Расчет нагрузки на трансформатор: Как рассчитать нагрузку трансформатора

Содержание

Как рассчитать нагрузку трансформатора

Для того чтобы трансформатор напряжения ТН работал в требуемом классе точности, а также для выбора сечения жил контрольного кабеля в их вторичных цепях по потере напряжения в этих кабелях необходимо определять нагрузку ТН. Для обеспечения работы трансформаторов напряжения ТН в требуемом классе точности, а также для выбора сечения соединительных проводов в их вторичных цепях по потере напряжения в этих проводах необходимо определять нагрузку ТН. Потребление релейной и измерительной аппаратуры выражается в вольт-амперах ВА. Если нужно пересчитать с другого напряжения на расчетное, производим по формуле:. Следует отметить, что на практике всегда имеется некоторая неравномерность нагрузки по отдельным фазам обмоткам трансформатора напряжения.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как узнать ток неизвестного трансформатора

Расчет и выбор силового трансформатора по мощности и количеству


При проектировании, строительстве, пуске и эксплуатации эти условия никогда не выполняются что и определяет ценологическаятеория. Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора автотрансформатора необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузки данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки.

График позволяет судить, соответствуют ли эксплуатационные условия загрузки теоретическому сроку службы обычно 20…25 лет , определяемому заводом изготовителем. Для относительного срока службы изоляции и или для относительного износа изоляции пользуются выражением, определяющим экспоненциальные зависимости от температуры. Относительный износ L показывает, во сколько раз износ изоляции при данной температуре больше или меньше износа при номинальной температуре.

В общем случае, когда температура изоляции не остается постоянной во времени, износ изоляции определяется интегралом:. Влияние температуры изоляции определяет, сколько часов с данной температурой может работать изоляция при условии, что ееизнос будет равен нормированному износу за сутки:. Температура охлаждающей среды, как правило, не равна номинальной температуре и, кроме того, изменяется во времени.

В связи с этим для упрощения расчетов используют эквивалентную температуру охлаждающей среды, под которой понимают такую неизменную за расчетный период температуру, при которой износ изоляции трансформатора будет таким же, как и при изменяющейся температуре охлаждающей среды в тот же период.

Допускается принимать эквивалентную температуру за несколько месяцев или год равной среднемесячным температурам или определять эквивалентные температуры по специальным графикам зависимости эквивалентных месячных температур от среднемесячных и среднегодовых, эквивалентных летних апрель—август , осенне-зимних сентябрь—март и годовых температур от среднегодовых.

Если при выборе номинальной мощности трансформатора на однотрансформаторной подстанции исходить из условия. При этом неизбежно завышение номинальной мощности трансформатора и, следовательно, завышение установленной мощности подстанции. В ряде случаев выгоднее выбирать номинальную мощность трансформатора близкой к максимальной нагрузке достаточной продолжительности с полным использованием его перегрузочной способности с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

Наиболее экономичной работа трансформатора по ежегодным издержкам и потерям будет в случае, когда в часы максимума он работает с перегрузкой эксплуатация же стремится работать в режимах, когда в часы максимума загрузки данного трансформатора он не превышает свою номинальную мощность.

В реальных условиях значение допустимой нагрузки выбирается в соответствии с графиком нагрузки и коэффициентом начальной нагрузки и зависит также от температуры окружающей среды, при которой работает трансформатор. Коэффициент нагрузки, или коэффициент заполнения суточного графика нагрузки, практически всегда меньше единицы:.

В зависимости от характера суточного графика нагрузки коэффициента начальной загрузки и длительности максимума , эквивалентной температуры окружающей среды, постоянной времени трансформатора и вида его охлаждения согласно ГОСТ допускаются систематические перегрузки трансформаторов. Перегрузки определяются преобразованием заданного графика нагрузки в эквивалентный в тепловом отношении рис. Допустимая нагрузка трансформатора зависит от начальной нагрузки, максимума нагрузки и его продолжительности и характеризуется коэффициентом превышения нагрузки:.

Допустимые систематические перегрузки трансформаторов определяются из графиков нагрузочной способности трансформаторов, задаваемых таблично или графически. Для других значений tmax допустимый можно определить по кривым нагрузочной способности трансформатора. Дополнительные перегрузки одной ветви за счет длительной недогрузки другой допускаются в соответствии с указаниями заводом — изготовителя. Так, трехфазные трансформаторы с расщепленной обмоткой кВ мощностью 20, 40 и 63 М ВА допускают следующие относительные нагрузки: при нагрузке одной ветви обмотки 1,2; 1,07; 1,05 и 1,03 нагрузки другой ветви должны составлять соответственно 0; 0,7; 0,8 и 0,9.

