A máy tính biến áp chuyển đổi công suất tải, điện áp, số pha, hệ số công suất và hiệu suất thành kVA và dòng điện cần thiết cho việc lựa chọn ban đầu. Kết quả này là một điểm khởi đầu. Một thông số kỹ thuật đáng tin cậy cũng phải xem xét hệ số nhu cầu và hệ số đồng thời, quá trình khởi động động cơ, sóng hài, nhiệt độ môi trường, độ cao, tổng trở, định mức sự cố, điều chỉnh điện áp, sự phát triển trong tương lai và các tiêu chuẩn định mức của nhà sản xuất.
Các công thức kVA của máy biến áp cốt lõi
Máy tính biến áp một pha
Đối với mạch điện một pha, kVA = V × I ÷ 1.000. Sắp xếp lại, dòng điện đầy tải là I = kVA × 1.000 ÷ V. Do đó, một máy biến áp phụ 75 kVA, 240 V có dòng điện đầy tải được tính toán là 312,5 A.
Máy tính biến áp ba pha
Đối với một mạch ba pha cân bằng, kVA = √3 × VLL × 1 ÷ 1.000. Dòng điện là I = kVA × 1.000 ÷ (√3 × V)LL). Một máy biến áp 1.000 kVA ở điện áp 400 V có dòng điện tải toàn phần thứ cấp khoảng 1.443 A.
Nếu thông tin tải được cho bằng kW, hãy ước tính kVA = kW ÷ (hệ số công suất × hiệu suất). Không được cộng trực tiếp các giá trị kW và kVA. Hãy quy đổi mọi tải về một hệ cơ sở chung trước khi áp dụng các giả định về hệ số nhu cầu và hệ số đồng thời.
Phương pháp tính toán kích thước máy biến áp theo từng bước
- Liệt kê từng tải kèm theo điện áp, pha, kW hoặc kVA, hệ số công suất, hiệu suất, phương pháp khởi động, chế độ làm việc và đặc tính sóng hài.
- Quy đổi tải sang kVA và áp dụng các hệ số nhu cầu và hệ số đồng thời có cơ sở lý luận.
- Kiểm tra riêng động cơ hoặc tải chu kỳ lớn nhất đối với sụt áp khởi động và tải nhiệt.
- Thêm khả năng mở rộng có tài liệu mà không tạo ra tình trạng vượt mức kích thước vĩnh viễn quá mức.
- Chọn mức công suất máy biến áp tiêu chuẩn phù hợp tiếp theo và xác nhận lại với nhà sản xuất.
Đối với các cơ sở quan trọng, hãy đánh giá hoạt động dự phòng và tính dự phòng. Hai máy biến áp cùng chia sẻ nhu cầu thông thường có thể cần đủ công suất cho các tải thiết yếu sau khi một thiết bị được ngắt, tùy thuộc vào mức độ dịch vụ yêu cầu.
Bảng so sánh và lựa chọn nhanh
Sử dụng bảng này như một phần tóm tắt nhanh về các quyết định kỹ thuật và mua sắm chính được giải thích trong bài viết.
| Khu vực quyết định | Ý nghĩa thực tiễn | Cần xác minh những gì |
|---|---|---|
| Các công thức kVA của máy biến áp cốt lõi | Đối với mạch điện một pha, kVA = V × I ÷ 1.000. . | Khi sắp xếp lại, dòng điện đầy tải là I = kVA × 1.000 ÷ V . |
| Phương pháp tính toán kích thước máy biến áp theo từng bước | Đối với các cơ sở trọng yếu, hãy đánh giá hoạt động dự phòng và tính dự phòng hệ thống. | Hai máy biến áp cùng chia sẻ nhu cầu bình thường có thể cần đủ công suất cho các phụ tải thiết yếu sau khi một máy ngừng hoạt động, tùy thuộc vào mức độ dịch vụ yêu cầu. |
| Ví dụ về dòng điện sơ cấp và thứ cấp | Xem xét một máy biến áp ba pha 500 kVA, định mức 10 kV/400 V. | Dòng điện sơ cấp xấp xỉ 28,9 A: 500.000 ÷ (√3 × 10.000). |
| Các khái niệm về công cụ tính toán tổng trở máy biến áp | Trở kháng phần trăm là tỷ lệ phần trăm điện áp định mức cần thiết để tuần hoàn dòng điện định mức với cuộn thứ cấp bị ngắn mạch trong các điều kiện thử nghiệm. | Một ước tính sơ bộ về dòng điện sự cố đầu cuối đối xứng là I_(sc) ≈ I_(FL) × 100 ÷ Z%, giả sử nguồn sự cố mạnh. |
| Kích thước cầu chì, cầu dao và dây dẫn | Công cụ tính kích thước cầu chì sơ cấp máy biến áp không thể rút gọn thành một hệ số nhân phổ biến duy nhất. | Hệ thống bảo vệ phải cho phép dòng điện xung kích khi đóng điện và quá tải bình thường, đồng thời cắt bỏ các sự cố gây hại trong giới hạn đường cong chịu đựng của máy biến áp. |
Ví dụ về dòng điện sơ cấp và thứ cấp
Xét một máy biến áp ba pha 500 kVA có điện áp định mức 10 kV/400 V. Dòng điện sơ cấp là khoảng 28,9 A: 500.000 ÷ (√3 × 10.000). Dòng điện thứ cấp là khoảng 721,7 A: 500.000 ÷ (√3 × 400). Các giá trị đo được thực tế phụ thuộc vào tải, điện áp, tổn thất, sự mất cân bằng và sóng hài.
