حجم المحول أكثر من مجرد تقسيم الحمل الإجمالي على نسبة مئوية. إن الاختيار الموثوق يحول الحمل الحقيقي إلى كيلو فولت أمبير (kVA)، ويطبق عوامل الطلب والتنوع، ويتحقق من المحركات والتوافقية، ويأخذ في الاعتبار البيئة والنمو المستقبلي، ثم ينسق الحماية الابتدائية والثانوية. يوفر هذا الدليل الصيغ الأساسية، وسير عمل عملي لتحديد الحجم، واعتبارات قواطع الدائرة/الصهيرات (الفيوزات) للمحولات احادية وثلاثية الطور.
صيغ تحديد حجم المحولات
بالنسبة للحمل المعبر عنه بالقدرة الفعالة:
قدرة الكيلوفولت أمبير المطلوبة = الحمل بالكيلوواط ÷ معامل القدرة
للجهد والتيار المقاسين:
- أحاد الطور: كيلو فولت أمبير = الفولت × الأمبير ÷ 1,000
- ثلاثي الطور كيلوفولت أمبير = الجذر التربيعي لـ 3 × الجهد × التيار ÷ 1,000
بالنسبة لعمل ثلاثي الطور بقدرة 240 كيلوواط ومعامل قدرة 0.8، فإن القدرة الظاهرية هي 300 كيلو فولت أمبير. تلك قيمة ابتدائية وليست السعة النهائية للمحول.
إنشاء جدول أحمال متنوع
أدرج كيلوواط أو كيلو فولت أمبير، والجهد، والطور، ومعامل القدرة، والكفاءة، وواجب التشغيل، وطريقة بدء التشغيل لكل حمولة. افصل الحمل المستمر، والمتقطع، والاحتياطي، والدوري، والمستقبلي. اطبق عوامل الطلب والتنوع المدعومة ببيانات التشغيل أو معايير المشروع. لا تطبق عاملاً تعسفياً واحداً على كل حمولة.
قم بتقييم الحالات العادية وحالات الطوارئ بشكل منفصل. قد يكون حمل الاحتياط معطلاً أثناء التشغيل العادي ولكنه مهم أثناء انقطاع التيار الكهربائي. قد لا يعمل خطان معالجة معاً أبداً، بينما قد تكون التهوية والإضاءة مستمرتين.
مثال على حساب حجم محول ثلاثي الأطوار
ضع في الاعتبار 180 كيلوواط من حمل العمل المتنوع بعامل قدرة 0.85، و40 كيلوواط من الحمل الإضافي المستمر بعامل قدرة 0.9، و50 كيلوفولت-أمبير محجوزة للنمو:
- العملية: 180 ÷ 0.85 = 211.8 كيلو فولت أمبير
- مساعد: 40 ÷ 0.9 = 44.4 كيلو فولت أمبير
- مخصص المستقبل: 50 كيلو فولت أمبير
- المجموع: 306.2 كيلو فولت أمبير
قد يكون الحجم القياسي التالي 315 أو 400 كيلو فولت أمبير اعتماداً على التصنيفات الإقليمية، والظروف المحيطة، وخدمة البدء، والموثوقية. يجب على المهندس التحقق من هبوط الجهد، والفاقد، والتحميل الفعلي بدلاً من إضافة هامش كبير تلقائياً.
جدول تحجيم المحولات: تيار الحمل الكامل
| كيلوفولت أمبير ثلاثي الطور | تيار 400 فولت | تيار 480 فولت | تيار 11 كيلوولت |
|---|---|---|---|
| 100 | 144 أ | 120 أمبير | 5.25 أمبير |
| 250 | ٣٦١ أ | 301 أ | ١٣٫١ أ |
| 500 | ٧٢٢ أ | ٦٠١ أ | ٢٦.٢ أ |
| 1,000 | 1443 أمبير | 1,203 أمبير | ٥٢.٥ أ |
| 2,000 | ٢,٨٨٧ أمبير | ٢,٤٠٦ أ | 105 أ |
هذه هي تيارات الحمل الكامل المحسوبة. وهي ليست تصنيفات للمواسم (القواطع) أو الكابلات ولا تتضمن عوامل الكود أو خفض التصنيف.
