» »

Выбор силовых трансформаторов по мощности. Выбор мощности трансформаторов - как выполняются заводские подстанции. Выбор конструктивного исполнения трансформаторов

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных (ГПП) и цеховых трансформаторных (ЦТП) подстанций промышленных предприятий должен быть правильным, технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

При выборе числа и мощности силовых трансформаторов важными критериями являются надёжность электроснабжения, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность. Оптимальный вариант выбирается на основе сравнения капиталовложений и годовых эксплуатационных расходов, определяемых по выражению:

Регулируемый линейный источник питания идентичен нерегулируемому линейному источнику питания, за исключением того, что вместо резистора для слива используется трехконтактный регулятор. Регулируемый линейный источник питания решает все проблемы нерегулируемого питания, но не так эффективен, потому что 3-контактный регулятор будет рассеивать избыточную мощность в виде тепла, которая должна учитываться при проектировании питания. Выходное напряжение имеет незначительную пульсацию, очень низкое регулирование нагрузки и высокую надежность, что делает его идеальным выбором для использования в маломощных электронных приложениях.

где - затраты;


- нормативный коэффициент экономической эффективности;


- капитальные вложения;

- эксплуатационные расходы.

Феррорезонантный источник питания очень похож на нерегулируемый источник питания, за исключением характеристик феррорезонансного трансформатора. Феррорезонансный трансформатор будет обеспечивать постоянное выходное напряжение при широком изменении входного напряжения трансформатора. Проблемы с использованием феррорезонансного источника питания включают в себя то, что он очень чувствителен к небольшим изменениям в линейной частоте и не может переключаться с 50 Гц на 60 Гц и что трансформаторы рассеивают больше тепла, чем обычные трансформаторы.

Для удобства эксплуатации систем электроснабжения следует стремиться выбирать не более двух-трёх стандартных мощностей основных трансформаторов (не считая вспомогательных). Это ведёт к сокращению складского резерва и облегчает замену повреждённых трансформаторов. Желательна установка трансформаторов одинаковой мощности, однако такое решение не всегда выполнимо.

Эти источники питания более тяжелые и будут иметь более слышимый шум от резонанса трансформатора, чем регулируемые линейные источники питания. Источник питания переключателя имеет выпрямитель, фильтр-конденсатор, последовательный транзистор, регулятор, трансформатор, но более сложный, чем другие источники питания, которые мы обсуждали. Схема, приведенная ниже, представляет собой простую блок-схему и не представляет всех компонентов в источнике питания.

Схемы ректификации для регулируемых линейных источников питания

Недостатки этого типа питания заключаются в том, что все трансформаторы должны быть изготовлены на заказ, а сложность источника питания не поддается низкому производству или экономичным приложениям с низким энергопотреблением. Из нашего предыдущего описания регулируемый линейный источник питания является наиболее экономичным дизайном для снижения мощности, низкой пульсации и низкого регулирования, который подходит для электронных приложений. В этом разделе мы объясним четыре основные схемы выпрямления, которые используются.

В целях удешевления ГПП напряжением 35-220 кВ рекомендуется применять схемы без установки выключателей на стороне высшего напряжения. У цеховых трансформаторов не следует использовать распределительное устройство на стороне высшего напряжения, а применять непосредственное (глухое) присоединение питающей кабельной линии к трансформатору при радиальных схемах питания трансформатора или присоединение через разъединитель или выключатель нагрузки при магистральных схемах питания. При магистральной схеме питания трансформатора мощностью 1000 кВА и выше вместо разъединителя необходимо устанавливать выключатель нагрузки, так как при напряжении 6-20 кВ разъединителем можно отключать холостой ход трансформатора мощностью не более 630 кВА.

Цепи с полным волновым центром

Полноволновый выпрямитель использует только половину обмотки трансформатора за раз. В полноволновом мосте весь вторичный трансформатор используется в каждом полупериоде, в отличие от всенаправленного центра, который использует только половину вторичного в каждом полупериоде.

Как указать трансформатор

Использование регулируемого линейного источника питания заключается в обеспечении постоянного выходного напряжения при различных нагрузках, а также изменении входного напряжения. Все наши вычисления для определения правильного трансформатора предполагают, что входное напряжение может меняться от 95 до 130 В и не изменять выход нашего питания.

При проектировании схем внутризаводского питания желательно использовать комплектные трансформаторные подстанции (КТП), т.к. их блочно-модульное исполнение обеспечивает наиболее дешёвый и быстрый способ монтажа (5 - 10дней).

