Proudová kapacita transformátoru a převod napětí 2000 kVA: Kompletní technická příručka

Co je transformátor 2000 kVA?

Transformátor o výkonu 2000 kVA je třífázový výkonový transformátor se jmenovitým zdánlivým výkonem 2000 kilovoltů-ampér, což se rovná 2 MVA. Nejčastěji se používá pro snížení středního napětí, jako je 11 kV nebo 33 kV, na nízké napětí, jako je 400 V nebo 690 V, pro průmyslové a komerční koncové uživatele. Stejný stroj může také zvýšit napětí generátoru pro export do sítě v zařízeních na výrobu obnovitelné energie. Jeho konstrukce splňuje požadavky na jmenovité hodnoty, teplotu a chlazení definované v IEC 60076-1 a IEC 60076-2 a je určena pro nepřetržitý provoz při jmenovité zátěži v rámci specifikovaných mezí nárůstu teploty.

Jak vypočítat aktuální nosnost

Proudová zatížitelnost transformátoru 2000 kVA definuje maximální trvalý zatěžovací proud na každém vinutí bez překročení teplotních limitů. Protože se nejedná o jedinou pevnou hodnotu, musí být vypočtena pro skutečné provozní napětí každé strany. U tří-fázového transformátoru je proud ve vedení dán základním vzorcem:

I (A)=S (kVA) × 1000 / (√3 × V (V))

Níže uvedená tabulka používá tento vzorec pro konfigurace napětí nejčastěji specifikované pro transformátor 2000 kVA.

Úroveň napětí	Proud plného zatížení	Typická strana
33 kV	35 A	Primární vysoké napětí
11 kV	105 A	Primární vysoké napětí
0,69 kV	1673 A	Sekundární nízké napětí
0,4 kV	2887 A	Sekundární nízké napětí

Nízko{0}}napěťová strana při 400 V vyžaduje přípojnice, spoje a spoje s jmenovitým proudem výrazně vyšším než 3 000 A a průřezy vodičů vinutí- jsou vybrány s hustotou proudu, která zabraňuje místním horkým místům, obvykle 2 až 3 A na čtvereční milimetr pro měď.

Tepelné limity a výkon při přetížení

Praktická proudová zatížitelnost se řídí třídou izolace a způsobem chlazení. U jednotky ponořené do oleje s chlazením ONAN je průměrné zvýšení teploty vinutí omezeno na 65 K a zvýšení teploty horkého místa na 78 K, v souladu s normou IEC 60076-2 a zaváděcím průvodcem IEC 60076-7. Krátkodobé přetížení asi o 10 až 20 procent nad jmenovitý proud lze tolerovat po omezenou dobu bez významné ztráty životnosti izolace za předpokladu, že jsou monitorovány teploty oleje a vinutí. Jednotky s nuceným chlazením, jako je ONAF, podporují vyšší krátkodobé špičky, díky čemuž jsou vhodné pro kolísavé profily zatížení v komerčních budovách a datových centrech.

Principy převodu napětí

Konverze napětí v transformátoru 2000 kVA se řídí principem poměru závitů: indukované napětí v každém vinutí je úměrné počtu závitů, zatímco přenášený výkon zůstává téměř konstantní, kromě ztrát. Impedanční napětí, typicky v rozsahu 4,5 až 7 procent pro tento jmenovitý výkon, určuje pokles napětí při zátěži a omezuje zkratový-proud. Aby bylo výstupní napětí stabilní, když primární napětí kolísá, jsou na vysokonapěťové vinutí namontovány přepínače odboček, obvykle s rozsahem ±2×2,5 procenta nebo ±5 procent; Vypnuto{10}}přepínače odboček okruhu se nastavují, když je jednotka{11} bez napětí, zatímco přepínače odboček při zapnutém{12}}zátěži umožňují nastavení bez přerušení napájení.

Technické parametry typického transformátoru 2000 kVA

Parametr	Specifikace
Jmenovitá kapacita	2000 kVA
Primární napětí	11 kV nebo 33 kV, přizpůsobitelné
Sekundární napětí	0,4 kV nebo 0,69 kV, přizpůsobitelné
Frekvence	50 Hz nebo 60 Hz
Fáze	Třífázový-
Způsob chlazení	ONAN, ONAF nebo OFAF
Navíjecí materiál	Měď nebo hliník
Třída izolace	Třída A pro jednotky ponořené-v oleji
Impedanční napětí	4,5 až 7 procent
Nárůst teploty	65 K průměrné vinutí, 78 K hot spot
Rozsah klepání	±2×2,5 procenta vypnuto-obvodu nebo-zatížení
Vektorová skupina	Dyn11, Yyn0 nebo podle potřeby
Normy	IEC 60076, IEEE C57.12.00

Aplikace a úvahy o zatížení

Transformátor o výkonu 2 000 kVA je vhodný pro střední-průmyslové závody, komerční komplexy, sítě nemocnic a kampusů, důlní provozy a kolektorové rozvodny obnovitelné energie. Při specifikaci jednotky vyhodnoťte celkovou připojenou zátěž v kW, účiník, faktor diverzity a očekávaný růst zátěže za pět až deset let a rezervujte si kapacitní rezervu 10 až 20 procent. Ochrana by měla zahrnovat nadproudové a zemní relé, indikátor teploty oleje s alarmovými a vypínacími kontakty a Buchholzovo relé pro náhlé nahromadění tlaku a plynu v jednotkách naplněných kapalinou-. Rutinní testování před uvedením do provozu zahrnuje měření poměru závitů, odporu vinutí, izolačního odporu a impedančního napětí v souladu s IEC 60076-1.

FAQ

Q:Jaký je proud plného zatížení transformátoru 2000 kVA při 11 kV?

A:Přibližně 105 A, počítáno jako 2000 × 1000 děleno součinem √3 a 11000 V.

Q:Jaký je proud při plné zátěži na straně 400 V?

A:Přibližně 2 887 A, proto musí být nízkonapěťové spoje, přípojnice a ochranná zařízení dimenzovány výrazně nad 3 000 A.

Q:Co znamená chlazení ONAN?

A:Znamená to olej přirozený vzduch přirozený: olej cirkuluje přirozenou konvekcí a odvádí teplo nádrží a radiátory bez čerpadel nebo ventilátorů, jak je definováno v IEC 60076-2.

Q:Proč je impedanční napětí důležité?

A:Impedanční napětí, obvykle 4,5 až 7 procent, omezuje zkratový-proud a určuje pokles napětí při zatížení; nižší impedance poskytuje lepší regulaci napětí, ale zvyšuje mechanické namáhání při poruchách.

Q:Může dojít k přetížení transformátoru 2000 kVA?

A:Krátkodobá-přetížení o 10 až 20 procent jsou možná bez vážné ztráty životnosti izolace, ale je třeba monitorovat teplotu oleje a vinutí; trvalé přetížení exponenciálně snižuje životnost izolace podle pokynů pro zatěžování IEC 60076-7.

Q:Jaké informace je třeba uvést při specifikaci transformátoru 2000 kVA?

A:Kapacita, primární a sekundární napětí, frekvence, způsob chlazení, vektorová skupina, impedance, materiál vinutí, rozsah odbočení, místo instalace a platné normy cílové země.