Wszystko, co musisz wiedzieć o wymiarach transformatora.

Standardowe wymiary transformatorów według typu i mocy

Wybierając transformator, powinieneś znać jego wymiary i miejsce zastosowania. Omówmy kilka powszechnych typów transformatorów w ich standardowych wymiarach, aby czytelnik mógł zrozumieć, jak każdy typ pasuje do różnych przestrzeni i zadań.

Fizyczne wymiary transformatorów 

Trójfazowe transformatory dystrybucyjne montowane na podstawach z rozdzielnymi izolowanymi złączami wysokiego napięcia

Źródło: Stowarzyszenia Norm Kanadyjskich

Transformator średniego napięcia

• Zakres napięcia: Zazwyczaj od 1kV do 35kV.
• Zastosowania: Głównie stosowane w średniej wielkości sieciach dystrybucji energii, użytkownikach energii elektrycznej, elektrowniach oraz stacjach transformacyjnych.
• Typowe napięcia: 6kV, 10kV, 20kV, 35kV itd.
• Wymiary:
• 500kVA: 1,5 m (D) x 0,9 m (S) x 1,2 m (W); waga około 1 800 kg
• 1 500 kVA: 2 m (D) x 1 m (S) x 1,5 m (W); waga około 3 800 kg
• 3 000 kVA: 2,2 m (D) x 1,2 m (S) x 1,8 m (W); waga około 5 200 kg

Transformator wysokiego napięcia

• Zakres napięcia: Zazwyczaj od 35 kV do 220 kV.
• Zastosowania: Używane do przesyłania energii na dużych odległościach, takich jak w liniach przesyłowych wysokiego napięcia, elektrowniach i stacjach transformatorowych.
• Typowe napięcia: 66 kV, , 110kV, 220 kV, itd.
• Wymiary:
• 5 000 kVA: 4 m (D) x 2,5 m (S) x 3 m (W); waga około 20 000 kg.
• 10 000 kVA: 5 m (D) x 3 m (S) x 3,5 m (W); waga około 35 000 kg.
• 25 000 kVA: 6,5 m (D) x 4 m (S) x 4 m (W); waga około 65 000 kg.

Transformator ultrawysokiego napięcia

• Zakres napięcia: to często przekracza 220kV; jednak może być tak wysokie jak 1000 kV.
• Zastosowania: Transport energii na dużą odległość w ultra wysokich napięciach, redukując straty energii podczas transmisji.
• Typowe napięcia: 330kV, 500kV, 750kV, 1000kV itd.
• Wymiary:
• 500,000 kVA: Approximately 8 m (D) x 4.5 m (S) x 5 m (W); waga około 280,000 kg.
• 1,000,000 kVA: Approximately 12 m (D) x 6 m (S) x 6 m (W); waga około 450,000 kg.
• 1,500,000 kVA: Approximately 15 m (D) x 7.5 m (S) x 7 m (W); waga około 700,000 kg.

Zobacz typy transformatorów dla swoich potrzeb..

Wpływ wymiarów komponentów na wydajność

Każda część transformatora jest zaprojektowana na określony wymiar, który wpływa na wydajność transformatora. Jeśli znasz główne elementy wymiarów transformatora, możesz zrozumieć, dlaczego transformatory są budowane w ten sposób i dlaczego wymagane są określone wymiary, szczególnie w zastosowaniach przemysłowych.

Wymiary rdzenia

Rdzeń jest sercem transformatora. Jest metalowy i pomaga przekształcać wysokie napięcie na niskie lub odwrotnie. Rozmiar rdzenia jest wprost proporcjonalny do ilości energii elektrycznej, którą transformator może obsłużyć. Zasadniczo rdzenie transformatorów są stosunkowo bardziej istotne dla transformacji wyższego napięcia, co w większości przypadków oznacza, że są bardziej solidne i skuteczne.

Rdzeń transformatora nie może być zbyt mały, ponieważ ograniczyłoby to maksymalną moc, jaka może być dopuszczona w transformatorze i uczyniłoby go mniej wydajnym. Z drugiej strony, jeśli rdzeń byłby zbyt duży, transformator byłby zbyt ciężki i zajmowałby zbyt dużo miejsca. W związku z tym jego wymiary są głównym kompromisem między wydajnością a przestrzenią.