Предпочтение КТП для внутренней установки следует отдавать только при наличии вредных агрессивных факторов.

Выбор мощности силовых трансформаторов

Мы суммировали все вычисления для трех основных схем выпрямления в таблице ниже. Есть регуляторы с низкими потерями, которые имеют падение на 5В вместо 3 В, но в настоящее время они не рассматриваются из-за доступности. Давайте теперь посмотрим, как регулятор будет рассеивать тепло в худших условиях с высокой линией и полной нагрузкой. Регулятор рассеивает избыточную мощность в виде тепла. Регулятор имеет только максимальную мощность, которую он может рассеять, прежде чем внутренняя тепловая защита отключит его.

Выбор типа трансформаторов

Выбор типа трансформаторов производится с учётом условий их установки, эксплуатации, температуры окружающей среды и т.п. В основном на промышленных предприятиях используют масляные двухобмоточные трансформаторы серий ТД*, ТМ*. Трёхобмоточные трансформаторы применяют на ГПП при наличии на предприятии удалённых потребителей средней мощности. Трансформаторы с расщеплёнными обмотками (серия ТР*) применяют при необходимости снижения тока КЗ и выделения питания ударных нагрузок (например, прокатные станы металлургических предприятий).

Десятки тысяч трансформаторов Дженсена используются сегодня во всем мире и поддерживают безупречную репутацию за превосходное качество и надежность. Дин Дженсен, наш основатель, отправился на поиски в начале 70-х годов, чтобы разгадать недостатки аудиотрансформаторов. Он понял, что трансформаторы часто являются основной причиной «плохого» звукового оборудования, и поэтому они в значительной степени посвящены фундаментальным исследованиям, связанным с точностью и точностью передачи сигналов. Большая часть этой новаторской работы была сосредоточена на аудио-трансформаторах и их интерфейсе с системной электроникой.

Трансформаторы ГПП напряжением 35-220 кВ изготавливают только с масляным охлаждением (обычно устанавливают на открытом воздухе). Для цеховых ТП (с высшим напряжением 6-20 кВ) применяют масляные трансформаторы типов ТМ, ТМН (для наружной установки), ТМЗ (для установки в помещениях). Сухие трансформаторы типа ТСЗ (для установки внутри административных и общественных зданий) и ТНЗ (совтоловые трансформаторы предназначены для установки внутри цехов, где недопустима открытая установка масляных трансформаторов; являются неразборными и техническое обслуживание производится на заводах изготовителях).

Материалы из сердечника подвергаются периодическому тестированию в соответствии с требованиями к проницаемости, а слои изготавливаются вручную, чтобы создать уникальный дизайн. Ультра-высокоточные швейцарские метеорные числовые намоточные машины используются для намотки бобин и обеспечения абсолютной точности для согласования трансформатор-трансформатор. Каждый трансформатор тщательно тестируется как до, так и после инкапсуляции. Полное раскрытие тестовых процедур и графиков производительности обнародовано, чтобы позволить самому требовательному инженеру принимать обоснованные решения продукта во время процесса проектирования.

Буквенное обозначение трансформатора содержит следующие данные в указанном порядке: число фаз – для однофазных О; для трёхфазных Т; вид охлаждения (см. табл. 1), число обмоток (для обозначения трёхобмоточного трансформатора применяют букву Т), выполнение одной обмотки с устройством РПН обозначают дополнительной буквой Н. Для обозначения автотрансформатора впереди добавляют букву А.

Получите как можно больше информации о характере и функционировании вашего потребителя. Это очень распространено, например, электродвигатель. Например, есть несколько вариантов оптимизации, которые могут сэкономить ваши деньги и объем строительства в шкафу управления.

Следующие начальные точки полезны для определения размеров вашего трансформатора. Иногда реальная сила потребителя путается с требуемым явным потреблением энергии или разница не учитывается. Для электроприборов обычно определяется выходная мощность. Однако для определения размеров трансформатора требуется мощность записи.

Таблица 1.Классификация видов охлаждения трансформаторов.