При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформаторов кн в условиях его перегрузки должен быть не более 0,75, а коэффициент начальной нагрузки кпн — не более 0, Чем это отношение меньше, тем меньше будет закладываемый в трансформаторы резерв установленной мощности и тем более эффективным будет использование трансформаторной мощности с учетом перегрузки.

Завышение коэффициента к приводит к завышению суммарной установленной мощности трансформаторов на подстанции. Уменьшение коэффициента возможно лишь до такого значения, которое с учетом перегрузочной способности трансформатора и возможности отключения неответственных потребителей позволит покрыть основную нагрузку одним оставшимся в работе трансформатором при аварийном выходе из строя второго трансформатора. Формально выражение 3. Есть различия и в физической интерпретации S и Р.

Но следует подразумевать, что осуществляется компенсация реактивной мощности на шинах подстанции 5УР, ЗУР и что коэффициент мощности cos ф находится в диапазоне 0,92… 0, Тогда ошибка, связанная с упрощением выражения 3. Однако, учитывая принципиально высокую надежность трансформаторов, можно считать вполне допустимым отключение в редких аварийных режимах какойто части неответственных потребителей. При двух и более установленных на подстанции трансформаторах при аварии с одним из параллельно работающих трансформаторов оставшиеся в работе трансформаторы принимают на себя его нагрузку.

Эти аварийные перегрузки не зависят от предшествовавшего режима работы трансформатора, являются кратковременными и используются для обеспечения прохождения максимума нагрузки. Далее приведены значения кратковременных перегрузок масляных трансформаторов с системами охлаждения М, Д, ДЦ, Ц сверх номинального тока независимо от длительности предшествующей нагрузки, температуры окружающей среды и места установки.

Для трехобмоточных трансформатор ов и автотрансформаторов указанные перегрузки относятся к наиболее нагруженной обмотке. Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:. Добавить комментарий Отменить ответ. Карта Контакты Фотогалерея Реклама на сайте. Этот сайт использует cookie для хранения данных. Продолжая использовать сайт, Вы даете свое согласие на работу с этими файлами.


Указания по расчету нагрузок трансформаторов напряжения в требуемом классе точности

При проектировании, строительстве, пуске и эксплуатации эти условия никогда не выполняются что и определяет ценологическаятеория. Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора автотрансформатора необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузки данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки. График позволяет судить, соответствуют ли эксплуатационные условия загрузки теоретическому сроку службы обычно 20…25 лет , определяемому заводом изготовителем. Для относительного срока службы изоляции и или для относительного износа изоляции пользуются выражением, определяющим экспоненциальные зависимости от температуры. Относительный износ L показывает, во сколько раз износ изоляции при данной температуре больше или меньше износа при номинальной температуре. В общем случае, когда температура изоляции не остается постоянной во времени, износ изоляции определяется интегралом:. Влияние температуры изоляции определяет, сколько часов с данной температурой может работать изоляция при условии, что ееизнос будет равен нормированному износу за сутки:.

Для выбора типа и количества трансформаторов необходимо знать действующие ный расчет электрических нагрузок на основании данных о суммарной .. Задание: рассчитать мощность и выбрать трансформаторы УПП.

Как узнать мощность трансформатора

Можно конечно использовать формулу «старичка». Но в заготовках у него такого сердечника не будет. У Вас сердечник уже есть? Вы думаете, что Ваша самоделка будет дешевле готового серийного образца? Почему-то подумалось, что Вы собрались изготовить этот трансформатор, похоже Вам нужны просто расчеты. Сумма токов — абсолютно бесполезные данные. Нужны, как минимум, действующие значения токов по каждой фазе в отдельности

Выбор и расчет мощности силовых трансформаторов

Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Приложение В Альтернативный метод определения превышения средней температуры масла обмоток по результатам измерений при испытании на нагрев. Приложение Е Пример упрощенного применения руководства по нагрузке силовых масляных трансформаторов. Приложение L Примеры расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки и относительного износа витковой изоляции без применения ЭВМ Приложение I Таблицы допустимых систематических нагрузок с нормальным сокращением срока службы..

С того момента, как начали появляться первые автоматизированные системы проектирования и управления на основе компьютеров стали уделять все больше внимания задачам оптимизации управления системами электроснабжения. Также программное обеспечение применяется при принятии решений на основании состояния и параметров режима электрической сети для сравнительного анализа разнообразных стратегий проектирования, монтажа, оптимизации и эксплуатации устройства.

