Tỷ lệ tải của bộ biến áp: Tính toán và giới hạn hoạt động

Tỷ lệ tải của máy biến áp là tải thực tế được đo bằng kVA chia cho cấp số tải của máy biến áp áp dụng, nhân với 100. Ví dụ: tải được đo là 600 kVA trên máy biến áp có cấp số 1.000 kVA tương ứng với tải 60%. Con số này mô tả mức sử dụng tại thời điểm đo; nó không tự động xác định giới hạn hoạt động liên tục an toàn. Trước khi phê duyệt dây chuyền sản xuất mới, hãy kiểm tra dòng điện pha, trạng thái làm mát, điều kiện môi trường xung quanh, phổ biến điện, bảo vệ và thời lượng tải. Hãy sử dụng cấp số thực tế áp dụng cho cấu hình hoạt động đã lắp đặt, thay vì số lớn nhất xuất hiện bất kỳ nơi nào trên tem nhãn.

Công thức tính phần trăm tải

Hãy sử dụng biểu thức này khi có sẵn thông số công suất tương ứng và công suất được đo được:

Độ tải (%) = tải đo được (kVA) ÷ công suất định mức áp dụng (kVA) × 100

Hãy giữ nguyên số nguyên và tỷ lệ phần tử một cách nhất quán. KVA được ghi trên máy biến áp ba pha thường chỉ mô tả tổng thể của thiết bị ba pha. So sánh công suất tiêu thụ chỉ ở một pha với công suất ba pha đầy đủ sẽ làm giảm mức sử dụng. Ngược lại, việc nhân KVA ba pha đã được ghi trên đồng hồ với số KVA ba pha tổng cộng của đồng hồ sẽ làm tăng mức sử dụng.

Việc tính toán cần có ranh giới đo rõ ràng. Hãy xác định xem đồng hồ đo đang ở đầu vào của máy biến áp, đầu ra của máy biến áp hay ở phía đầu vào của bộ cấp điện phía sau. Một bộ cấp điện phía sau sẽ loại trừ các tải được kết nối giữa điểm đó và máy biến áp. Các giá trị đầu vào và đầu ra cũng khác nhau do sự mất mát. Để đánh giá hoạt động, hãy mô tả ranh giới đã chọn và sử dụng cùng một ranh giới cho các so sánh sau.

Hướng dẫn này đề cập đến tỷ lệ phần trăm xếp hạng được sử dụng. Hướng dẫn về hệ số tải của máy biến áp giải thích cách tính mức tiêu thụ trung bình so với mức tiêu thụ cao điểm trong một khoảng thời gian. Hai chỉ số này không nên được sử dụng thay thế cho nhau.

Chuyển đổi điện áp và dòng điện đo được thành kVA

Đối với một tải ba pha có độ cân bằng gần như hoàn hảo, dạng sin:

Công suất thực tế (kVA) = √3 × điện áp giữa các dây (V) × dòng điện trên dây (A) ÷ 1,000

Đối với tải điện một pha:

Công suất thực tế (kVA) = Điện áp (V) × dòng điện (A) ÷ 1,000

Các công thức này sử dụng phép đo RMS. Cách thức rút gọn ba pha giả định rằng một điện áp và dòng điện đại diện mô tả hợp lý một hệ thống cân bằng. Khi điều kiện pha khác nhau đáng kể, hãy lấy báo cáo của máy phân tích ba pha phù hợp và kiểm tra tải điện của từng pha. Việc tính trung bình của ba dòng điện có thể che giấu một cuộn dây bị tải quá tải.

Đối với việc lập kế hoạch đo lường, Quy trình đo điện của Đại học Bang Oregon Phân biệt các đại lượng đo lường và cấu hình thiết bị. Ý nghĩa thực tế là xác nhận cấu hình máy phân tích trước khi tin tưởng vào giá trị được xuất khẩu. Việc lắp đặt và thử nghiệm gần thiết bị có điện cần có nhân sự có trình độ và các biện pháp an toàn điện được phê duyệt tại địa điểm; bài viết này không phải là hướng dẫn về việc lắp đặt các thiết bị thử nghiệm.

