Geçen yıl bir fabrikanın transformatörünü değiştirmesine yardım ettim. Görevli kendinden emin bir şekilde "Yükümüz fazla değil, 200kVA yeter" dedi. İki ay sonra, yazın en sıcak günlerinde, transformatör kasası dokunulamayacak kadar sıcaktı ve yağ sıcaklık göstergesi 85 derece alarm hattını zorluyordu. Kontrol ettik; yıllar içinde sessizce ekipman eklemişler ve gerçek yük zaten trafo değerinin çok üstündeydi. Daha büyüğünü almak, eski vakfın işe yaramayacağı anlamına geliyordu ve inşaat işi de bir yığın paraya mal oluyordu.
Bir transformatörün boyutlandırılması kulağa basit geliyor ama değil. Çoğu kişi yalnızca kapasiteye bakar ve voltajı, kayıpları, kurulum tipini ve eşleşen yardımcı donanımı göz ardı eder. İşte sitede vakit geçirerek öğrendiğim birkaç şey.
Nominal kapasite "daha büyük daha iyidir" değildir, ancak çok küçük olması bir felakettir. Trafo kapasitesi kW değil kVA cinsindendir. Pek çok insan aktif ve reaktif gücü karıştırıyor. 0,9 güç faktöründe 1000kVA'lık bir transformatör 900kW sağlayabilir; 0,8 güç faktöründe, yalnızca 800kW. Bir kapasite seçmeden önce gerçek yükü hesaplayın ve ardından marjı ekleyin. Tipik olarak %65 ila %75 yüklemeyi hedefleyin. Uzun süre %50'nin altında kalan yüksüz kayıplar çok fazla güç tüketir; Uzun süre %85'in üzerinde aşırı yük marjı zayıftır ve yaz sıcakları onu öldürebilir. Endüstriyel tesisler için, önümüzdeki üç ila beş yıl içinde gelecekteki genişleme için %20 ila %30 ekleyin.
Gerilim sınıfı besleme sistemine ve yük tarafına bağlıdır. Yaygın birincil voltajlar 10kV, 35kV, 110kV'dir; ikincil genellikle 0,4kV'dir (380V/220V). Yabancı projeler bazen 13.8kV, 24kV, 33kV kullanıyor. Her zaman yerel şebekenin nominal voltajını ve frekansını doğrulayın. Çin 50Hz kullanıyor; bazı ülkeler 60Hz kullanır; bir transformatör her ikisini de kaldıramaz. Ayrıca kılavuz çekme aralığını da kontrol edin. Yüksüz kademe değiştiriciler tipik olarak ±%2×2,5'tir; yük altında kademe değiştiriciler daha geniş bir aralık sağlar. Voltaj çok dalgalanıyorsa yükte kademe değişimini seçin.
Kayıplar yüksüz kayıp ve yük kaybıdır; uzun vadeli maliyetin yaşandığı yer burasıdır. Ucuz bir transformatör beş yılda aradaki fiyat farkından çok daha fazla elektrik yakabilir. Yüksüz kayıp (çekirdek kaybı), çekirdek malzemesine ve tasarımına bağlıdır. Amorf metal çekirdekler, silikon çeliğe kıyasla yüksüz kaybı yaklaşık %70 oranında azaltır, ancak maliyeti daha fazladır. Yük kaybı (bakır kaybı) sargı direncine bağlıdır. Bakır sargılar alüminyuma göre daha az kayıp verir ancak daha ağırdırlar. Ulusal standartlar artık kademe-1 ve kademe-2 verimli transformatörleri zorluyor. Başlangıçta daha pahalıya mal oluyorlar, ancak elektrik tasarrufları genellikle üç yıl içinde kendini amorti ediyor. Transformatör çoğu zaman ağır yüklü çalışıyorsa yük kaybına öncelik verin. Çoğu zaman hafif yüklüyse boşta kayba öncelik verin.
