Ein umfassender Leitfaden zur Dimensionierung und Bewertung von Transformatoren

Die Größenauslegung eines Transformators und eine Transformatorgrößentabelle sind wesentliche Faktoren, die Ingenieuren helfen, die richtige Transformatorgröße auszuwählen.

Ein Transformator ist das Hauptstromsystem, das eine reibungslose Übertragung mit der erforderlichen Effizienz aufrechterhält. Dies ist jedoch alles nur durch eine genaue Transformatorgrößenauslegung und richtig festgelegte Werte möglich. Eine genaue Transformatorgröße trägt dazu bei, die zuverlässige Funktion des Systems mit weniger Energieverlust aufrechtzuerhalten und Wartung.

Wenn Standardtransformatorgrößen nicht genau festgelegt sind, führt dies zu verschiedenen Fehlern wie Sicherheitsrisiken und Überhitzung und verringert die Gesamteffizienz. Um die erforderlichen Eigenschaften zu erhalten, ist ein Transformator erforderlich, der die Spannungsregelung durchführt. Es ist wichtig, die Größenauslegungsberechnungen zu übertragen, die gemäß der Lastanforderung definiert sind.

Die richtigen Transformatorgrößen und -werte sind daher wichtig; hier behandeln wir, wie man die erforderliche Transformatorgrößenauslegung und die Transformatorgrößentabelle für unsere verschiedenen Lasten erhält.

Begriffe und Einheiten der Transformatorgrößen

Bevor wir ein Verständnis für elektrische Transformatorgrößen bekommen, müssen wir eine Vorstellung von einigen gängigen Begriffen und Einheiten haben.

Kilovoltampere oder kVA:

• Die Transformatorgrößen in kVA zeigen die scheinbare Nennleistung des Transformators, die Details zur Kapazität umfasst.

Spannung

• Es ist der potenzielle Unterschied zwischen zwei Punkten.

Strom (Amper):

• Der Strom wird in Amper gemessen, was die Elektrizitätsflussrate zeigt, die zur Bestimmung der Last-handling-Eigenschaften des Transformators verwendet wird.

Last

• Es zeigt die Energie, die für an einen Transformator angeschlossene Geräte bereitgestellt wird.

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Faktoren, die die Größen und Bewertungen von Transformatoren beeinflussen

Verschiedene Faktoren bestimmen Transformatorenbewertungen und Größen. Das wird hier erklärt.

Transformator-Spannungsnennwert:

• Der Spannungsnennwert des Transformators ist die höchste Spannung, die ohne Schäden oder schwerwiegende Fehler verarbeitet werden kann.
• Die Transformatorbewertung basierend auf der Spannung ist Niederspannung, Mittelspannung und Hochspannungs-Transformatorgrößen.

Aktuelle Bewertung:

• Die höchste derzeit über den Transformator geleitete Strommenge, ohne dass er überhitzt und beschädigt wird, wird als Strombewertung bezeichnet.

Leistungsbewertung:

• Die Leistungsbewertung des Transformators zeigt die hohe Leistung, die am Transformator verwaltet und abgewickelt wird, und definiert die Transformatorgrößen in kVA und Megavolt-Ampere (MVA).

Frequenz:

• Frequenzbereiche für einen Transformator, bezeichnet als Frequenz Normal, verwendet ein Transformator 50 oder 60 Hz. Einige spezielle Transformatorarten arbeiten mit hohen Frequenzen.

Temperatur:

• Die Temperaturbewertung des Transformators zeigt die höchste Temperatur, die auf der Transformatorstruktur ohne Schäden verarbeitet wird. Daher ist die Temperatur ein wichtiger Punkt für die Dimensionierung von Transformatoren basierend auf unterschiedlichen Temperaturbedingungen.

Standard-Transformatorgrößen

Transformatorgrößen vs Transformatorenbewertungen

Transformatorgröße

• Vor dem Kauf und der Installation eines elektrischen Transformators ist es wichtig, die richtige Größe des Transformators auszuwählen. Mit einer genauen Transformatorgröße können wir seine Spannung und Kapazität bestimmen.
• Aus der Leistungsbewertung erhalten wir die Transformatorspannung, die die Stromversorgung in Ampere definiert.
• Daher muss die benötigte Transformatorgröße durch den Bezug eines Transformators von einem Anbieter erfolgen, der verschiedene Größenoptionen anbietet, um Ihren Lastbedarf zu decken.