Ví dụ thực tế: tải công nghiệp cân bằng

Giả sử một máy biến áp ba pha minh họa có công suất tương ứng là 1.000 kVA. Một thiết bị phân tích được cấu hình đúng sẽ ghi nhận dòng điện 400 V từ đường dây này sang đường dây khác và 900 A trên mỗi đường dây trong một khoảng thời gian hoạt động ổn định và cân bằng. Đây chỉ là các ví dụ về đầu vào, không phải là đảm bảo về chất lượng sản phẩm của Shenheng.

Trước tiên hãy tính công suất biểu kiến:

S = 1,732 × 400 × 900 ÷ 1,000 = 623,52 kVA

Sau đó tính tỷ lệ phần trăm của điểm đánh giá:

Độ nạp = 623,52 ÷ 1.000 × 100 = 62,352%, hoặc xấp xỉ 62,4%

Sự khác biệt về toán học giữa tải được đo và công suất định mức là 376,48 kVA. Đừng tự động gọi toàn bộ sự khác biệt đó là công suất mở rộng sẵn có. Công suất tải trong tương lai có thể có nhu cầu khởi đầu, chu kỳ hoạt động, độ hài hòa và hệ số công suất khác nhau. Mùa cao điểm cũng có thể khác với ngày thực hiện các phép đo này.

Khi tính toán, hãy giữ nguyên số liệu về thời gian đọc, khoảng thời gian đo và điều kiện sản xuất. Việc sao chép một số liệu mà không có bối cảnh sẽ trở nên khó khăn khi kỹ sư khác hỏi liệu quá trình này đang ở mức sản xuất đầy đủ hay đang hoạt động với một số máy ngừng hoạt động.

Tính tải khi chỉ có công suất kW

Đối với các phép đo công suất thực và hệ số công suất chính xác:

Độ tải tương đối (kVA) = tải thực (kW) ÷ hệ số công suất thực

Giả sử một đồng hồ đo báo giá 450 kW với hệ số công suất thực là 0,90 trong cùng một khoảng thời gian hoạt động. Cường độ tải tương ứng là 500 kVA. Với cấp điện áp tương ứng là 1.000 kVA, tải sẽ là 50%. Chia trực tiếp 450 kW cho 1.000 kVA sẽ cho kết quả sai lệch là 45%.

Không nên thêm công suất giả chỉ để hoàn thành một bảng tính. Trong trường hợp có hiện tượng biến dạng dạng sóng đáng kể, hãy đảm bảo thiết bị báo cáo công suất thực phù hợp và lượng công suất tương đối để đánh giá. Công suất biến đổi mô tả mối quan hệ khác và có thể không phản ánh toàn bộ tải dòng điện.

Hóa đơn điện có thể hiển thị nhu cầu tính phí hoặc công suất tối đa theo kW, trong khi câu hỏi kỹ thuật liên quan đến công suất kVA tương ứng tại máy biến áp. Trước khi chuyển đổi, hãy kiểm tra các định nghĩa. Nếu phép đo cần thiết không có sẵn, hãy ghi nhãn kết quả là ước lượng và xác định nguồn cấp không có trong dữ liệu thay vì trình bày như tải được đo.

Chọn số biết là số phân số đúng

Máy biến áp ngâm dầu có thể có các cấp độ hiệu suất liên quan đến các giải pháp làm mát khác nhau. Cấp độ hiệu suất áp dụng phụ thuộc vào việc lắp đặt thực tế và điều kiện hoạt động đã được phê duyệt. Không sử dụng cấp độ hiệu suất được làm mát bằng quạt khi các quạt, máy bơm hoặc thiết bị điều khiển không khả dụng.

Sử dụng bảng tên được phê duyệt và tài liệu kỹ thuật cho từng thiết bị cụ thể. Phần bên ngoài của Máy biến áp công nghiệp ngâm dầu Không thể xác định được công suất, thiết kế bên trong hoặc khả năng tải quá tải của sản phẩm. Các hình ảnh sản phẩm giúp xác định loại thiết bị, trong khi tài liệu đặt hàng xác định các chỉ số cụ thể cho dự án.