بدء تشغيل المحرك وهبوط الجهد
قد يسحب المحرك عدة أضعاف التيار المقنن أثناء بدء التشغيل. يجب أن يحافظ المحول على جهد الأطراف ضمن الحدود المقبولة بينما تظل الأحمال الأخرى مستقرة. تحقق من حجم المحرك، وتيار بدء التشغيل، ووقت بدء التشغيل، وهبوط الجهد المسموح به، وممانعة المصدر. يمكن للمبدئات الناعمة أو محجلات التردد المتغير تقليل تيار بدء التشغيل ولكنها قد تتسبب في ظهور توافقيات.
أحمال توافقية
محركات السرعة المتغيرة، وأجهزة عدم الانقطاع (UPS)، والمقومات، وأحمال الإضاءة (LED) الكبيرة تسحب تيارات غير جيبية. تؤدي التوافقيات إلى زيادة الفقد في الملفات والفقد الشارد ويمكن أن تحمل الموصل المحايد بأحمال ثقيلة. استخدم دراسة توافقية أو طيف أحمال لتحديد ما إذا كان تقليل القدرة (التخفيض)، أو التصميم ذو معامل K، أو الحماية الإلكتروستاتيكية، أو أي تصميم آخر مطلوباً.
البيئة، والارتفاع، والتبريد
يفترض تصنيف المحول درجة الحرارة المحيطة والارتفاع المحددين. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة والهواء الرقيق إلى تقليل أداء التبريد والعزل. تتطلب الوحدات الجافة الداخلية تهوية الغرفة؛ بينما تحتاج المحولات المعبأة بالسوائل إلى تدفق الهواء للمبرّد، واحتواء الزيت، وتدابير الحماية من الحريق. يمكن للعبوات الخارجية تقييد التبريد ويجب تضمينها في التصميم الحراري.
حجم قاطع المحول
احسب تيار الحمل الكامل الابتدائي والثانوي، ثم طبق الكود الكهربائي الحاكم وتوصيات المصنع. يجب أن يتحمل الجهاز الحمل المسموح به، ويتحمل تيارات التدفق المغناطيسي، ويتوافق مع حدود الحرارة والتيارات العابرة للمحول. يجب أن تتجاوز قدرة القطع لديه تيار العطل المتوقع.
تعمل عملية تححديد حجم القاطع الثانوي أيضاً على حماية الموصلات الصادرة والقضبان العمومية. تُقلل ممانعة المحول الكبيرة من تيارات الأعطال الثانوية، بينما تؤدي الممانعة المنخفضة إلى زيادة ذلك. تُعد دراسة القصر الكهربائي ضرورية قبل اختيار تصنيف لوحة التوزيع.
حجم منصهر المحول
Primary fuses can provide economical short-circuit protection, but fuse type and rating must tolerate energization inrush and coordinate with secondary protection. Verify voltage, continuous current, minimum and maximum clearing curves, interrupting rating and transformer damage curve. Do not use a generic fuse-size chart without the applicable code and actual fuse characteristic. Compare device families and project RFQ checks in our دليل صهرات المحولات.
زيادة الحجم والنقصان في الحجم
محول الحجم الصغير يسخن بشريطة مفرطة، ويعاني من هبوط مفرط في الجهد ويتقدم في العمر بسرعة. محول الحجم الكبير يكلف أكثر، وقد يعمل بكفاءة منخفضة في ظل الأحمال الخفيفة المزمنة، ويزيد من اندفاع تنشيط الطاقة، ويمكن أن يرفع تيار العطل المتاح. الهدف هو تحقيق سعة كافية عبر سيناريوهات واقعية مع السماح بنمو مبرر.
