كيفية اختيار سعة المحول بناءً على خصائص الحمل؟

 

1. خصائص التحميل: الأساس الأساسي لاختيار سعة المحول

تشير خصائص الحمل إلى الخصائص الكهربائية التي تظهرها المعدات الكهربائية أثناء التشغيل ، بما في ذلك نوع الحمل ، والحجم والاختلاف ، وعامل الطاقة ، والمدة ، وما إلى ذلك. تحدد هذه الخصائص مباشرة متطلبات سعة المحول.

يمكن تقسيم الأحمال إلى أحمال استقرائية ، والأحمال السعة والأحمال المقاومة وفقًا لطبيعتها ، وأنواع مختلفة لها تأثيرات مختلفة بشكل كبير على سعة المحول.

1) الأحمال الاستقرائية: مثل المحركات والمحولات واللحام الكهربائي ، وما إلى ذلك عندما تكون هذه الأحمال قيد التشغيل ، فهي لا تستهلك الطاقة النشطة فحسب ، بل تولد أيضًا طاقة تفاعلية ، مما يؤدي إلى انخفاض في عامل الطاقة. سيؤدي وجود القوة التفاعلية إلى زيادة الطلب الواضح على الطاقة للمحول. إذا لم يتم النظر في تعويض الطاقة التفاعلية ، فيجب اختيار محول سعة أكبر لتلبية الطلب الكلي للقوة النشطة والتفاعلية.

2) الأحمال السعة: مثل المكثفات ، والمولدات المتزامنة (عندما تكون أكثر من - متحمس) ، وما إلى ذلك ، فهي تتميز بتوفير قوة تفاعلية ، والتي يمكن أن تحسن عامل قوة النظام. في السيناريوهات التي تهيمن عليها الأحمال السعية ، قد يكون الطلب الفعلي الظاهر للطاقة للمحول أقل من السعة المقابلة للطاقة النشطة ، ويجب ضبط الاختيار مع توازن الطاقة التفاعلي العام.

3) الأحمال المقاومة: مثل المصابيح المتوهجة ، والسخانات الكهربائية ، وأفران المقاومة ، وما إلى ذلك. عامل القدرة لهذه الأحمال قريبة من 1 ، والقوة الظاهرة تساوي أساسا الطاقة النشطة. يمكن حساب اختيار السعة مباشرة وفقًا للطاقة النشطة دون النظر الإضافي لفقدان الطاقة التفاعلي.

 

لا يتم إصلاح حجم الحمل ، ويؤثر نطاق تقلبه وقوة التأثير والمدة بشكل مباشر على اختيار سعة المحول.

1) الحمل المستمر: مثل معدات خط الإنتاج المستمر ، يكون الحمل مستقرًا بالقرب من قيمة معينة لفترة طويلة. في هذا الوقت ، يمكن حساب السعة وفقًا للطاقة الظاهرة للحمل المقنن ، مع هامش 10 ٪ -15 ٪ محفوظة (مع الأخذ في الاعتبار شيخوخة المعدات ، وفقدان الخط ، وما إلى ذلك).

2) الحمل التقلب: مثل استهلاك الكهرباء السكنية (حمولة عالية خلال قمم الصباح والمساء ، حمولة منخفضة في وقت متأخر من الليل) ، واستهلاك كهرباء التسوق (حمولة عالية خلال ساعات العمل ، حمولة منخفضة بعد الإغلاق). في مثل هذه السيناريوهات ، من الضروري حساب منحنى الحمل في يوم نموذجي ، خذ الحد الأقصى للحمل كمعيار لاختيار السعة ، وتجنب توسيع السعة بشكل أعمى وفقًا لقيمة الذروة - إذا كانت مدة الذروة قصيرة (مثل 1-2 ساعة فقط يوميًا) ، يمكن تخفيض الهامش بشكل مناسب إلى 5 ٪ -10 ٪ إلى التوازن والتكلفة.

