напряжения в условиях сильного тока и малой мощности.
При определении трансформаторов лучше всего было бы проконсультироваться с выпусками изготовителей для импедансов небольших трансформаторов, поскольку они могут значительно различаться.
Таблица 2 - Приблизительные значения импеданса трансформатора
| Сопротивление конструкции (в процентах) | ||
| Высокое напряжение (вольт) | Низкое напряжение, 480 В | Низкое напряжение, 2400 В или выше |
| Трансформаторы силовые | ||
| От 2400 до 22 900 | 5, 75 | 5, 5 |
| 26400, 34 400 | 6, 0 | 6, 0 |
| 43 800 | 6, 5 | 6, 5 |
| 67 000 | 7, 0 | |
| Номинальная кВА | Сопротивление конструкции (в процентах) |
| Трансформаторы подстанции вторичной установки | |
| От 112½ до 225 | Не менее 2 |
| От 300 до 500 | Не менее 4, 5 |
| Выше 500 | 5, 75 |
| Сетевые трансформаторы | |
| 1000 и меньше | 5.0 |
| Выше 1000 | 7, 0 |
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
5. Температурные характеристики изоляции
Трансформаторы изготавливаются с использованием различных систем изоляционных материалов (как показано в таблице 2).
Данные о производительности, относящиеся к потерям и импедансам проводников, следует указывать на температуру 40 ° C по сравнению с номинальным средним повышением температуры проводника, измеряемым сопротивлением.
В то время как таблица 3 представляет собой предельные стандартные требования, доступны трансформаторы с меньшими потерями в проводниках и соответствующие более низкие повышения температуры, когда требуется более продолжительный срок службы и снижение эксплуатационных затрат.
Система изоляции класса 105 допускает подъем на 55 ° C с общей предельной температурой 105 ° C. Система изоляции класса 120 позволяет поднимать 65 ° C с общей допустимой предельной температурой 120 ° C. Для класса 150 допускается подъем на 80 ° C, допускается подъем 115 ° C для класса 185, а для класса 220 допускается повышение на 150 ° C. Материалы или комбинации материалов, которые могут быть включены в каждый изоляционный материал класс указаны в IEEE C57.12.00-2010 (ANSI).
Таблица 3 - Температурные характеристики изоляции в ° C
|
Средняя температура проводника. подъем * ° С |
Максимальная температура окружающей среды ° С |
Перепад температур по температуре * ° С |
Общая допустимая предельная температура ° С |
Класс изоляции ° С |
| 55 | 40 | 10 | 105 | 105 |
| 65 | 40 | 15 | 120 | 120 |
| 80 | 40 | 30 | 150 | 150 |
| 115 | 40 | 30 | 185 | 185 |
| 150 † | 40 | 30 | 220 | 220 |
* Максимум при постоянной номинальной нагрузке.
† Трансформаторы сухих типов с использованием изоляционной системы 220 ° C могут быть спроектированы для более низких температурных повышений (115 ° C или 80 ° C) для экономии энергии, увеличения продолжительности жизни и обеспечения постоянной непрерывной перегрузки.
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
6. Изоляционные классы
Классы изоляции напряжения и BIL приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Классы изоляции напряжений и диэлектрические тесты
| Сухие трансформаторы | Трансформаторы распределительные масляные | Трансформаторы силовые масляные погружные | |||||
| Номинальное напряжение системы (кВ) | Класс изоляции | Основной импульсный уровень (кВ) | Низкочастотный тест (кВ) | Основной импульсный уровень (кВ) | Низкочастотный тест (кВ) | Основной импульсный уровень (кВ) | Низкочастотный тест (кВ) |
| 1. | 1.2 | 10 | 4 | 30 | 10 | 45 | 10 |
| 2, 4 | 2.5 | 20 | 10 | 45 | 15 | 60 | 15 |
| 4, 8 | 5.0 | 30 | 12 | 60 | 19 | 75 | 19 |
| 8, 32 | 8, 7 | 45 | 19 | 75 | 26 | 95 | 26 |
| 14, 4 | 15, 0 | 60 | 31 | 95 | 34 | 110 | 34 |
| 23, 0 | 25, 0 | 110 | 37 | 125 | 40 | 150 | 50 |
| 34, 5 | 34, 5 | 150 | 50 | 150 | 50 | 200 | 70 |
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
7. Звуковые уровни
Допустимые уровни шума приведены в таблицах 5 и 6. Уровни шума трансформатора могут быть проблемой в интерьерах коммерческих зданий, особенно там, где требуется относительная тишина, например, в конференц-залах и в некоторых офисных помещениях.