Transformatorenbewertungen

Die Transformatorbewertung definiert die Ausgangsleistung des Transformators. Dazu kommen einige weitere Faktoren.

Eingangsspannung

• Diese Spannungen werden als Eingabe für die Primärwicklungen des elektrischen Transformators angegeben. Nennwert der Eingangsspannung des Transformators, der für verschiedene Leistungs- und Spannungsebenen verwendet wird.

Ausgangsspannung

• Diese Spannungen an den Sekundärwicklungen werden gemäß den Primärspannungen und den Typen von Transformatoren, wie z. B. Hochsetzsteller und Abwärtswandler, definiert.

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Nennleistung

• Die Leistungsbewertung zeigt den Wattfluss oder wird als die auf einem Transformator bei bestimmten Lasten verwendete Energie definiert.

Wie wählt man die richtige Transformatorgröße aus?

Befolgen Sie diese Schritte, um den richtig dimensionierten Transformator zu erhalten.

 Transformatorart basierend auf der Last

Ein Transformator kommt in 2 Typen je nach Lastverteilung. Einphasen-Transformator und Dreiphasen-Transformator.

Standardgrößen von Einphasen-Transformatoren sind Teil des Systems, in dem kleine Lasten betrieben werden, und in Energieverteilungssystemen als Spannungsregler arbeiten.

Standardgrößen von Dreiphasen-Transformatoren werden verwendet, um größere Lasten wie Industrien mit Strom zu versorgen. Auch zur Versorgung von Hochleistungsmaschinen und der HVAC-Anlage.

Wählen Sie die Transformatorgröße entsprechend den Lastverteilungsmerkmalen aus.

Lastanforderung & Lastspannung

Die Lastanforderung zeigt die elektrische Einheitstrombewertung, die der Transformator zur Energieversorgung verwendet. Wenn viele elektrische Einheiten angeschlossen sind, summieren Sie die Strombewertung aller Einheiten und erhalten Sie die Nettostrombewertung.

nominelle Spannung der elektrischen Einheit, die als Lastspannung bezeichnet wird. Diese zeigt die vom System benötigte Leistung an.

Strom- und Spannungsbewertungen des Transformators sind auf dem Typenschild des Transformators angegeben.

Messung der Transformator-kVA-Bewertung

Wir können die Transformatorgrößen kVA-Wertungen mit den Formeln berechnen, wobei wir zwei Gleichungen zur Messung der kVA-Wertungen des Transformators haben.

Für die Größenbestimmung eines einphasigen Transformators verwenden Sie diese Formel.

kVA=(I*V)/1000

Für die Bewertungsgröße eines dreiphasigen Transformators verwenden Sie diese Gleichung.

kVA=(I*V*√3)/1000

in den obigen Gleichungen

• kVA steht für KiloVolt-Ampere
• I ist der Laststrom
• V zeigt die Lastspannung an.

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Standardtransformatoren und zukünftige Erweiterungen

Die Konstruktion eines Transformators erfolgt nach internationalen Standards, die auch standardisierte Transformatorgrößen aufweisen.

Einige gängig verwendete Standardtransformatorgrößen sind

Dies sind einige Standardtransformatorgrößen, aber andere Größen können gemäß dem Hersteller erhalten werden.

Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor zeigt die Arbeitsleistung des Transformators an. Ein hoher Leistungsfaktor bedeutet, dass der Transformer gut arbeitet. Ein Leistungsfaktor von 0,95 bis 1 wird allgemein als gut angesehen.

Wenn der Leistungsfaktor niedriger ist, bedeutet das schlechte Energienutzung und hohe Energiekosten.

Die Formel zur Messung des Leistungsfaktors lautet

PF=KW/kVA

• PF zeigt den Leistungsfaktor an
• kVA ist scheinbare Leistung
• KW ist Wahre Leistung

Spannungsniveau

• Das Spannungsniveau zeigt die erforderlichen Spannungen für die System- und Transformatorgrößenkompatibilität an. Um das Spannungsniveau zu erhalten, müssen wir den Spannungsbereich kennen.
• Der Spannungsbereich ist das Verhältnis zwischen den Wicklungen der Primär- und Sekundärwicklung. Die Anzahl der Wicklungen ist direkt proportional zur Spannung der Wicklungen.
• Diese Formel wird zur Messung des Spannungsverhältnisses verwendet.

Vp/Vs=Np/Ns

Die Primärwicklung erhält die Eingangs tujuan von Quellen, und die Sekundärwicklung ist mit der Last verbunden.

Das Spannungsverhältnis ist direkt proportional zum Wicklungsverhältnis; wenn die Wicklungen auf einer Seite zunehmen, erhöht sich das Spannungsniveau auf dieser Seite.

Überlastfähigkeit

• Die Überlastfähigkeit eines Transformators definiert die Fähigkeit, eine Last zu bewältigen, wenn diese höher ist als die Lastkapazität des Transformators. Da plötzliche Überlastungen oder Schwankungen Fehler verursachen.
• Durch Überlastung tritt Überhitzung auf, die Wicklungen und Isolierungen des Transformators beschädigt.
• Um Überlastfehler zu vermeiden, wählen Sie eine Transformatorgröße, die Überstrombedingungen leicht bewältigen kann.

Effizienz

• Die Effizienz des Transformators ist ein wichtiger Faktor, der ihn hochleistungsfähig macht. Normalerweise liegt die Effizienz von Hochleistungs-Transformatoren im Bereich von 96% bis 99% oder sogar höher.
• Mit diesem Effizienztransformator sind geringe Wartung, geringe Verluste und kontinuierliche Arbeit ohne Unterbrechung erforderlich.
• Hohe Effizienz gibt es bei größeren Transformatorgrößen, aber sie sind kostspielig.

Wie man die Transformatorgröße berechnet

Befolgen Sie diese Schritte zur Berechnung der Transformatorgröße.

Gesamtlast in (kVA) messen

• Zunächst wird die gesamte benötigte Leistung durch Messen der angeschlossenen Lasten wie Motoren, Beleuchtung, HVAC usw. in Kilowatt ermittelt.
• Dann konvertieren Sie diese KW-Lasten in KVA mit einer Formel.

kVA = KW/Leistungsfaktor, ​

Summe aller Lasten in KVA, und wir erhalten die endgültige Gesamtlaste.

Lastfaktor und Effizienz

Der Lastfaktor zeigt die tatsächliche Nutzung des Transformators anstelle der maximalen Last. Stellen Sie sicher, dass der für die Größenberechnung verwendete Lastfaktor die Stromnachfrage erfüllt.

Die Effizienz ist auch ein wichtiger Faktor bei der Dimensionierung des Transformators; eine hohe Transformatoreneffizienz ermöglicht ein größeres Design.

Sicherheitsmarge festlegen

Der Sicherheitsaufschlag in der Kapazität des Transformators ist wichtig, um plötzliche Laststeigerungen zu verwalten. Normalerweise wird ein Puffer von zehn bis fünfundzwanzig Prozent hinzugefügt, um mit unsicheren Bedingungen umzugehen.

Normalerweise beträgt der Sicherheitsaufschlag

kVA=Angepasste Last×(1+Sicherheitsaufschlag)

Transformator-kVA-Bewertung messen

Die kVA-Bewertung des Transformators wird durch die Laststrom- und Spannungsanforderung gemessen.

Angenommen, wir haben einen einphasigen Transformator; verwenden Sie diese Gleichung für kVA.

kVA = (Spannung * Strom) / 1000

Wenn die Last 30 Ampere und 400 Volt verwendet, beträgt die kVA-Bewertung 12 kVA.

Für die Größenbestimmung von dreiphasigen Transformatoren wird diese Gleichung verwendet, um kVA zu erhalten.

kVA = (√3 * Spannung * Strom) / 1000.

Formeln zur Berechnung von Transformatorgrößen

 Hier werden wir Details zur Ermittlung von Formeln behandeln, die zur Erstellung eines einphasigen Transformator-Diagramms und eines dreiphasigen Transformator-Diagramms verwendet werden.

Stromberechnung

I=kVA*100/V

Diese Gleichung wird verwendet, um den Transformatorenstromwert zu messen. Angenommen, Sie haben einen Transformator, wissen aber nicht, wie viel Strom er ziehen wird, wenn eine Last angeschlossen wird. Dies hilft uns sicherzustellen, dass der Transformator die Last bewältigen kann.

Effizienz

• Die Effizienz eines Transformators wird anhand der Transformatorverluste gemessen. Die Haupttypen von Transformatorverlusten sind Kupfer- und Kernverluste. Durch die Messung der Transformatorverluste können wir die Effizienz des Transformators messen.
• Effizienz, die durch das Verhältnis der Ausgangsleistung zur Eingangsleistung berechnet wird. Diese Gleichung wird verwendet, um die Effizienz des Transformators zu erhalten.

