Как подобрать силовой трансофрматор по мощности?

Трансформатор – устройство, которое используют для преобразования напряжения. Конечно же, он, входя в состав трансформаторной подстанции и передавая электроэнергию от питающей линии потребителям, в роли которых могут выступать многоэтажные дома, небольшие населенные пункты, цеха, промышленные предприятия, преобразует напряжение. Расскажем, как подобрать силовой трансформатор, и какие факторы необходимо учитывать.

Основные факторы при выборе трансформатора

Цена и мощность устройства зависят от целого ряда факторов. К ним относятся первичное и вторичное напряжение, частота и фазы, нагрузка с учетом дальнейшего роста, место расположения. Также следует принять во внимание такие нюансы.

Где применяется трансформатор

Его область применения зависит от амплитуды, продолжительности, распространения нагрузок. Если стандартные параметры не соотносятся со специализированными, придется обратиться к производителю для изготовления трансформатора по индивидуальному заказу. Но такая модель обойдется значительно дороже.

Обращаем внимание на тип изоляции

Изоляция бывает с жидким диэлектриком или сухая. Выбирая устройство важно обратить внимание на ряд плюсов и минусов.

Простота в обслуживании

В сухих трансформаторах охлаждающим элементом выступает непрерывно возобновляемый поток воздуха. Из-за этого нет необходимости регулярно чистить его и менять масло, как в масляных моделях, отсутствуют загрязнения. Следовательно, сервисное обслуживание тоже не требуется.

Безопасность

Перед тем как выбрать силовой трансформатор, необходимо внимательно изучить вопрос о степени его безопасности. Литая изоляция способна обеспечить высокий уровень пожаробезопасности, поэтому стоит обратить внимание на подобные изделия.

Доступная эксплуатация

Обмотка устройства изолирована специальным диэлектрическим лаком. Он гарантирует стабильную работу трансформатора с повышенным коэффициентом магнитной индукции. Благодаря этому прибор можно устанавливать внутри помещений, где располагается преимущественно низковольтное оборудование. Снижение уровня шума, а так же потеря холостого хода достигаются посредством уменьшения магнитной нагрузки и применения системы шихтовки Step-lap с двойным лазерным срезом для стали сердечника.

Малые габариты

Сухие устройства с литой обмоткой при небольших габаритах могут использоваться в сетях с повышенным уровнем напряжения. В этом заключается одно из важнейших их преимуществ.

Стойкость к погодным осадкам

Поскольку Россия располагается в нескольких климатических зонах, трансформаторные устройства создаются с учетом возможности их перевозки, хранения и эксплуатации в условиях до -65 градусов. Чтобы усилить механическую прочность обмотки, ее армируют с двух сторон стекловолоконной сеткой. Стальной кожух повышает уровень защиты от пыли и влаги, тем самым делая возможной работу трансформатора в условиях повышенной влажности.

Сухой трансформатор

Устройства сухого типа с литой изоляцией применяются на локациях, где наиболее важен высочайший уровень безопасности для людей и окружающей среды. Поскольку в конструкции трансформатора нет элементов, поддерживающих горение, его можно устанавливать даже в помещении, что снимает вопрос о необходимости строительства дополнительных подстанций. Также устройства можно ставить возле центра нагрузки, благодаря чему уменьшаются потери электроэнергии за счет оптимизации цепей низкого напряжения.

В сухих трансформаторах изоляция позволяет диэлектрику противостоять высоким температурам. Это одно из ведущих их отличий от масляных устройств.

Жидкий диэлектрик

Устройства с жидким диэлектриком используют масло как охлаждающую среду и изоляцию. Обмотки имеют цилиндрическую форму. Между их слоями располагаются распорки, поэтому жидкость может циркулировать между обмотками и сердечником. За счет этого и происходит охлаждение.

Материал обмотки

Чаще всего для изготовления обмотки используются медь или алюминий. Устройства с алюминиевой обмоткой обладают низкой себестоимостью и мало отличаются от медных. Но последние отличаются компактностью, поскольку медь характеризуется лучшей проводимостью тока. Необходимо выяснить, какой материал подойдет под конкретные требования.

Перегрузка

В ходе работы трансформатора может случиться его перегрузка. От уровня теплоотдачи устройства зависит, выдержит ли он ее без последствий, или произойдет короткое замыкание. Если перегрузка составляет 20% от допустимой мощности, тепло может быть выведено обмоткой, но при этом многое зависит от уровня и продолжительности сверхнагрузки.

Но спустя определенный период времени может наступить момент, когда трансформатор уже не сможет находиться в состоянии перегрузки, создавая условия для короткого замыкания и отключения подачи электроэнергии. Напомним, что в сухих устройствах охлаждение происходит струей воздуха, а в жидких – за счет масла.

Окружающая среда

Особое внимание уделяется защите трансформаторов:

• обмотка;
• ввод и вывод;
• сердечник;
• вспомогательное оборудование.

Приборы с жидким диэлектриком должны быть герметичными, чтобы защитить внутренние компоненты от внешних факторов. Баки, выполненные из нержавеющей стали, помогут избежать коррозии. Что касается сухих трансформаторов, степень их защиты от влаги и пыли составляет IP00. Некоторые модели способны выдерживать температуру до -65 градусов и имеют степень защиты IP23-IP31.

Выбор количества трансформаторов

Перед тем как подобрать силовой трансформатор по мощности потребителя, необходимо определиться с их количеством. В подстанциях обычно применяются схемы с одним или двумя приборами. На предприятиях и электрических станциях может встречаться и больше распределительных устройств небольшой мощности, поскольку такой подход способствует экономии средств и облегчает ремонт.

На подстанциях достаточно одного трансформатора в случаях:

• снабжения электроэнергией потребителей 3 категории надежности (села, деревни, гаражи, небольшие предприятия);
• снабжения электроэнергией потребителей иных категорий при наличии автономной линии питания и резервирования, переключающей их на эти источники.

При наличии только одного устройства важно иметь трансформаторный склад, чтобы перерыв в электроснабжении не превышал сутки в случае аварии. Расположение трансформаторной конструкции не должно быть препятствием для замены. При обслуживании нескольких подстанций, как правило, для них выбирают трансформаторы одинаковой мощности.

Для потребителей 1 и 2 категорий, для которых отключение электроснабжения недопустимо, на подстанциях устанавливаются 2 трансформаторные конструкции. Переключение в случае аварии осуществляется автоматически или вручную. При поломке одного из устройств второе способно принять на себя всю нагрузку подстанции, поскольку в нормальном режиме они недогружены.

Выбор силового трансформатора по мощности потребителя

Перед тем как выбрать силовой трансформатор по мощности, необходимо знать мощности потребителей и распределение нагрузки по времени. На предприятиях важен принцип функционирования оборудования, его включение и режимы максимальной нагрузки. Исходя из этих данных и производятся расчеты по формуле:

S=Smax/NxKз,

где Кз – коэффициент мощности трансформатора, или соотношение максимально потребляемой мощности к номинальному показателю устройства. Отдельно определяется длительность перегрузки в случае аварии в зависимости от их величины.

Выбор силового трансформатора – ответственная задача, от которой зависит непрерывность электроснабжения и исправность всего оборудования.