Технические характеристики могут требовать, чтобы уровни шума трансформатора были ниже указанных в этих двух таблицах.
Влияние уровней шума трансформатора можно свести к минимуму, поставив трансформаторы в отдельные помещения, избегая прямого прикрепления трансформаторов к конструктивным элементам, использования звукоизолирующих прокладок или виброгасителей для монтажа и избегая монтажа трансформаторов вблизи пленумов или лестничных клеток, где звук будут направлены в рабочие зоны.
Для больших блоков, обеспечивающих гибкие соединения от трансформатора до длинных проездов, сокращается передача вибраций.
Таблица 5 - Уровни шума для трансформаторов сухого типа в дБ
|
Эквивалентная двухвинтовая кВА |
Самоохлаждаемый вентилируемый (1) |
Самоохлаждаемое уплотнение (2) |
Вентиляция с принудительным воздушным охлаждением (3) |
| 0-9 | 45 | 45 | |
| 10-50 | 50 | 50 | |
| 51-150 | 55 | 55 | |
| 151-300 | 58 | 57 | |
| 301-50 | 60 | 59 | |
| 501-700 | 62 | 61 | |
| 701-1000 | 64 | 63 | |
| 1001-1500 | 65 | 64 | |
| 1501-2000 | 66 | 65 | |
| 2001-3000 | 68 | 66 | |
| 3001-4000 | 70 | 68 | |
| 4001-5000 | 71 | 69 | |
| 5001-6000 | 72 | 70 | |
| 6001-7500 | 73 | 71 | |
| 0-1167 | 67 | ||
| 1168-1667 | 68 | ||
| 1668-2000 | 69 | ||
| 2001-3333 | 71 | ||
| 3334-5000 | 73 | ||
| 5001-6667 | 74 | ||
| 6668-8333 | 75 | ||
| 8334-10 000 | 76 |
Столбцы 1 и 2 - Класс AA рейтинг, колонка 3 - Класс FA и рейтинг AFA.
Таблица 6 - Уровни шума для однофазных и трехфазных трансформаторов с масляным охлаждением в дБ
|
Эквивалентная двухвинтовая кВА |
Без поклонников | С поклонниками |
| 0-300 | 56 | |
| 301-500 | 58 | |
| 501-700 | 60 | 70 |
| 701-1000 | 62 | 70 |
| 1001-1500 | 63 | 70 |
| 1501-2000 | 64 | 70 |
| 2001-3000 | 65 | 71 |
| 3001-4000 | 66 | 71 |
| 4001-5000 | 67 | 72 |
| 5001-6000 | 68 | 73 |
| 6001-7500 | 69 | 73 |
| 7500-10 000 | 70 | 74 |
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
8. Воздействие сбоев трансформатора
Сбои трансформаторов встречаются редко. Однако в многоэтажных зданиях и в других зданиях, где условия для эвакуации ограничены, последствия отказа крупных трансформаторов могут быть серьезными. Воздух из трансформаторных хранилищ должен быть истощен непосредственно на открытом воздухе.
Трансформаторы сухого типа обычно предпочтительнее трансформаторов с заполненной жидкостью (даже менее огнеопасных, с жидкостными изоляционными типами), где критические соображения о пожаре и дыме.
Хорошо разработанная защита трансформатора может минимизировать степень повреждения трансформатора любого типа. Трансформаторы сухого типа, в том числе тип литой катушки, если они подвергаются повреждениям в течение длительного периода времени, могут гореть и вырабатывать дым. Жидкотопливные трансформаторы могут взрываться, гореть и вырабатывать дым. Могут быть предусмотрены условия для решения этих редких, но все же возможных режимов отказа для крупных трансформаторов в критических областях.
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
9. Гармоническое содержание нагрузки
Очень недавние разработки показали отказ некоторых типов трансформаторов из-за нелинейных нагрузок, которые вызывают третью и высшую гармоники, протекающие через обмотки.
Когда эти гармоники присутствуют из-за нагрузок, таких как компьютеры, приводы с регулируемой скоростью, электронные балласты, освещение HID, дуговые печи, устройства переключения быстрого режима и аналогичные электрические нагрузки, следует рассмотреть возможность указания специального трансформатора, который предназначен для противостояния этим гармонические токи и потоки, которые они производят в ядрах.
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
10. Параллельные трансформаторы
Когда трансформатор может быть параллелен другому трансформатору, требуется указать% IR, % IX и% IZ. Подробнее о согласовании трансформаторов для параллельной работы.
Вернуться к Специфицировать факторы ↑
Ссылка // Рекомендуемая практика для электроэнергетических систем в коммерческих зданиях (IEEE STD 241)