Вид охлаждения

Условное обозначение

Вид охлаждения

Условное обозначение

Масляные трансформаторы

Сухие трансформаторы

Согласно формуле для трехфазных нагрузок требуемая кажущаяся потребность в мощности рассчитывается следующим образом. Особенно для небольших силовых трансформаторов физически связь между первичными и вторичными бедными. Если такой трансформатор подвергается очень небольшой нагрузке или не имеет нагрузки из-за эксплуатационных причин, это в сочетании с допустимым допустимым допустимым напряжением питания на 10% приводит к избыточному напряжению управления на незагруженном трансформаторе. Кратковременная мощность и непрерывная мощность При настройке трансформаторов управляющего напряжения указанную кратковременную мощность нельзя игнорировать.

Естественная циркуляция воз-духа и масла

Естественное воздушное при открытом исполнении

Принудительная циркуляция воздуха и естественная цирку-ляция масла

Естественное воздушное при за-щищенном исполнении

Естественная циркуляция воз-духа и принудительная цирку-ляция масла

Выбор размеров управляющих трансформаторов

Придерживаясь этого выбора, вы получаете как экономичные преимущества, так и экономию пространства. Определение непрерывной мощности. Размер управляющего трансформатора должен быть таким, чтобы он сохранял падение напряжения в допустимых пределах даже в неблагоприятных условиях. Размер трансформатора рассчитывается путем добавления удерживающей мощности всех потребителей, включающих в то же время, и отключающей способности крупнейшего потребителя и умножения результата на 0, 8. Если размер потребителей почти равен, сумма включаемых полномочий всех потребителей, включенных в одно и то же время, добавляется к сумме всех удерживающих мощностей, а результат умножается на 0, 8.

Естественное воздушное при герметичном исполнении

Принудительная циркуляция воздуха и масла

Воздушное с дутьём

Принудительная циркуляция воды и естественная циркуля-ция масла

Трансформаторы с негорючим диэлектриком жидким

Номинальная мощность трансформатора

Обнаружение после кратковременной мощности. Если вы хотите переключить большие защитные устройства, рекомендуется выбрать управляющий трансформатор после короткого замыкания. В большинстве случаев это уменьшает требуемый выход трансформатора. Важно обеспечить, чтобы удерживающая мощность не превышала непрерывную мощность.

Благоприятный трансформатор = горячий трансформатор Постоянное ценовое давление постоянно ищет способы упрощения, снижения и снижения цены на продукцию. К сожалению, эта тенденция не остановилась на трансформаторной отрасли. Благодаря использованию высококачественных изоляционных материалов рабочая температура намоточных материалов также может быть увеличена. Однако потери потерянной нагрузки увеличиваются примерно на 30%, эффективность соответственно хуже. В конкретных терминах это означает, что для пользователя требуется, чтобы тепло, которое должно рассеиваться в шкафу управления, увеличивалось и чтобы требовалось более дорогое охлаждение или вентиляция.

Принудительная циркуляция воды и масла

Естественное охлаждение него-рючим жидким диэлектриком

Охлаждение негорючим жидким диэлектриком с дутьём

Трансформатор с естественным масляным охлаждением и азотной защитой (без расширителя) обозначают буквой З после вида охлаждения (например, ТМЗ).

Полный трансформатор по сравнению с автотрансформатором

Поскольку эффективный климат-контроль кабинета также приведет к соответствующим расходам, дополнительные усилия следует сравнить с якобы «сэкономными» издержками трансформатора. Таким образом, у вас есть возможность выбрать продукт, который лучше всего подходит для вас. Автотрансформатор состоит только из одной обмотки, вторичная обмотка является своего рода «делителем напряжения» первичной обмотки. Напротив, полный трансформатор представляет собой трансформатор с двумя гальванически изолированными обмотками.

Пример условного обозначения трансформатора: ТРДН-25000/110 – трёхфазный двухобмоточный с расщеплённой обмоткой, масляным охлаждением, с дутьём и естественной циркуляцией масла, с РПН, 25000 кВА, 110 кВ.

Раз уж Вы читаете данную статью, значит, конец света все-таки не наступил Итак, вернемся к теме, стоит задача запроектировать трансформаторную подстанцию. Есть какая-то расчетная нагрузка, согласно которой требуется подобрать трансформатор нужной мощности.

Необходимо проверить, не может ли автотрансформатор использоваться для требуемого приложения. Это может привести к экономии до 70%, особенно при небольших разностях напряжения между входным и выходным напряжением. В случае сомнений наш отдел продаж поддерживает вас при выборе правильного типа трансформатора.

Другим вариантом оптимизации типа является размерность в соответствии с режимами работы. Если известен цикл загрузки потребителя, размер типа может быть оптимизирован. Пример иллюстрирует оптимизацию: от трехфазного потребителя известно, что требуется максимум.