Phép tính hiện tại này giúp so sánh các sản phẩm như Máy biến áp khô SCB10 với các thiết bị đóng cắt và cáp được kết nối, nhưng nó không thay thế cho một nghiên cứu phối hợp hoàn chỉnh.
Các khái niệm về công cụ tính toán tổng trở máy biến áp
Trở kháng phần trăm là tỷ lệ phần trăm của điện áp định mức cần thiết để lưu thông dòng điện định mức với cuộn thứ cấp bị ngắn mạch trong các điều kiện thử nghiệm. Ước tính dòng điện sự cố đầu cực đối xứng sơ bộ là Isc ≈ TôiFL × 100 ÷ Z%, giả sử nguồn điện có cường độ lớn. Với trở kháng 6%, dòng điện lý tưởng gấp khoảng 16,7 lần dòng điện tải đầy.
Kết quả của hệ thống thực tế cũng bao gồm trở kháng nguồn điện, trở kháng máy biến áp thượng nguồn, cáp, thanh dẫn điện, động cơ và tỷ lệ X/R. Hãy sử dụng nghiên cứu ngắn mạch phù hợp cho định mức cắt và định mức chịu đựng của thiết bị.
Kích thước cầu chì, cầu dao và dây dẫn
Công cụ tính toán kích thước cầu chì sơ cấp máy biến áp không thể được rút gọn thành một hệ số nhân vạn năng. Thiết bị bảo vệ phải cho phép dòng điện khởi động từ hóa và dòng quá tải thông thường trong khi vẫn ngắt được các sự cố gây hại nằm trong đường cong chịu đựng của máy biến áp. Các quy chuẩn điện lực địa phương, điện áp, loại máy biến áp, trở kháng, phối hợp đầu nguồn, bảo vệ thứ cấp và khuyến nghị của nhà sản xuất sẽ quyết định các thông số cài đặt cho phép.
Tương tự, kích thước dây dẫn phụ thuộc vào khả năng mang dòng điện, phương pháp lắp đặt, nhiệt độ môi trường, việc gom nhóm, định mức cách điện, độ sụt áp, khả năng chịu nhiệt khi ngắn mạch, định mức đầu nối và các quy định áp dụng. Phối hợp các dây dẫn thứ cấp và áptômát chính với phần đã chọn tủ điện hạ thế.
Tính toán máy biến áp tăng giảm áp
Đối với các ứng dụng tăng-giảm áp, trước tiên hãy tính toán độ thay đổi điện áp và dòng điện tải được yêu cầu. kVA được biến đổi xấp xỉ bằng hiệu điện thế hiệu chỉnh nhân với dòng điện tải, chia cho 1.000 đối với một pha. Do kết nối máy biến áp tự ngẫu truyền phần lớn công suất thông qua dẫn điện, kVA của thiết bị có thể nhỏ hơn kVA tải. Hãy sử dụng bảng kết nối của nhà sản xuất để biết nguồn điện, điện áp đích, pha và thiết bị chính xác.
Thông tin cần thiết cho việc lựa chọn cuối cùng
Cung cấp cho nhà cung cấp điện áp sơ cấp và thứ cấp, số pha, tần số, công suất liên tục và đỉnh (kVA), loại tải, phổ sóng hài, nhóm đấu nối, đầu phân áp, điện kháng, mức cách điện, vỏ máy, hệ thống làm mát, nhiệt độ môi trường, độ cao, mục tiêu tiếng ồn, yêu cầu hiệu suất, các phụ kiện và các tiêu chuẩn yêu cầu. Một bảng tải minh bạch giúp cho việc tính toán có thể kiểm toán được và ngăn chặn độ chính xác sai lệch.
Các công thức được sử dụng trong máy tính biến áp
Một pha: kVA = V × I ÷ 1.000. Ba pha: kVA = 1,732 × V × I ÷ 1.000. Sắp xếp lại sẽ tính được dòng điện. Khi bắt đầu từ công suất hữu ích kW, hãy chia cho hệ số công suất và hiệu suất nếu có trước khi chọn kVA của máy biến áp.
Cách diễn giải kết quả từ máy tính
Giá trị tính toán là một điểm khởi đầu về mặt điện, không phải là sự lựa chọn sản phẩm tự động. Hãy kiểm tra tính đa dạng của phụ tải, khởi động động cơ, sóng hài, nhiệt độ môi trường, tổng trở, sự sụt áp và sự phát triển trong tương lai. Tính toán cả hai dòng điện cuộn dây, sau đó phối hợp cáp và các thiết bị bảo vệ bằng cách sử dụng các quy tắc lắp đặt hiện hành và dữ liệu của nhà sản xuất.
Tài liệu kỹ thuật và đọc thêm
Các nguồn độc lập sau đây hỗ trợ các tiêu chuẩn, thuật ngữ, phép tính và bối cảnh an toàn được thảo luận trong hướng dẫn này:
- Tiêu chuẩn máy biến áp lực IEC 60076-1 — Phạm vi, thuật ngữ, định mức, ký hiệu kết nối, thử nghiệm, an toàn và các yêu cầu chung đối với máy biến áp lực.
- Bộ Năng lượng Hoa Kỳ: Máy biến áp phân phối — Các định nghĩa chính thức, yêu cầu hiệu suất, quy trình thử nghiệm và tài liệu quy định đối với máy biến áp phân phối.
- các yêu cầu về truyền tải và phân phối điện năng của OSHA — Các yêu cầu về an toàn liên quan đến xây dựng và công việc xung quanh thiết bị truyền tải và phân phối điện năng.
