Wie wählt man die benötigte Transformatorgröße aus?

In diesem Artikel geben wir Ihnen eine schnelle Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie Sie die richtige Transformatorgröße auswählen. Wir werden auch die Dinge betrachten, die Sie beachten müssen, sowie die erforderlichen Transformatorberechnungen.

Wie wählt man die richtige Transformatorgröße aus?

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Entscheiden Sie sich für den Typ des Transformators basierend auf der Lastverteilung.

Es gibt zwei Arten von Transformatoren basierend auf der Lastverteilung oder der Stromversorgung. Diese sind die einphasigen und die dreiphasigen Typen.

Einphasige Typen sind besser geeignet für kleinere Leistungsanforderungen und werden praktisch als Spannungsregler in Stromverteilungssystemen in Wohngebieten eingesetzt.

Die Anwendung des dreiphasigen Transformators neigt sich hingegen mehr zu großen Unternehmen und industriellen Sektoren. Zum Beispiel zur Energieversorgung von Hochleistungsmaschinen wie Öfen und gewerblichen HVAC-Systemen.

Ebenso wichtig wie die Auswahl der geeigneten Transformatorgröße ist es, den passenden Typ auszuwählen, der am besten für Ihre Anwendung geeignet ist.

Erfahren Sie mehr über Transformatorgröße

Berechnen Sie Ihren Lastbedarf und die Lastspannung.

Die Leistungsanforderung bezieht sich auf die Stromstärke der elektrischen Einheit, die Ihr Transformator mit Energie versorgen oder schützen muss.

Wenn Sie mehrere elektrische Einheiten anschließen, benötigen Sie die Stromstärke jeder Einheit und summieren diese, um die Gesamtschaltstromstärke zu erhalten.

Unterdessen bezieht sich die Lastspannung auf die Nennspannung einer elektrischen Einheit. Dies entspricht typischerweise der Energieausgabe, die Ihre Einheit oder Ihr System benötigt.

Strom wird in Ampere gemessen, und Spannung wird in Volt gemessen.

Wo finden Sie die Strom- und Spannungswerte?

Die Strom- und Spannungswerte befinden sich normalerweise auf dem Namensschild des elektrischen Geräts oder der Ausrüstung, die sich auf der Rückseite oder an den Seiten der Paneele befindet.

Berechnen Sie die erforderliche kVA-Bewertung des Transformators für Ihr System.

An diesem Punkt sollten Sie alle Details haben, die für die Berechnung der Transformatorbewertung erforderlich sind. Nutzen Sie die folgende Formel je nach dem Transformator-Typ, den Sie verwenden möchten.

Sie können mit Ihrer Berechnung beginnen oder besser noch, weiterlesen, denn wir werden später eine Beispielberechnung durchführen.

Machen Sie sich mit den Standardgrößen vertraut und berücksichtigen Sie zukünftige Erweiterungen.

Transformatoren werden gemäß internationalen Standards entworfen, zu denen auch standardisierte Größen gehören. Hier sind einige Beispiele für standardisierte Transformatorgrößen auf dem Markt entsprechend der Anwendung.

Beachten Sie, dass dies nur einige der standardisierten Größen sind, die Sie auf dem Markt sehen können. Die verfügbaren Größen können auch je nach Hersteller variieren.
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Wenn Ihre Anforderungen einzigartig sind oder nicht unter eine standardisierte Größe fallen, sollten Sie Daelim für professionelle Beratung kontaktieren, um sicherzustellen, dass Sie die richtige Transformatorgröße für Ihre speziellen Bedürfnisse erhalten.
Ein weiterer wichtiger Aspekt wäre die Hochskalierung. Dies ist der Fall, wenn Sie einen Spielraum für Ihren Transformator einplanen, falls Ihre Kapazität in Zukunft steigen sollte.
Einen berechneten Spielraum zu haben, schützt Ihr System auch vor Überlastung zu Zeiten, in denen Ihre Lastanforderung höher ist als Ihre normale Betriebslast. Es wird typischerweise empfohlen, die Kapazität um 20% zu erhöhen.
Jetzt ist es an der Zeit, diesen Leitfaden in die Praxis umzusetzen. Lassen Sie uns eine einfache Beispielberechnung für die Transformatorgröße basierend auf seinem Typ durchführen.