Wymiary uzwojenia

Cewki drutu owinięte są wokół rdzenia. Ich rozmiar i grubość określają, czy transformator musi znosić wyższe, czy niższe prądy.

Większe uzwojenia zmuszają transformator do przenoszenia większych prądów, ale mają tendencję do zwiększania rozpraszania ciepła. Cienkie lub małe uzwojenia będą się nagrzewać i pogarszać wydajność transformatora, a nawet go zniszczą.

Każda moc transformatora powinna mieć odpowiednie uzwojenia o właściwej grubości i materiale. Transformatory dużej mocy, takie jak te w ogromnych fabrykach, wymagają grubszych uzwojeń do przenoszenia dużych ilości energii, jednocześnie bezpiecznie się chłodząc.

Wymiary zbiornika

Zewnętrzna obudowa nazywana jest zbiornikiem, który chroni wewnętrzne części transformatora i przechowuje olej chłodzący lub powietrze. Rozmiar zbiornika będzie zależał od znamionowej mocy transformatora. W większych transformatorach przemysłowych niezbędny jest większy zbiornik, aby bezpiecznie pomieścić rdzeń i uzwojenia oraz zapewnić miejsce do chłodzenia.

Transformatory dużej mocy są znacznie większe i cięższe, co sprawia, że są jeszcze lepiej chronione. Transformatory przemysłowe potrzebują wystarczająco dużo miejsca w zbiorniku, szczególnie dla właściwego olejowego lub powietrznego chłodzenia w bardzo gorących warunkach pracy, jeśli mają posiadać długotrwałą trwałość.

Wymiary systemu chłodzenia

Ważnym elementem użytkowania transformatora przemysłowego jest jego system chłodzenia, który pozwala mu zarządzać obciążeniami przy dużej mocy oraz ich ciepłem. Rozmiar, w ogólności, w systemie chłodzenia w większości odnosi się do radiatorów lub wentylatorów oraz systemów cyrkulacji w oleju. Jest to zasadniczo decydujące o całkowym rozmiarze transformatora..

 Określony rozmiar musi odpowiadać pojemności transformatora, aby uniknąć przegrzania.

• Wymagania dotyczące rozmiaru radiatora: Radiatory działają jak wymienniki ciepła w przypadku transformatora. Rozmiary będą zależały od znamionowej mocy transformatora. Wysokość dla transformatorów średniej mocy wynosi 4-6 stóp. W przypadku dużej mocy radiator może mieć wysokość około 10 stóp, a w niektórych transformatorach rozciąga się jeszcze bardziej do szerokości, aby zapewnić właściwe rozpraszanie ciepła. Większe radiatory zapewniają odpowiednie chłodzenie systemu, ale będą one miały znaczny wpływ na powierzchnię transformatora.
• Wymagania dotyczące rozmiaru wentylatora: Wentylatory są dodawane do transformatora w celu zwiększenia pojemności chłodzenia radiatora. Transformatory o wymiarach 1 stopy na 2 stopy mogą wykorzystywać wentylatory o szerokości do 4 stóp do chłodzenia szerszych obszarów radiatora, gdzie transformator dużej mocy wymaga wentylatorów. Wentylatory jeszcze bardziej zwiększą szerokość i długość, gdy zostaną przymocowane do górnych boków układu.
• Wymagania dotyczące rozmiaru systemu cyrkulacji oleju: Systemy cyrkulacji oleju transformatorów o dużej pojemności odprowadzają ciepło z rdzenia i uzwojeń; mogą być uwzględnione pompy, rury i zbiorniki na olej. Transformatory o małej i średniej pojemności wymagają jedynie prostych kanałów przepływu oleju, podczas gdy większe typy potrzebują zewnętrznych zbiorników i pomp, które mogą protrudować stopy w każdym kierunku i znacznie zwiększyć całkowitą wagę i powierzchnię.

Bardzo ważne jest posiadanie odpowiednio dobranego systemu chłodzenia, aby zapewnić, że transformator jest bezpieczny i wydajny. Elementy chłodzące powinny być większe i mocniejsze w transformatorach dużej mocy, ponieważ brak chłodzenia może spowodować przegrzanie i, w konsekwencji, awarię systemu.