Effizienz = (Ausgangsleistung/Eingangsleistung) * 100

Spannungsverluste und Impedanz

• Die Impedanz des Transformators wird durch die Materialqualität gemessen, da das Material gute Leitfähigkeitseigenschaften aufweist. Die Impedanz wird als der Widerstand definiert, der dem Stromfluss in den Wicklungen entgegengebracht wird.
• Durch Impedanzspannungsverluste kommt die Messformel für Spannungsverluste mit dem Produkt aus Strom, Impedanz und Spannung, dann geteilt durch 100. Die Impedanz wird mit Z bezeichnet.

Spannungsabfall (%) = (I × Z) / V × 100

Wo:

I = Laststrom (A)

Z = Transformatorimpedanz (Ω)

V = Nennspannung (V)

Transformer-Größentabelle & Tragfähigkeit

• Das Verständnis der Lastkapazität des Transformators ist wichtig für die genaue Berechnung des Transformatorcharts. Die Kilovoltampere, die der Transformator einer bestimmten Kilowattlast bereitstellt, sind wichtig für das Größendiagramm des Transformators.
• Das Design des Transformators basiert auf dem Leistungsfaktor, und diese Gleichung hilft bei den ordnungsgemäßen Berechnungen des Größendiagramms.

KVA = KW/Leistungsfaktor

• Leistungsfaktor basierend auf Lasttypen

Einphasen-Transformatorgrößentabelle

Ein Einphasen-Transformator-Diagramm mit allen erforderlichen Parametern wird hier erklärt.

3-phasige Transformator kVA-Bewertungstabelle

3-phasige Transformator-Tabelle ist hier dargestellt.

Trockentransformator Größenrechner

Der Größenrechner für Trockentransformatoren mit detaillierten Eigenschaften ist hier.

Bewertungsdiagramm für Verteilungstransformatoren

Transformatorgrößentabelle: Sicherheitsmargen

Dies sind einige Faktoren, die bei den Messungen zum Entwurf von Transformatoren berücksichtigt werden müssen, um eine genaue Transformatorgrößentabelle zu erstellen.

1. Setzen Sie einen Sicherheitsfaktor, wenn Sie einen Transformator für eine bestimmte Lastanforderung entwerfen. Verwenden Sie eine Marge von 20 bis 30 Prozent über der Last, um sicherzustellen, dass der Transformator kontinuierlich arbeitet, wenn er die Spitzenlastbedingungen erreicht.
2. Verwenden Sie eine hohe Umgebungstemperatur für den Transformator, um eine genaue Arbeit unter Hochtemperaturbedingungen ohne Beschädigung zu gewährleisten.
3. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Festlegung geeigneter Installationsorte für den Transformator gemäß den Details der Größentabelle, da eine falsche Höhe die Kühlung und Isolierung beeinflusst und letztendlich die Funktionsweise des Transformators beeinträchtigt.

Fazit

Die Transformatorgröße ist ein wichtiger Faktor, um die erforderlichen Nennwerte des Transformators für unsere Last zu erhalten. Eine genaue Dimensionierung ermöglicht eine effektive Stromverteilung für gewerbliche, industrielle und private Anwendungen. Für die Auswahl des erforderlichen Transformators werden verschiedene Faktoren wie Leistungsfaktor, Effizienz und Nachfrage berücksichtigt. Verwenden Sie daher einen Transformator, der die Last zuverlässig erfüllt.

Aber die Dimensionierung des Transformators erfordert professionelle Fachkenntnisse. Wenn Sie keine professionellen Fähigkeiten haben, holen Sie die Dienste eines Fachmanns.

Eine Transformatorgrößentabelle ist ebenfalls wichtig für eine effektive, sichere und zuverlässige Auswahl von Transformatoren für unser elektrisches System. Da die Größentabelle des Transformators wichtige Details wie kVA-Nennwerte, Spannung und Stromlastanforderungen enthält, hilft sie Ingenieuren, die Transformatorgröße für die Lastanforderung zu verwenden, ohne Überstrom- und andere Fehlerbedingungen zu vermeiden.

Daelim Transformer ist seit über 15 Jahren ein vertrauenswürdiger Transformatorenhersteller, der alle Standards für die Herstellung qualitativ hochwertiger Transformatoren erfüllt. Sie erfüllen verschiedene internationale Standards für die Herstellung, wie UL, CSA, CE und ISO.

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