Beispielrechnung

Einphasen-Transformator

Ein kommerzielles Beleuchtungssystem, das mit 220V betrieben wird, zieht insgesamt 68 Ampere Leistung. Berechnen Sie die erforderliche Transformatorbewertung für dieses elektrische System.
kVA=(I×V)/1000
kVA=(68A×220V)/1000
kVA=146.940VA/1000
kVA=14.96kVA≈15kVA
Basierend auf dieser Berechnung benötigt dieses Beleuchtungssystem einen einphasigen Transformator mit einer Bewertung von 14,96 kVA oder mehr. Wenn Sie die standardisierte Größe überprüfen, wäre die am besten geeignete Größe 15kVA.
Berechnung, wenn Sie die Kapazität auf 20% hochskalieren möchten.
kVA= 14.96 kVA×0.2 = 2.99
kVA= 14.96 kVA + 2.99
kVA=17.95 kVA ≈ 20 kVA

Drei-Phasen-Transformator.

Angenommen, ein Schmelzunternehmen muss einen 120V und 700 Ampere Ofen betreiben. Berechnen Sie die Transformatorbewertung, die der Ofen benötigt.
kVA=(I×V×√3)/1000
kVA=(700A×120V×√3)/1000
kVA=145.492VA/1000
kVA=145.49 kVA
Um den Ofen sicher zu betreiben, benötigt er gemäß dieser Berechnung einen dreiphasigen Transformator mit einer Bewertung von 145,49 kVA oder mehr. Die beste Passform basierend auf der standardisierten Größe ist 150 kVA.
Berechnung, wenn Sie die Kapazität auf 20% hochskalieren möchten.
kVA=145,49 kVA × 0,2= 29,098
kVA= 145,49 kVA + 29,098
kVA=174,588 kVA ≈ 225 kVA

Zusätzliche Faktoren zu berücksichtigen.

Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor beeinflusst die Gesamtleistung Ihres Transformators. Je höher der Leistungsfaktor, desto besser.
Der ideale Leistungsfaktor wäre 0,95 bis 1. In der Realität kann der Leistungsfaktor jedoch niedriger sein. Ein niedriger Leistungsfaktor kann zu einer schlechten Nutzung der elektrischen Energie und höheren Energiekosten führen.
Der Leistungsfaktor kann mit dieser Formel berechnet werden:

Beispielrechnung

Nehmen wir an, Sie haben zwei 20 KW Motoren. Der erste hat einen Leistungsfaktor von 0,95, während der andere einen niedrigeren Leistungsfaktor von 0,8 hat. Beide Motoren sind an eine 600V Versorgung angeschlossen.

Theoretisch benötigt Motor A mit einem niedrigeren Leistungsfaktor 25 kVA Scheinleistung, während Motor B mit einem höheren Leistungsfaktor nur 21 kVA benötigt.
Von dort aus werden Sie den Unterschied deutlich sehen. Beide Motoren können 20 KW Leistung liefern, aber Motor A zieht mehr Leistung als Motor B.
In diesem Fall ist Motor A nicht wirtschaftlich, da dies zu höheren Energiekosten führen würde. Er würde ebenfalls größere Leitungen und einen größeren Transformator benötigen.
Abgesehen davon kann ein niedriger Leistungsfaktor auch zusätzliche Probleme wie Spannungsabfall und übermäßige Wärme verursachen, die die Lebensdauer Ihres Transformators verringern können.

Spannungsniveau

Das Spannungsniveau ist einer der Faktoren, der die Kompatibilität der Transformatorgröße mit den erforderlichen Spannungsniveaus Ihres Systems bestimmt. Um dies zu überprüfen, müssen Sie sich des Spannungsverhältnisses bewusst sein.
Das Spannungsverhältnis bezieht sich auf das Verhältnis der Anzahl der Wendungen der Primärwicklungen zu den Sekundärwicklungen. Dabei ist die Anzahl der Windungen direkt proportional zur Wickelspannung.
Um das Spannungsverhältnis zu berechnen, können Sie diese Formel verwenden:

Die Primärseite ist mit der Quelle verbunden, während die Sekundärseite mit der Last verbunden ist, die Ihre gewünschte Spannungsausgabe haben sollte.

Da das Spannungsverhältnis direkt proportional zum Spannungsverhältnis ist, gilt: Wenn die Anzahl der Windungen auf einer Seite zunimmt, steigt auch das Spannungsniveau auf dieser Seite und umgekehrt..

Beispielrechnung

Spannungsverhältnis Berechnungen

Berechnen Sie das Spannungsverhältnis für einen Transformator mit einer Primärspannung von 13200V und einer Sekundärspannung von 400V.

VR=Vp/Vs

VR=13200V/400V

VR=33

Das bedeutet, dass jeder 33 Volt auf der Primärwicklung 1 Volt auf der Sekundärseite entspricht. Wenn dies der Fall ist, wird das Spannungsniveau verringert oder herabgesetzt.

1000 kVA Transformator - 13800V Delta Primär - 600GrdY/347 Sekundär

Wicklungsverhältnis Berechnungen

Ein Transformator hat 2500 Windungen auf der Primärseite und 500 Windungen auf der Sekundärseite. Berechnen Sie das Übersetzungsverhältnis.

TR=Np/Ns

TR=500/2500

TR=1:5

Die Ergebnisse zeigen, dass jede einzelne Windung auf der Primärseite 5 Windungen auf der Sekundärseite entspricht. Das bedeutet, dass das Ausgangsniveau oder die Spannung auf der Sekundärseite erhöht wird. Daher wird die Spannung erhöht.

Effizienz

Wenn Sie nach einem Hochleistungs-Transformator suchen, dann ist die Effizienz eines der Schlüsselkriterien, auf die Sie achten sollten.

Hoch effiziente Transformatoren sollten eine Effizienz von 96% bis 99% oder höher aufweisen. Diese Arten von Transformatoren werden voraussichtlich niedrigere Wartungskosten, minimale Verluste und insgesamt eine Verbesserung der Betriebsabläufe Ihres Systems haben.

Darüber hinaus sind diese in größeren Transformatorgrößen mit ausgeklügelteren Designs, die erheblich teurer sind, besser realisierbar.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu überprüfen. Sie können es basierend auf der Eingangs- und Ausgangsleistung der Transformatoren oder durch Berechnung der Kupfer- und Eisenverluste berechnen.

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Überlastfähigkeit

Schwankungen, kurzfristige und Notüberlastungen in jedem System sind unvermeidlich. Die Überlastfähigkeit definiert die Fähigkeit des Transformators, die Last zu bewältigen, wenn sie seine Tragfähigkeit überschreitet.

Überlastungen im System sind die Hauptursache für Überhitzung, die kritische Schäden an den wesentlichen Teilen des Transformators wie den Wicklungen und der Isolierung verursachen kann.

Dies kann gemindert werden, wenn ein Transformator so dimensioniert und entworfen wird, dass er die Last in ihrem Höchstmaß pro Zyklus plus eine zusätzliche Toleranz bewältigen kann, um Raum für eine potenzielle Überlast zu geben.

Umweltbedingungen

Dies bezieht sich auf die Betriebsbedingungen des Systems und den Standort, an dem Sie den Transformator installieren möchten. Einige dieser Bedingungen sind die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit.

Typischerweise werden Transformatoren mit einer Nennkapazität bei einer Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit entworfen. Andere Transformatoren müssen jedoch an Standorten mit harten Umgebungen und speziellen Bedingungen installiert werden.

Zum Beispiel benötigen Sie für Standorte mit extremen Temperaturen einen größeren Transformator mit zusätzlicher Isolierung und einem robusten Kühlsystem.

Fazit

Die Dimensionierung eines Transformators erfordert Kenntnisse in der Lastberechnung und ein wenig elektrischen Hintergrund. Beachten Sie, dass dies nur ein Leitfaden ist und wenn Ihr System zu komplex ist, es sehr empfohlen wird, einen Fachmann zu konsultieren, um die Last und andere notwendige Transformatorberechnungen zu ermitteln.

Noch wichtiger ist, dass Sie den richtigen Partner wählen müssen. Die beste Wahl wäre es, einen zuverlässigen Transformatorenhersteller zu wählen, anstatt sich nur auf Transformatorenvertreiber zu verlassen.

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Erfahrung

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Diese Projekte werden in Partnerschaft mit diversifizierten Branchen durchgeführt, einschließlich großer Versorgungsunternehmen, erneuerbarer Energiesysteme, Bauwesen und vielen anderen.

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Technische Unterstützung und Kundenservice

Mit Daelim sind Sie sich sicher, dass Sie alle professionelle Anleitung erhalten, die Sie benötigen, insbesondere wenn Sie sich noch in der Anfangsphase der Dimensionierung Ihres Transformators befinden.

Der technische Service von Daelim endet nicht nach der Installation. Unser technisches Team steht zur Verfügung, um Unterstützung zu bieten, wenn Sie Hilfe oder einen After-Sales-Service benötigen. Diese befinden sich in mehreren Regionen, einschließlich der Vereinigten Staaten, Kanada, Spanien und anderen Ländern.

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