Существуют разные методики выбора силового трансформатора, но для проектировщика, на мой взгляд, они не годятся.

Я буду опираться лишь на требования нормативных документов.

По своему опыту могу сказать, что в основном применяют масляные трансформаторы, т.к. они дешевле. Применение сухого трансформатора должно быть обосновано.

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Однако, если цикл нагрузки известен, следующая формула приводит к существенно оптимизированному трансформатору. Таким образом, кажущаяся потребность в мощности выглядит следующим образом. Важно также учитывать термическое установившее время трансформаторов. Время сохранения - это период времени, прошедший до того, как включенный трансформатор применил номинальный ток и достиг своей рабочей температуры. Продолжительность цикла нагрузки никогда не должна превышать период. Типичные устойчивые времена.

Количество применяемых трансформаторов зависит от категории электроснабежения. Как правило, однотрансформаторные подстанции проектируют на объектах третей категории электроснабжения, двухтрансформаторые подстанции – второй и первой категории натежности.

Мощность двухтрансформаторных подстанций должна выбираться с учетом перегрузочной способности трансформатора в аварийном режиме.

Выбор номинальной мощности трансформаторов

В настоящее время трансформатор печатной схемы обычно представляет собой формованный трансформатор, формованный трансформатор имеет профессиональную отделку, что дает ему интересные защитные свойства, которые мы подробно рассмотрим в следующем параграфе.

Трансформаторы используются для изменения значений напряжения и тока переменного тока в другой переменный ток. Это позволяет снабжать различные части цепи хорошими электрическими характеристиками, предлагая гальваническую развязку между первичной и вторичной. Соотношение между числом витков первичной цепи и вторичной цепью обеспечивает коэффициент трансформации: если ток 120 В через первичный контур, состоящий из 10 раз больше витков, чем вторичный контур, то будет очевидно, напряжением 12 В трансформатор для печатной платы.

Соотношения между коэффициентами допустимой перегрузки масляных трансформаторов в послеаварийном режиме и коэффициентами загрузки трансформаторов в нормальном режиме приведены в таблице.

Коэффициент допустимой перегрузкимасляного трансформатора, определенныйсогласно ГОСТ 14209-85 Коэффициент загрузки масляного,трансформатора в нормальном режиме
двухтрансформат. подстанция трехтрансформат. подстанция
1,0 0,5 0,666
1,1 0,55 0,735
1,2 0,6 0,8
1,3 0,65 0,86
1,4 0,7 0,93

Для сухих трансформаторов максимальное значение коэффициента допустимой перегрузки трансформатора следует принимать не более 1,2.

При заказе трансформатора лучше запросить у производителя соответствующие графики допустимых перегрузок. У разных производителей они могут отличаться.

Согласно СН 174-75 следует принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:

  • для цехов с преобладающей нагрузкой I категории при двухтрансформаторных подстанциях — 0,65-0,7;
  • для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при однотрансформаторных подстанциях с взаимным резервированием трансформаторов — 0,7-0,8;
  • для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования централизованного резерва трансформаторов и для цехов с нагрузками III категории — 0,9-0,95.

Отсюда можно заметить, что в нормальном режиме трансформатор должен быть загружен не более чем на 90-95%.

А сейчас я хочу остановиться на методических указаниях по выбору силового трансформатора.

По данной методичке выбор мощности трансформаторов должен выполняться с учетом их перегрузочной способности в нормальном и послеаварийном режимах работы.

Суть выбора трансформатора заключается в том, что нужно сравнить нашу полную мощность проектируемого объекта (кВА) с интервалами допустимой нагрузки трансформаторов для различных видов потребитилей в нормальном и аварийном режимах. В общем нужно проверить 3 условия.

В методических указаниях все очень подробно расписано, а также приведены 2 примера по выбору однотрансформаторной и двухтрансформаторной подстанций.

Но самое удивительное в том, что по данному методическому указанию наш трансформатор будет практически всегда работать с перегрузкой или будет загружен практически на 100%. Например, 135 кВА соответствует трансформатору 100 кВА.

Нормативные документы по выбору силовых трансформаторов:

  1. НТП ЭПП-94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования (РФ, вместо СН 174-75).
  2. СН 174-75. Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий (вроде как не действует в РБ).
  3. Методические указания по выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ (РБ).
  4. ГОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов.