انتخاب یک ترانسفورماتور با اندازه مناسب و محدوده توان نامی مناسب، مناسب برای سیستم الکتریکی شما، بسیار مهم است. ترانسفورماتورهای مختلف برای برآورده کردن محدوده های ولتاژ، جریان، توان، فرکانس و دمای مورد نیاز سیستم الکتریکی شما طراحی و رتبه بندی می شوند.
پس از در نظر گرفتن این فاکتورها، می توانید با در نظر گرفتن بار، ولتاژ، حاشیه ایمنی و راندمان، ترانسفورماتور با اندازه مناسب را انتخاب کنید. برای رفع این مشکلات می توانید به این پست مراجعه کنید که راه حل های مطمئنی برای انتخاب ترانسفورماتور در اختیار شما قرار می دهد.
1. چه چیزی بر اندازه و رتبه بندی ترانسفورماتور تأثیر می گذارد؟
2. اندازه های معمولی ترانسفورماتور چیست؟
3. اندازه ترانسفورماتور 3 فاز چیست؟
4. فرمول های محاسبه ترانسفورماتور 3 فاز چیست؟
5. اندازه استاندارد ترانسفورماتورها چیست؟
6. اندازه و رتبه ترانسفورماتور چگونه است؟
7. چه اندازه ترانسفورماتور نیاز دارید؟
8. چگونه می دانید از کدام ترانسفورماتور استفاده کنید؟
9. چرا اندازه صحیح ترانسفورماتور برای عملکرد و ایمنی بسیار مهم است؟
10. عواقب رایج اندازه گیری نامناسب ترانسفورماتور چیست؟
11. چگونه یک ترانسفورماتور را به درستی اندازه کنیم؟
12. درک محاسبات بار ترانسفورماتور
13. حاشیه های ایمنی در اندازه ترانسفورماتور چیست؟
14. برنامه ریزی شما برای توسعه آینده چیست؟
15. ملاحظات کارایی در انتخاب ترانسفورماتور چیست؟
عوامل زیادی بر اندازه و درجه بندی ترانسفورماتور تأثیر می گذارد، از جمله:
چه چیزی بر اندازهها و رتبهبندی ترانسفورماتور تأثیر میگذارد-منبع: LTEC
ولتاژ
ولتاژ نامی ترانسفورماتور به حداکثر ولتاژی اشاره دارد که می تواند بدون آسیب رساندن به تجهیزات تحمل کند. در حال حاضر، ترانسفورماتورها به انواع مختلفی از جمله-ولتاژ بالا، متوسط-ولتاژ و ولتاژ پایین- طبقه بندی می شوند.
فعلی
حداکثر جریانی که می تواند بدون گرم شدن بیش از حد یا آسیب رساندن به تجهیزات تحمل کند.
قدرت
حداکثر قدرتی که می تواند بدون آسیب رساندن به تجهیزات تحمل کند. معمولاً بر حسب کیلوولت-آمپر (kVA) و مگاولت-آمپر (MVA) اندازه گیری می شود.
فرکانس
حداکثر محدوده فرکانسی که می تواند تحمل کند. به طور کلی، برای مطابقت با محدوده فرکانس کشورهای مختلف، ترانسفورماتورها با فرکانس های تقریباً 50 هرتز تا 60 هرتز طراحی می شوند.
دما
حداکثر دمایی که می تواند بدون آسیب رساندن به تجهیزات تحمل کند.
ابعاد ترانسفورماتور شامل امتیاز ولتاژ و توان خروجی است. رتبه بندی ولتاژ رایج شامل موارد زیر است:
| kVA | ارتفاع | فلنج-فلنج | عمق |
|
750 |
90 |
50 |
60 |
|
1000 |
90 |
60 |
70 |
|
1500 |
95 |
60 |
75 |
|
2000 |
95 |
65 |
75 |
|
2500 |
95 |
65 |
80 |
|
3000 |
100 |
70 |
90 |
|
3750 |
105 |
70 |
90 |
|
5000 |
105 |
75 |
95 |
|
7500 |
120 |
80 |
110 |
|
10000 |
130 |
80 |
135 |
|
12000 |
130 |
85 |
135 |
|
15000 |
130 |
130 |
155 |
توان خروجی معمول ترانسفورماتور شامل:
ولتاژ ورودی
ولتاژ ورودی{0}}منبع: پشتیبانی
ولتاژ ورودی به ولتاژی اطلاق می شود که توسط جریان عبوری از سیم پیچ اولیه تامین می شود.