اختر البناء والتغليف
بعد تحديد كيلو فولت أمبير (kVA)، يتم تحديد الجهد، ومجموعة المتجهات، والمعاوقة، والمغيرات الحنفية (المحولات الحنفية)، والتبريد، وارتفاع درجات الحرارة، والكفاءة، والصوت، والغلاف، والملحقات. الخاصة بشركة لباجي (LBAJI's) محول مغمور بالزيت بجهد 35 كيلو فولت تدعم التقييمات الخاصة بالمشاريع. يمكن للأنظمة المعبأة استخدام محطة فرعية جاهزة الصنع YBM-12 أو محطة محولات صندوقية للطاقة الجديدة جهد 35 كيلوفولت. For single-phase winding-current estimates and connection terminology, see the single-phase transformer guide.
If the design instead needs a modest supply-voltage correction, compare the special buck-boost transformer calculation with the full transformer load study.
التحقق والاختبار
راجع الخسائر المضمونة، والممانعة، وارتفاع الحرارة، والصوت مقارنة بالتصميم. عادة ما تشمل اختبارات المصنع مقاومة الملفات، ونسبة التحويل/مجموعة المتجهات، والممانعة وخسائر الأحمال، وخسائر/تيار الحمل الخالي، واختبارات العزل، والفحوصات الوظيفية للملحقات. يجب تحديد الاختبارات الخاصة قبل الطلب.
قائمة التحقق من المقاسات النهائية
- التحقق من جدول الأحمال وسيناريوهات التشغيل.
- تحويل الكيلوواط (kW) إلى كيلوفولت أمبير (kVA) مع معاملات قدرت واقعية.
- تطبيق الطلب الموثق والتنوع.
- افحص المحركات، والأحمال الدورية، والتوافقيات.
- تطبيق تصحيحات المحيط والارتفاع والغطاء.
- اختر تقييماً قياسياً مع نمو مبرر.
- تحقق من هبوط الجهد، والفاقد، وتيار القصر.
- نسق القواطع أو الصمامات مع حدود تدفق التيار المتردد والتلف.
تسلسل تحديد حجم المحول خطوة بخطوة
احسب الحمل المتصل، وطبق عوامل الطلب والتنوع الواقعية، وحول كيلوواط إلى كيلو فولت أمبير، وأضف تأثيرات بدء تشغيل المحركات والأحمال غير الخطية، وقيم ظروف التحميل العادي والطوارئ، ثم اختر التصنيف القياسي المناسب التالي. تحقق من تنظيم الجهد ودرجة الحرارة بعد اختيار كيلو فولت أمبير؛ ولا تفترض أن نسبة الاحتياطي تحل كل واجب تشغيلي.
عندما لا يكون الحجم المحسوب هو الحجم النهائي
قد يلزم استخدام محول أكبر حجمًا بسبب انخفاض الجهد عند بدء التشغيل، أو التوافقيات، أو الأحمال الدورية، أو ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، أو التوسع المستقبلي. ومع ذلك، قد يظل الحجم القياسي الأصغر مناسبًا إذا ثبت قطعاً أن الأحمال غير متزامنة. قم بتسجيل سيناريوهات التشغيل والافتراضات لMمكن مراجعة القرار لاحقاً.
المراجع الفنية والقراءة الإضافية
تدعم المصادر المستقلة التالية المعايير والمصطلحات والحسابات وسياق السلامة التي تمت مناقشتها في هذا الدليل:
- معيار المحولات الكهربائية IEC 60076-1 — النطاق، المصطلحات، التقييمات، رموز التوصيل، الاختبار، السلامة، والمتطلبات العامة لمحولات الطاقة.
- وزارة الطاقة الأمريكية: محولات التوزيع — التعريفات الرسمية، ومتطلبات الكفاءة، وإجراءات الاختبار، والموارد التنظيمية لمولات التوزيع.
- متطلبات إدارة السلامة والصحة المهنية (أوشا) لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية — متطلبات السلامة ذات الصلة بالإنشاءات والعمل حول معدات نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.