Kurulum türü ve ortamı inşaatı belirler. Yağa batırılmış transformatörler (S11, S13, S20 vb.) daha ucuzdur, ısıyı iyi dağıtır ve iyi bir aşırı yük kapasitesine sahiptir, ancak yangından korunmaya ihtiyaç duyarlar ve dış mekan trafo merkezleri için uygundurlar. Kuru tip transformatörler (SCB10, SCB12, SCB14, vb.) yangına dayanıklıdır ve atölyelere veya elektrik odalarına girebilir, ancak daha maliyetli ve daha gürültülüdürler. Ağır korozyona maruz kalan kıyı bölgelerinde veya kimya tesislerinde paslanmaz çelik muhafazaları veya özel kaplamaları tercih edin. Yüksek rakımlarda (1000 m'nin üzerinde), her ekstra 1000 m için transformatörün gücünü yaklaşık %1-2 oranında düşürün veya "plato tipi" bir ünite seçin.
Koruma cihazları trafo ile birlikte seçilmelidir. Birincil tarafta, sigortalara veya devre kesiciye ihtiyacınız vardır. Düşürme sigortalarının boyutu, transformatör kapasitesine ve kısa devre akımına uygun olmalıdır. 100kVA'nın altındaki transformatörler için tam yük akımının 2-3 katı değerinde bir sigorta bağlantısı seçin; 100kVA ve üzeri için 1,5‑2 kat. Sigorta değeri çok yüksekse, ikincil bir arıza birincil sigortayı attırmaz; transformatör yanabilir. Çok düşükse, her enerji verdiğinizde ani akım onu patlatacaktır. Ayrıca birincil tarafta yıldırımdan korunma için aşırı gerilim arestörlerine ihtiyacınız vardır. Sistemin maksimum voltajına uygun bir metal oksit tutucu seçin ve topraklama direncinin iyi olduğundan emin olun. İkincil tarafta kompakt tip devre kesici ve aşırı gerilim koruyucu tipiktir.
Soğutma yöntemi ve giriş koruması sahaya bağlıdır. İç mekan kuru tip için basınçlı hava soğutması (AF), daha yüksek kısa süreli aşırı yük kapasitesi sağlar. Dış mekanda yağla doldurulmuş, yağlı doğal hava doğal (ONAN) genellikle yeterlidir; yük ağırsa, yağlı doğal hava basınçlı (ONAF) kullanın. Giriş koruması: Dış mekan için IP54 (toz ve su jetleri), iç mekan için IP20 veya IP30. Kablo girişi/çıkışı üstten, alttan veya yandan olabilir. Sipariş vermeden önce onaylayın, aksi takdirde bağlanmayan bir ünite alırsınız.
Gözden kaçması kolay bir nokta daha: empedans voltajı ve kısa devreye dayanma kapasitesi. Empedans voltajı (%Uk) kısa devre akımını ve voltaj regülasyonunu etkiler. Dağıtım transformatörleri için %Uk genellikle %4 veya %6'dır. Sistemin kısa devre kapasitesi yüksekse, arıza akımını sınırlamak için yüksek empedanslı bir transformatör seçin; aksi takdirde, aşağı yöndeki şalt donanımı bunu kesemeyebilir. Teslimattan önce dinamik ve termal dayanım değerlerinin (tepe dayanım akımı ve kısa süreli dayanım akımı) sistem gereksinimlerini karşıladığından emin olun.
İsim plakası bilgileri ve değiştirme sorunları. Eski bir transformatörü değiştirirken en kötü şey, uymayan bir transformatör satın almaktır. Taban cıvatasının merkezden merkeze mesafesini, birincil/ikincil burçların konumunu ve yüksekliğini ve genel boyutları ölçün. Tüm numaraları üreticiye gönderin ve bunun doğrudan değiştirileceğini doğrulayın. Aksi takdirde temeli büyük bir maliyetle değiştireceksiniz. Ayrıca transformatördeki eski sigortaları ve aşırı gerilim koruyucuları da kontrol edin; bunların aynı anda değiştirilmesi gerekebilir. Boyutların aynı hizada olması için aynı markanın eşleşen ürünlerini seçmek en iyisidir.
İşte sonuç şu: Bir transformatörün boyutlandırılması sadece bir kVA numarası seçmekle ilgili değildir. Gerilim, kayıplar, kurulum tipi ve uygun düşen sigortalar ve aşırı gerilim arestörleri; bunlardan herhangi birinin kapalı olması durumunda sorun yaşanacaktır. Tesisin ızgara parametrelerini, yük profilini, ortamı, bütçeyi ve beklenen hizmet ömrünü toplayın, ardından verileri fiyat teklifi ve karşılaştırma için profesyonel bir üreticiye verin. Doğru olanı bu şekilde elde edersiniz.