3) الحمل تأثير: مثل بدء المحرك ، وتشغيل آلة اللحام الكهربائية ، وتشغيل معدات الختم ، وما إلى ذلك ، والتي ستولد على الفور حاليًا يتجاوز القيمة المقدرة (عادةً 5 - 7 أضعاف التيار المقنن). على الرغم من أن حمل التأثير له مدة قصيرة (عدة ثوانٍ لعشرات الثواني) ، إلا أنه سيؤدي إلى زيادة الحمل الزائد للمحول -. إذا كانت السعة غير كافية ، فقد تتسبب في انخفاض الجهد وارتفاع درجة الحرارة. عند الاختيار ، من الضروري حساب القوة الظاهرة أثناء التأثير (مثل بدء تشغيل المحرك الظاهري=بدء الجهد الحالي × المصنفة /√3) ، تأكد من أن السعة القصيرة - على المدى المحول يفي بالمتطلبات ، وإذا لزم الأمر ، حدد محولات ذات قدرة أكبر أو اتخاذ تدابير مثل الخطوة التي تبدأ في البدء.

يحدد وقت التشغيل المستمر للحمل "درجة التعب" للمحول. الأحمال التي تعمل بشكل مستمر لفترة طويلة (مثل إمدادات الطاقة في مركز البيانات ، ومعدات العناية المركزة للمستشفيات) لها متطلبات أعلى لمطابقة السعة ، ويجب أن يعمل المحول للعمل بشكل ثابت على السعة المقدرة ؛ بالنسبة لأحمال التشغيل بشكل متقطع (مثل مضخات الري الزراعية ، رافعات برج موقع البناء) ، يمكن تقليل معيار السعة بشكل مناسب لأنها في حالة إيقاف تشغيل أو حمولة خفيفة معظم الوقت ، ولن يتراكم ارتفاع درجة حرارة المتعرجة بشكل مستمر ، ولكنه ضروري لضمان أن حمل الذروة أثناء العملية لا يتجاوز القدرة المقررة.

تلبية الحد الأقصى للطلب على الحمل: يجب أن تكون سعة المحول أكبر من أو تساوي القوة الظاهرة للحمل القصوى لضمان عدم وجود زائد طويل - في أي ظروف عمل.

متابعة كفاءة العملية الاقتصادية: منحنى الكفاءة للمحول هو "مقلوب U -" ، والكفاءة هي الأعلى عندما يكون معدل التحميل 70 ٪ -80 ٪ (الحد الأدنى من الخسارة). يجب أن يحاول اختيار السعة جعل معدل تحميل التشغيل العادي في هذا النطاق لتجنب "حصان كبير يسحب عربة صغيرة" (تنخفض الكفاءة بشكل كبير عندما يكون معدل الحمل أقل من 30 ٪).

مساحة التوسع احتياطي: بالنظر إلى نمو الحمل في السنوات 3-5 القادمة (مثل توسيع المؤسسة ، والزيادة في المعدات الكهربائية السكنية) ، تحتاج القدرة إلى حجز هامش يبلغ حوالي 20 ٪ (تم تعديله وفقًا لخطة التطوير).

التكيف مع الظروف البيئية: درجة الحرارة العالية ، والبيئات المرتفعة ، والبيئات المتربة ستقلل من كفاءة تبديد الحرارة للمحول. في مثل هذه الحالات ، يجب زيادة القدرة بالإضافة إلى ذلك بنسبة 10 ٪ - 20 ٪ ؛ إذا تم تثبيته في مكان بئر - التهوية والمناسبة لدرجة الحرارة ، يمكن تقليل الهامش بشكل مناسب.

 

1. حساب سعة الحمل الكلي

مجموع المعدات طاقة: تجميع الطاقة المقدرة (KW) لجميع الأحمال ، مع الأخذ في الاعتبار عامل الطلب (عامل التزامن).

حساب الأحمال الذروة: إذا كانت هناك مصطلح قصير - مصطلح (على سبيل المثال ، بدء تشغيل المحرك) ، احسب الحمل الحراري المكافئ أو إجراء تحليل عابر.

صيغة:

         

أين:

S=قوة واضحة (KVA)

​ Pالمجموع= إجمالي الطاقة النشطة (كيلوواط)

η=الكفاءة

كوسφ= عامل الطاقة

 

2. تحديد سعة المحول

السعة الأساسية: حدد سعة محول مصنفةأعلى قليلا من الحمل المحسوب S (عادة 20 ٪ ~ 30 ٪ الهامش).

مثال: إذا كان حساب التحميل هو 800 كيلو فولت ، فاختر محول 1000kva.