ولتاژ خروجی
ولتاژ خروجی{0}}منبع: کویزلت
ولتاژ خروجی ولتاژ تغذیه ای است که از جریان عبوری از سیم پیچ اولیه و تحویل به سیم پیچ ثانویه تولید می شود.
قدرت نامی ترانسفورماتور
توان نامی ترانسفورماتور به انرژی مصرف شده توسط جریان عبوری از ترانسفورماتور با اندازه، شکل و تعداد مشخص و بار اشاره دارد.
اندازه ترانسفورماتور 3 فاز چیست- منبع: LTEC
ترانسفورماتورهاعمدتاً به انواع-سه فاز، چهار-و شش{2}}فاز طبقه بندی می شوند. توان نامی یک ترانسفورماتور سه فاز ابتدا بر حسب کیلوولت آمپر (کیلوولت آمپر) اندازه گیری می شود. ابعاد خاص آن به ولتاژ، جریان، فرکانس و بازده مورد نیاز بستگی دارد.
به طور کلی ترانسفورماتورهای با اندازه های مختلف هزینه های متفاوتی دارند و برای جریان های مختلف مناسب هستند. ترانسفورماتورهای بزرگتر معمولاً عایق بهتر و سیم پیچ های بزرگتری دارند، اما هزینه بیشتری نیز دارند.
فرمول های محاسبه توان، راندمان، امپدانس و جریان اتصال کوتاه ترانسفورماتور سه فاز عبارتند از:
محاسبه توان (kVA).
محاسبه توان (kVA)-منبع: فناوری الکتریکی
P=√3 × V × I × pf
جایی که V ولتاژ است، I جریان است و pf ضریب توان است. نرخ تنظیم ولتاژ=(بدون -ولتاژ بار - ولتاژ بار{4} کامل) / ولتاژ بار کامل-. بدون-ولتاژ بار به ولتاژی اطلاق میشود که هیچ باری در دو طرف ترانسفورماتور وجود نداشته باشد. ولتاژ بار{9} کامل به ولتاژی اشاره دارد که ترانسفورماتور کاملاً بارگذاری شده است.
کارایی
کارایی=توان خروجی / توان ورودی. که در آن، توان ورودی به توان ارائه شده توسط تجهیزات تولید کننده یا منبع برق اشاره دارد. توان خروجی به توانی اطلاق می شود که ترانسفورماتور به بار تحویل می دهد.
امپدانس
امپدانس-منبع: electronicsclub
امپدانس=√(R² + X²)، که در آن R مقاومت، و X راکتانس است.
جریان اتصال کوتاه-
جریان اتصال کوتاه-منبع: بین ایالتی
Isc=√3 × V × 1 / Z، که در آن V ولتاژ، و Z امپدانس است.
اندازه استاندارد ترانسفورماتورها-منبع: linkwellelectrics
هیچ اندازه ترانسفورماتور استانداردی در بازار وجود ندارد. اندازه ترانسفورماتور بسته به عواملی مانند سطح ولتاژ، ظرفیت توان و کاربرد در سیستم متفاوت است. با این حال، اندازه های رایج ترانسفورماتور توزیع به شرح زیر است:
مسکونی:5 kVA، 7.5 kVA، 15 kVA، 20 kVA.
تجاری:30 kVA, 45 kVA, 75 kVA, 112.5 kVA, 150 kVA, 225 kVA, 300 kVA.
صنعتی:500 kVA, 750 kVA, 1000 kVA, 1500 kVA, 2000 kVA, 2500 kVA, 3000 kVA, 5000 kVA, 10000 kVA.
ظرفیت و درجه بندی یک ترانسفورماتور باید بر اساس تقاضای بار سیستم قدرت، سطح ولتاژ، ضریب توان، بازده و ظرفیت اضافه بار تعیین شود. از جمله:
تقاضای بارگذاری
تقاضای بار به توان مورد نیاز برای تامین برق به بار اشاره دارد. عمدتاً بر اساس نیازهای جریان سیستم و تجهیزات و سطح ولتاژ عملیاتی محاسبه می شود.
سطح ولتاژ
سطح ولتاژ{0}}منبع: سیم الکتریکی
سطوح ولتاژ سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور باید با سطوح ولتاژ سیستم قدرت سازگار باشد.
ضریب قدرت
ضریب قدرت-منبع: توان بسته
به طور کلی، هرچه ضریب توان در یک سیستم قدرت کمتر باشد، تقاضای جریان بیشتر و ظرفیت ترانسفورماتور مورد نیاز بیشتر است. بنابراین، هنگام تعیین ظرفیت ترانسفورماتور، سطح ضریب توان باید در نظر گرفته شود.
کارایی
مشتریان مختلف نیازهای متفاوتی برای بازده ترانسفورماتور دارند. به طور کلی، هرچه ترانسفورماتور بزرگتر باشد، راندمان بالاتر است، اما هزینه نیز بالاتر است.
ظرفیت اضافه بار
ظرفیت اضافه بار-منبع: ronika
هنگام طراحی ترانسفورماتور، ظرفیت اضافه بار کوتاه مدت- آن باید به طور دقیق محاسبه شود. ظرفیت اضافه بار ترانسفورماتور بدون آسیب رساندن به سیمپیچها و عایقها باید فراتر از حد انتظار باشد.
چه اندازه ترانسفورماتور نیاز دارید-منبع: mingchele
قبل از انتخاب اندازه ترانسفورماتور مناسب برای سیستم قدرت خود، باید بار ترانسفورماتور و سطح ولتاژ مورد نیاز سیستم را تعیین کنید. به طور مشخص:
الزامات بارگذاری
شما می توانید این را با در نظر گرفتن جریان نامی هر دستگاه و جمع آنها با یکدیگر محاسبه کنید. این کل جریان مورد نیاز برای تغذیه تجهیزات را با در نظر گرفتن چرخه کاری مورد انتظار دستگاه ها به شما می دهد.
ملاحظات سطح ولتاژ
انتخاب اندازه مناسب ترانسفورماتور مستلزم در نظر گرفتن ولتاژ سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور است و این ولتاژها باید با ولتاژ سیستم قدرت مطابقت داشته باشد.
برای تعیین نوع ترانسفورماتور باید موارد زیر را در نظر بگیرید:
ولتاژ خروجی
ولتاژ خروجی{0}}منبع: کویزلت
ولتاژ تجهیزات، ولتاژ سیستم و ولتاژ ترانسفورماتور همگی باید با هم سازگار باشند.
جریان رتبه بندی شده
حداکثر جریانی که ترانسفورماتور می تواند در همان سیستم قدرت تحمل کند.
قدرت نامی
شما باید حداکثر توانی را که ترانسفورماتور می تواند تحمل کند تعیین کنید.
فرکانس
فرکانس-منبع: byjus
به طور کلی، منابع تغذیه AC با فرکانس 50 هرتز یا 60 هرتز کار می کنند.
اندازه و وزن
اندازه ترانسفورماتور باید متناسب با محل نصب باشد و وزن آن باید در حد انتظار شما باشد.
کارایی
راندمان نسبت توان خروجی ترانسفورماتور به توان ورودی آن است. به طور کلی، هرچه عملکرد تجهیزات بهتر باشد، کارایی بالاتری دارد.
هزینه
پس از در نظر گرفتن ولتاژ، جریان، توان، اندازه، وزن و راندمان، باید در نظر بگیرید که آیا هزینه ترانسفورماتور در حد بودجه شما است یا خیر.
شرایط محیطی
Environmental Conditions-منبع: engineeringnews
ترانسفورماتور باید با دما، رطوبت و شرایط محیطی که در آن کار می کند سازگار باشد.
انتخاب یک ترانسفورماتور با کیفیت بالا و مناسب برای سیستم قدرت شما به طور مستقیم بر عملکرد و ایمنی کلی سیستم تأثیر می گذارد. یک ترانسفورماتور خوب باید دارای ویژگی های زیر باشد:
ثبات
پایداری-منبع: beckersmcusa
یک ترانسفورماتور خوب نه تنها با سیستم قدرت شما مطابقت دارد، بلکه منبع تغذیه مداوم و پایداری را نیز فراهم می کند و از نوسانات ولتاژ جلوگیری می کند و از تجهیزات حساس شما محافظت می کند.
کارایی
بهرهوری-منبع: taishantransformer
یک ترانسفورماتور با کیفیت بالا-قدرت پایداری را ارائه میکند و در عین حال منبع تغذیه بسیار کارآمدی را ارائه میکند، اتلاف انرژی را کاهش میدهد و هزینههای برق شما را کاهش میدهد.
پیشگیری از گرمای بیش از حد
پیشگیری از گرمای بیش از حد{0}}منبع: yaweitransformer
یک ترانسفورماتور برتر نه تنها نیروی کارآمد را فراهم می کند، بلکه از گرم شدن بیش از حد جلوگیری می کند، مشکلاتی مانند کاهش عملکرد عایق، آسیب سیم پیچ و کوتاه شدن طول عمر ناشی از گرمای بیش از حد را کاهش می دهد.
انطباق با استانداردهای صنعت
یک ترانسفورماتور با کیفیت-با استانداردهای صنعتی مرتبط مانند IEEE و IEC مطابقت دارد و بهترین کیفیت برق را در محدوده های مشخص شده برای شما فراهم می کند.
پیشگیری از آتش سوزی برق و خرابی سیستم
یک ترانسفورماتور با کیفیت-نه تنها از آتش سوزی الکتریکی و خرابی سیستم جلوگیری می کند، بلکه کیفیت توان و توان قابل اعتماد را به طور مداوم در محیط های شدید و شرایط عملیاتی خاص ارائه می دهد.
انتخاب نادرست ترانسفورماتور می تواند منجر به چندین عواقب شود که عمدتاً به روش های زیر آشکار می شود:
ظرفیت ناکافی
ظرفیت ناکافی-منبع: demikspower
اگر ترانسفورماتور انتخاب شده با سیستم قدرت ناسازگار باشد، بیش از ظرفیت نامی آن یا کارکردن در ظرفیت بالا برای مدت طولانی می تواند باعث تولید گرمای بیش از حد شود که منجر به خرابی عایق و آسیب تجهیزات شود.
کوتاه شدن طول عمر تجهیزات
طول عمر تجهیزات کوتاه شده-منبع: ترانسفورماتورهای قدرت
ظرفیت ناکافی ترانسفورماتور می تواند گرمای اضافی ایجاد کند، رله ها یا فیوزهای محافظ را راه اندازی کند و باعث خاموش شدن تجهیزات و کوتاه شدن طول عمر آن شود.
افزایش هزینه های برق
افزایش هزینه برق-منبع: breakingbelizenews
ترانسفورماتورهای نامناسب هزینه های خرید، نصب و نگهداری تجهیزات را افزایش می دهند و انرژی الکتریکی را هدر می دهند و در نتیجه هزینه برق شما را افزایش می دهند.
راندمان کم توان
تجاوز از ظرفیت نامی و محدوده ولتاژ ترانسفورماتور باعث افزایش بار می شود. این کار راندمان بار ترانسفورماتور را کاهش میدهد، بدون تلفات بار-افزایش میدهد و هزینههای عملیاتی را افزایش میدهد.
خرابی تجهیزات یا خطر آتش سوزی
ترانسفورماتورهای نامناسب می توانند باعث بالا یا پایین بودن ولتاژ شوند که منجر به خرابی ترانسفورماتور و افزایش خطر آتش سوزی می شود.
روش های استاندارد برای تعیین اندازه ترانسفورماتور مناسب شامل موارد زیر است:
تعیین محل نصب ترانسفورماتور
تعیین مکان نصب ترانسفورماتور-منبع: electpower
شرایط محیطی محل ترانسفورماتور به طور قابل توجهی بر اندازه آن تأثیر می گذارد. شرایط تهویه، فشار اتمسفر، ارتفاع، رطوبت و دما همگی ابعاد و شرایط نصب ترانسفورماتور را تعیین می کنند.
رتبه بندی ولتاژ
رتبه بندی ولتاژ-منبع: chemi-con
درجه بندی های مختلف ولتاژ اندازه ترانسفورماتور را تعیین می کند. رتبهبندیهای استاندارد ولتاژ-ترانسفورماتور نامی-شامل 2400، 4160، 4800، 6900، 7200، 12000، 13200، 13800، 23000 و 34500 ولت است. رتبهبندیهای ولتاژ پایین شامل 208، 480، 2400 و 4160 ولت است.
اتصالات و امپدانس سیم پیچ ترانسفورماتور
اتصالات و امپدانس سیم پیچ ترانسفورماتور-منبع: tameson
روش اتصال سیم پیچ ترانسفورماتور و امپدانس نیز اندازه ترانسفورماتور را تعیین می کند. روشهای اتصال سیم پیچ عمدتاً شامل{1}}اتصالات مثلث و اتصالات ستاره- هستند. امپدانس تأثیر قابل توجهی بر افت ولتاژ و جریان مدار کوتاه{4}}سیستم دارد.
بار اتصال
با در نظر گرفتن رشد بار سیستم قدرت در آینده و ارتقاء امکانات، بار عملیاتی سیستم باید در محدوده معقولی از 110% تا 130% کنترل شود.
قبل از تعیین ظرفیت ترانسفورماتور، ابتدا باید کل بار مورد نیاز را تعیین کنید. این به طور کلی بر حسب کیلوولت-آمپر (کیلو ولت آمپر) اندازه گیری می شود. با دنبال کردن مراحل زیر می توانید کل باری که باید تامین شود را محاسبه کنید:
تعیین تقاضای بار جاری
تعیین تقاضای بار فعلی منبع: انرژی دینامیک
با محاسبه کل انرژی مصرفی تمامی بارهای متصل به ترانسفورماتور اعم از تجهیزات، ماشین آلات، روشنایی و ... می توانید حداکثر بار کل را بدست آورید.
اوج بار و فاکتور تنوع را در نظر بگیرید
اوج بار و فاکتور تنوع-منبع: electrical4u را در نظر بگیرید
اگرچه برخی از دستگاه های متصل به ترانسفورماتور ممکن است به طور مداوم کار نکنند، اما وقتی همه آنها به طور همزمان کار کنند، مصرف انرژی به اوج خود می رسد و حداکثر بار الکتریکی را تشکیل می دهد. بنابراین، شما باید اوج بار و فاکتور تنوع را در نظر بگیرید.
الزامات ولتاژ و سازگاری
تمام بارهای متصل به ترانسفورماتور و درجه ولتاژ ترانسفورماتور باید مطابقت داشته باشند. رتبه بندی ولتاژ ترانسفورماتور شامل ولتاژ اولیه و ولتاژ ثانویه، یعنی ولتاژ ورودی و ولتاژ خروجی است.
افت ولتاژ و محدودیت های پذیرش را در نظر بگیرید
افت ولتاژ و محدودیتهای پذیرش را در نظر بگیرید-منبع: netaworldjournal
برای محاسبه ولتاژ نامی ترانسفورماتور، باید چندین فاکتور از جمله افت ولتاژ سیستم و محدودیت های پذیرش را در نظر بگیرید. افت ولتاژ ناشی از جریان عبوری از کابل ها و سایر اجزا می تواند منجر به عملکرد ضعیف یا آسیب دیدن تجهیزات شود. بنابراین، شما باید محدودیت پذیرش را در 5٪ نگه دارید.
حاشیه های ایمنی بافرهای ظرفیت را برای ترانسفورماتورها فراهم می کند. آنها اوج تقاضای سیستم را مدیریت می کنند و از تجهیزات در برابر آسیب محافظت می کنند. توابع اصلی آنها عبارتند از:
ظرفیت اضافه بار عالی و تحمل خطا
ظرفیت اضافه بار عالی و تحمل خطا-منبع: کنسول
در طول طراحی، حاشیههای ایمنی برای افزایش توانایی ترانسفورماتور برای مقاومت در برابر اضافه بارهای کوتاهمدت بیش از ظرفیت نامی آن اضافه میشوند. این طراحی از اضافه بارهای مداوم که می تواند منجر به گرمای بیش از حد و طول عمر کوتاه شود جلوگیری می کند. همچنین به ترانسفورماتور کمک می کند تا در حد و حدود پیک های ولتاژ معمولی به طور پایدار عمل کند.
افزایش رتبه و هزینه ترانسفورماتور kVA
افزایش حاشیه ایمنی ترانسفورماتور به طور همزمان باعث افزایش رتبه kVA و هزینه ترانسفورماتور می شود. این سرمایه گذاری برای مقابله با افزایش غیرمنتظره تقاضا یا اوج بارگذاری ارزشمند است.
IEEE و IEC حاشیه های ایمنی را توصیه کردند
IEEE و IEC حاشیه های ایمنی توصیه شده-منبع: kky
استانداردهای صنعتی IEEE و IEC 25% حاشیه ایمنی ظرفیت ذخیره را توصیه می کنند. این طراحی ایمنی تجهیزات و انعطاف پذیری عملیاتی را تضمین می کند.
برای در نظر گرفتن رشد پیش بینی شده آینده در خطوط تولید یا تجهیزات، انتخاب ترانسفورماتور شما باید عوامل زیر را در نظر بگیرد، از جمله:
برنامه ریزی شما برای توسعه آینده چیست-منبع: eaton
مقیاس پذیری
برای جلوگیری از نیاز به خرید مجدد یا ارتقاء انواع و ظرفیت های ترانسفورماتور بعداً به دلیل اضافه شدن خطوط تولید یا تجهیزات، می توانید با انتخاب ترانسفورماتورهایی با ظرفیت اضافی مناسب برای رفع نیازهای توسعه آینده، از قبل آماده شوید.
از اضافه ظرفیت خودداری کنید
انتخاب ترانسفورماتورهایی با ظرفیت های بسیار بیشتر از ظرفیت فعلی سیستم نیز منجر به ناکارآمدی می شود. هنگامی که ظرفیت ترانسفورماتور بسیار بیشتر از ظرفیت سیستم باشد، باعث افزایش بی{1}}تلفات بار، اتلاف انرژی و هزینههای غیرضروری میشود. بنابراین، باید ظرفیت را بر اساس تقاضا برنامه ریزی کنید.
بهبود راندمان عملیاتی ترانسفورماتور هزینه های عملیاتی تجهیزات را کاهش می دهد و از اتلاف جلوگیری می کند. برای بهبود بازده عملیاتی، ابتدا می توانید انواع تلفات ترانسفورماتور را درک کنید. این موارد عبارتند از:
از دست دادن هسته
Core Loss{0}}منبع: researchgate
از دست دادن هسته نیز به عنوان بدون{0}}از دست دادن بار شناخته می شود. تا زمانی که برق اعمال می شود، حتی بدون بار متصل، تلفات رخ می دهد. این اجتناب ناپذیر است
از دست دادن مس
از دست دادن مس{0}}منبع: وبلاگ نویسی الکتریکی
این کاهش بار است. تلفات تنها زمانی رخ می دهد که ترانسفورماتور به یک بار متصل باشد و با جریان بار افزایش یابد. مانند از دست دادن هسته، هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد و بازده عملیاتی را کاهش می دهد.
برای کاهش تأثیر تلفات بر تجهیزات، باید:
برای ایجاد تعادل بین کارایی و محدودیت های بودجه تلاش کنید
در حالی که سرمایه گذاری اولیه در یک ترانسفورماتور با راندمان بالا-بالاتر است، عملکرد کارآمد و پایدار در طول زمان تلفات ترانسفورماتور شما را جبران می کند و در نتیجه در هزینه شما صرفه جویی می کند.
هیچ استاندارد واحدی برای انتخاب ترانسفورماتور وجود ندارد. این نیاز به بررسی دقیق نیازهای شما، بار فعلی سیستم، پیک تقاضا، سازگاری ولتاژ، حاشیه ایمنی، کارایی و برنامه های توسعه آینده دارد. با این حال، با ترکیب اطلاعات این مقاله با مشاوره تیم حرفه ای ما، می توانید آگاهانه ترین انتخاب را داشته باشید. اکنون با ما تماس بگیرید!