Nếu kỹ sư đã chỉ định một giới hạn hoạt động dưới công suất ghi trên nhãn hiệu do điều kiện tại công trường hoặc tình trạng thiết bị, hãy hiển thị cả hai so sánh riêng biệt: tải đo được theo tỷ lệ phần trăm so với công suất ghi trên nhãn hiệu và tải đo được theo tỷ lệ phần trăm so với giới hạn hoạt động đã được phê duyệt. Hãy nêu rõ tên của mỗi đơn vị đo để người đọc không nhầm lẫn hai kết quả này.

Lưu trữ danh sách kiểm tra đánh giá

Bảng này là một công cụ hỗ trợ đánh giá kỹ thuật định tính, không phải là bảng chấp nhận tiêu chuẩn. Hãy áp dụng hướng dẫn sử dụng thiết bị và các yêu cầu của dự án để xác định việc chấp nhận.

Tại sao tỷ lệ dưới 100 không phải là đánh giá nhiệt độ hoàn chỉnh?

Kết quả tải là một tỷ lệ. Nó không bao gồm nhiệt độ môi trường xung quanh, tải trước đó, điều kiện cách nhiệt hoặc hiệu quả làm mát. Hai thiết bị có tỷ lệ tương tự có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ rất khác nhau. Việc ghi lại các điều kiện này thay vì cho rằng tỷ lệ tương tự đồng nghĩa với rủi ro tương đương là điều cần thiết.

Đối với các máy biến áp được ngâm trong dầu mỏ, IEC 60076-7 Là một tài liệu tham khảo về hướng dẫn tải với phạm vi thiết bị được xác định. Sự tồn tại của nó không biện minh cho tỷ lệ quá tải chung. Việc đánh giá dự án phải sử dụng phiên bản và thông tin cụ thể về đơn vị áp dụng; các hệ thống chất lỏng và cách nhiệt khác nhau cần được hướng dẫn phù hợp.

Ví dụ, tỷ lệ phần trăm được tính có thể được cho là vừa phải trong khi không khí đang được làm mát bị cản trở hoặc báo động vẫn chưa được giải quyết. Cách giải quyết đúng đắn là phải điều tra nguyên nhân và áp dụng quy trình vận hành. Việc lặp lại tỷ lệ với số thập phân nhiều hơn sẽ không giải quyết được vấn đề về nhiệt.

Đọc thông tin cấu hình tải trước khi thêm quy trình mới

Một phép đo đơn lẻ trả lời cho những gì đã xảy ra trong một khoảng thời gian nhất định. Các quyết định mở rộng đòi hỏi một cấu hình đại diện. Phân tích các sản lượng thông thường, các thay đổi trong quá trình sản xuất, các sự khởi động động cơ lớn, các đợt tăng trưởng theo mùa và cấu trúc vận hành được sử dụng khi một máy biến áp khác không có sẵn. Thời gian ghi nhận cần thiết phụ thuộc vào chu kỳ thực tế của cơ sở.

Phân tách nhu cầu ổn định với các sự kiện ngắn hạn. Nhu cầu tối đa trong một khoảng thời gian tích hợp dài có thể không thể hiện được mức đỉnh ngắn hạn. Một mức đỉnh tức thì có thể không phù hợp để sử dụng làm cơ sở duy nhất để ước lượng mức sưởi ấm kéo dài. Hãy giữ cho khoảng thời gian đo lường hiển thị trong báo cáo và yêu cầu nhà thiết kế đánh giá thời lượng của sự kiện đó.

Đối với các máy biến áp song song, hãy tính riêng tỷ lệ phần trăm đo được của từng thiết bị. Không nên giả định việc chia sẻ bằng nhau hoặc chỉ đơn giản chia tổng nhu cầu theo số lượng thiết bị. Sự khác biệt về trở kháng, tỷ lệ, vị trí cắm và bố trí mạch ảnh hưởng đến việc chia sẻ. Hãy xem lại Hướng dẫn về trở kháng của máy biến áp khi lên kế hoạch đánh giá riêng biệt này.