القدرة الزائدة: إذا كان الحمل يتقلب دوريًا (على سبيل المثال ، يمكن السماح بالتباينات الليلية-) ، على المدى القصير- ، يمكن السماح بحمل زائد مصطلح (OIL - المحولات المغطاة عادةً بحمل 1.3X لمدة ساعتين).

معالجة الحمل الخاصة:

بالنسبة للسيناريوهات التي تنطوي على أحمال التأثير ، يجب تصحيح السعة المحسوبة للمحول. تنشئ أحمال التأثير (مثل اللحامات الكهربائية وأجهزة الختم) توليد تيارات ذروة قصيرة- ، مع معامل التأثير (نسبة الحد الأقصى الحالي إلى التيار المقنن) الذي يصل إلى 2-5. في مثل هذه الحالات ، يجب إجراء تعديل السعة باستخدام إما"طريقة الطلب القصوى"أو"طريقة تصحيح معامل":

طريقة الطلب القصوى: قياس أو حساب الحد الأقصى للطاقة النشطة لحمل التأثير (مع الأخذ في الاعتبار مدة التأثير) ، وتحويله إلى قوة واضحة ، ثم قم بتثبيته مع القدرة المحسوبة للأحمال الأخرى.

طريقة تصحيح معامل: بالنسبة للأنظمة التي تمثل فيها أحمال التأثير نسبة عالية (على سبيل المثال ، تتجاوز 20 ٪ من إجمالي الحمل) ، اضرب السعة المحسوبة الأساسية بعامل تصحيح قدره 1.2-1.5. (كلما زادت التأثيرات المتكررة والمكثفة ، كلما كان عامل التصحيح أعلى.)

بالنسبة للأنظمة ذات عوامل الطاقة المنخفضة (على سبيل المثال ، cosφ <0.7) ، يجب أولاً تنفيذ تعويض الطاقة التفاعلي (مثل تثبيت بنوك المكثفات) لتحسين عامل الطاقة إلى أعلى من 0.85 قبل حساب سعة المحول. بعد تعويض الطاقة التفاعلية ، ينخفض ​​الطلب على الطاقة الظاهرة ، مما يقلل من سعة المحول المطلوبة ويقلل من تكاليف الاستثمار واستهلاك الطاقة.

 

3. مثال سيناريوهات

سيناريو 1: تحميل المصنع=500 kw ، عامل الطاقة=0.8 ، الكفاءة=0.9:

→ حدد محول 800kva.

السيناريو 2: مركز البيانات (تشغيل 24/7 ، معدل تحميل 60 ٪) → اختر High - الكفاءة الجافة - محول النوع مع سعة تحميل ذروة 1.2x.

التعاون مع تعويض الطاقة التفاعلية: في السيناريوهات التي تهيمن عليها الأحمال الاستقرائية ، يمكن أن يؤدي تثبيت المكثفات لتعويض الطاقة التفاعلية إلى تحسين عامل الطاقة (مثل من 0.7 إلى 0.9) ، مما يقلل بشكل كبير من الطلب الواضح للطاقة (مثل 1000KW حمولة ، تكون القوة الظاهرة هي 1429KVA عندما يكون عامل الطاقة 0.7 ، ويسقط إلى 1111KVA بعد الزيادة إلى 0.9).

تأثير درجة الحرارة المحيطة: عادة ما يتم تصميم السعة المقدرة للمحول بناءً على درجة حرارة محيطة تبلغ 40 درجة. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة الفعلية أعلى من 40 درجة لفترة طويلة (مثل التثبيت في الهواء الطلق في مناطق درجة الحرارة العالية-) ، فيجب تقليل السعة وفقًا لـ "معامل تصحيح درجة الحرارة" (مثل معامل التصحيح عند 45 درجة هو 0.92 ، ويمكن أن يحمل محول 1000KVA بالفعل 920KVA).

اختيار محولات متعددة: عندما تكون سعة الحمل كبيرة ، يتم توزيعها على نطاق واسع ، أو أن تكون متطلبات الموثوقية عالية (مثل المصانع الكبيرة والمستشفيات) ، يمكن تشغيل محولات متعددة بالتوازي. في هذا الوقت ، يجب اختيار سعة محول واحد وفقًا لمبدأ "مشاركة الحمل" لضمان موازنة معدل تحميل كل محول وتجنب التحميل الزائد لمحول معين.