Określenie odpowiednich wymiarów transformatora dla Twoich potrzeb

Prawidłowe dobieranie transformatorów wymaga uwzględnienia mocy, jaką transformator musi obsługiwać, gdzie będzie się znajdował oraz jak ma być używany. Oto proste kroki i ważne rzeczy do rozważenia:

Oblicz wymiary

Biorąc pod uwagę obciążenie, określ moc, którą twój transformator musi zasilać. Wartość obciążenia to zazwyczaj wskaźnik mocy wyrażony w kilowolt-amperach (kVA) lub mega-wolt-amperach (MVA).

Wyższe wartości obciążenia oznaczają, że transformator będzie potrzebował większych rozmiarów rdzenia i uzwojeń oraz bardziej rozbudowanego systemu chłodzenia. Dlatego, jeśli Twoja lokalizacja ma wysokie wymagania energetyczne, będziesz potrzebował większego transformatora z odpowiednią przestrzenią na systemy chłodzenia, takie jak grzejniki i wentylatory.

Weź pod uwagę lokalizację i przestrzeń

Zidentyfikuj miejsce, do którego przenosisz transformator oraz przestrzeń, którą będziesz miał do dyspozycji. Transformatory wewnętrzne są zazwyczaj mniej odporne na warunki atmosferyczne niż transformatory zewnętrzne, ale zwykle zajmują więcej miejsca z powodu wentylacji. W większości branż stosuje się odstępy wynoszące 3-5 stóp podczas instalacji transformatorów, aby umożliwić łatwiejszy dostęp i zwiększyć bezpieczeństwo.

Dopasuj wymiary do standardów branżowych

Wymiary transformatorów muszą być zgodne z normami branżowymi dotyczącymi bezpieczeństwa i sprawności. Dwie najważniejsze normy dotyczące wymiarowania transformatorów to normy Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC) oraz Amerykańskiego Instytutu Normalizacyjnego (ANSI).

Normy IEC są powszechnie stosowane na całym świecie i zawierają szczegółowe zalecenia dotyczące rozmiaru rdzenia, przestrzeni chłodzącej i odstępów bezpieczeństwa. Normy ANSI, powszechnie stosowane w Ameryce Północnej, określają rozmiary, uziemienie i miejsca instalacyjne dla różnych typów transformatorów.

​​​​​​​​​​​​​​Więcej zasobów:

Transformator Montowany na Płycie - Kanadyjska Norma Narodowa CSA C227.4

Norma CSA C88 dla transformatorów mocy

CSA C802 dla minimalnych wartości sprawności dla transformatorów mocy

CSA C227.3 dla jednofazowego transformatora montowanego na podłożu

Trójfazowe transformatory montowane na podłodze z przodu na żywo według norm CSA C227.5

Przestrzegaj wytycznych dotyczących alokacji przestrzeni

Aby upewnić się, że Twój transformator jest bezpiecznie umieszczony i działa prawidłowo, postępuj zgodnie z wytycznymi dotyczącymi przestrzeni podanymi przez IEC lub ANSI. Na przykład, jeśli norma IEC sugeruje minimalny odstęp dla chłodzenia lub bezpieczeństwa, należy upewnić się, że otoczenie transformatora zapewnia tę przestrzeń. Bez odpowiednich odstępów, transformatory mogą się przegrzewać, zwłaszcza jeśli części chłodzące, takie jak grzejniki i wentylatory, nie mają wystarczającej przestrzeni do skutecznego działania.

Wszystkie te kroki pomogą Ci wybrać odpowiedni rozmiar transformatora, który spełni Twoje potrzeby, będzie odpowiedni dla przestrzeni, sprosta wymaganiom mocy i będzie zgodny z zasadami bezpieczeństwa.

Wnioski

Wybór odpowiednich wymiarów transformatora jest kluczowy dla bezpieczeństwa, wydajności i efektywności w środowisku przemysłowym. Rozumiejąc wymagania obciążenia, ograniczenia przestrzenne i standardy branżowe (takie jak IEC czy ANSI), możesz wybrać transformator, który spełnia potrzeby Twojego obiektu. Chłodzenie, odstępy bezpieczeństwa oraz wymiary rdzenia i uzwojenia odgrywają rolę przy podejmowaniu najlepszego wyboru.

Daelim oferuje rozwiązania transformatorowe dostosowane do tych standardów, zapewniając jakość i niezawodność. Gotowy, aby znaleźć idealny transformator? Skontaktuj się z nami dla ekspertów, którzy oferują wskazówki i opcje dostosowane do wymagań Twojej branży!