Biến việc tính toán thành một hồ sơ hoạt động hữu ích

Chuẩn bị một bản ghi ngắn về thông tin về thiết bị, nguồn cấp dữ liệu, nguồn đo lường, cấu trúc vận hành, công thức tính toán, kết quả và hạn chế. Đính kèm bản ghi dữ liệu của thiết bị thay vì chỉ ghi lại giá trị tối đa của thiết bị. Liệt kê các thiết bị cấp dữ liệu bị loại trừ hoặc các điều kiện sản xuất thiếu.

Khi so sánh các tháng, hãy giữ nguyên các định nghĩa. Sự thay đổi từ đo lường đầu ra sang đo lường đầu vào hoặc từ tổng công suất thực tế sang một lượng tiêu thụ khác có thể tạo ra một xu hướng rõ ràng thực chất là một sự thay đổi được báo cáo. Hãy báo cáo các thay đổi như vậy trước khi đưa ra kết luận về mức sử dụng ngày càng tăng.

Để xem xét việc mua sắm, vui lòng cung cấp lịch trình tải và cấu hình cùng với tỷ lệ phần trăm đã tính toán. Hướng dẫn định cỡ máy biến áp Bài viết này đề cập đến việc lựa chọn xếp hạng, trong khi bài viết này đề cập đến việc tính toán mức sử dụng của một xếp hạng đã định. Hai nhiệm vụ liên quan này cần chứng cứ khác nhau và nên được xác định rõ ràng trong tệp dự án.

Học thêm: tải và tổn thất của máy biến áp

Bài giảng của trường đại học sau đây cung cấp thông tin cơ bản về hiệu suất của máy biến áp và ảnh hưởng của tổn thất do tải trọng. Nó bổ sung cho các số liệu trên; nó không đưa ra mức tải trọng cho phép cụ thể tại từng địa điểm.

Tiếp tục học: Bài giảng Mod-01 Lec-06 - Giảm thiểu tổn thất trong các máy biến áp một pha — nptelhrd. Mở trên YouTube.

Các câu hỏi thường gặp

Phân số tải của bộ biến áp có giống với hệ số tải không?

Không. Phần trăm tải trọng so sánh tải trọng thực tế với chỉ số công suất thiết bị áp dụng. Phần trăm tải trọng theo thời gian so sánh nhu cầu trung bình với mức đỉnh trong khoảng thời gian đó. Cung cấp định nghĩa và cơ sở thời gian khi nào một trong hai thuật ngữ xuất hiện trong báo cáo.

Tôi có thể tính tải trọng chỉ từ công suất hiện tại không?

Tỷ lệ hiện tại có thể hữu ích khi điện áp thực tế, sơ đồ cuộn dây và dòng điện định mức khớp với so sánh dự định. Để tính toán kVA có thể kiểm chứng, hãy lưu lại thông tin điện áp và pha đo được. Hãy xem xét từng pha khi hệ thống không cân bằng.

Việc tải 80% chiếc có nghĩa là luôn có thể thêm được 20% chiếc nữa không?

Không. Sự khác biệt về toán học không tạo ra điều kiện mở rộng cho phép. Hãy xem xét thời gian kéo dài của nhu cầu, các sự kiện khởi động, cân bằng pha, hài âm, làm mát, điều kiện môi trường xung quanh và giới hạn hoạt động được phê duyệt trước khi thêm tải vào hệ thống.

Liệu có nên sử dụng công suất kVA lớn nhất không?

Không. Hãy sử dụng cấp độ hiệu suất phù hợp với thiết bị làm mát thực tế và điều kiện được phê duyệt. Nếu thiết bị làm mát cần thiết không có sẵn, cấp độ hiệu suất cao hơn có thể không áp dụng được. Hãy xác nhận tài liệu kèm theo thiết bị đã lắp đặt thay vì dựa vào hình thức bên ngoài để đánh giá công suất.