Выбор мощности силового трансформатора

Сложные многофункциональные устройства, способные преобразовывать электроэнергию из одной величины в другую, на языке электротехники, называют трансформаторами. Для создания такого оборудования, в зависимости от конкретных величин преобразования, применяется специальный расчет. Как правильно проводить расчет трансформаторов, знать в нем основные параметры и формулы, правильно их использовать, уметь пользоваться упрощенной системой проектирования трансформаторов распространенных энерговеличин и становится целью содержания этой статьи. Любая энергосистема, установка, особенно в сети трехфазного 3ф тока и напряжения просто не могла и не может обойтись без такого функционального устройства, как трансформатор. В высоковольтных сетях он производит повышение напряжения, получая его непосредственного из недр генератора и направляя в высоковольтные линии электропередач.

Расчет допустимой нагрузки на трансформатор

Расчетная мощность трансформаторной подстанции — основной эксплуатационный показатель распределительного устройства, определяющий эффективность его работы. Прежде чем понять, что такое мощность подстанции — следует разобраться с назначением этой энергетической установки. Трансформаторная подстанция ТП предназначается для получения, преобразования и последующего распределения энергии по потребительским нагрузкам. Входящее в ее состав электротехническое оборудование должно:. В основу функционирования ТП заложен принцип понижения поступающего по высоковольтным линиям напряжения до приемлемого для поставки потребителю уровня Вольт линейное и Вольт — фазное.

В нем 2 трансформатора По КВА электроснабжение цеха за счет второго трансформатора который примет на себя нагрузку от.

Выбор мощности трансформатора для коттеджного поселка

Имеется промышленная реактивная нагрузка, преимущественно 3-фазные электродвигатели, и немного люминисцентных ламп на освещении. Линии в расчет не будем брать 50 метров. Так какую нагрузку в кВт можно повесить на указанный транс?

Расчет и выбор силового трансформатора по мощности и количеству

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Выбор автоматического выключателя — расчет тока

Как рассчитать силовой трансформатор и намотать самому. А если Вам необходимо намотать или перемотать трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать? Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор от старого телевизора, к примеру, трансформатор ТС и ему подобные. Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока , но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку. Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт? Для этого необходим ЛАТР, мультиметр тестер и прибор измеряющий переменный ток — амперметр.

При выборе мощности трансформаторов нельзя руководствоваться только их номинальной мощностью, так как в реальных условиях температура охлаждающей среды, условия установки трансформатора могут быть отличными от принятых.

Почему мощность трансформатора измеряют в ква, а не в квт ?

Блог new. Технические обзоры. Опубликовано: , Эту страницу нашли, когда искали : как определить мощность трансформатора по замерам , какая мощность трансформатора на 10 ампер , трансформатор работает с нагрузкой сравните входную и выходную мощность , как рассчитать трансформатор по току покоя усилителя , как определить характеристики трансформатора зная сечение обмоток , узнать сколько ампер дает трансформатор , сколько выдает трансформатор тока , как рассчитать выходную силу тока трансформатора , как узнат тр жилиза на какои мошност. Версия для печати. Устройство импульсных блоков питания, APFC. Некоторое время назад мне задавали вопрос по поводу корректора коэффициента мощности импульсных

Трансформатор — элемент, использующийся для преобразования напряжений. Он входит в состав трансформаторной подстанции. Ее задача — передача электроэнергии от питающей линии воздушной или кабельной потребителям в объеме, достаточном для обеспечения всех режимов работы их электрооборудования.


Расчет нагрузки трансформаторов. Как узнать мощность трансформатора? Определение мощности силового трансформатора

Первое, что надо сделать, это взять листок бумаги, карандаш и мультиметр. Пользуясь всем этим, прозвонить обмотки трансформатора и зарисовать на бумаге схему. При этом должно получиться что-то очень похожее на рисунок 1.

Выводы обмоток на картинке следует пронумеровать. Возможно, что выводов получится намного меньше, в самом простейшем случае всего четыре: два вывода первичной (сетевой) обмотки и два вывода вторичной. Но такое бывает не всегда, чаще обмоток несколько больше.

Некоторые выводы, хотя они и есть, могут ни с чем не «звониться». Неужели эти обмотки оборваны? Вовсе нет, скорей всего это экранирующие обмотки, расположенные между другими обмотками. Эти концы, обычно, подключают к общему проводу — «земле» схемы.

Поэтому, желательно на полученной схеме записать сопротивления обмоток, поскольку главной целью исследования является определение сетевой обмотки. Ее сопротивление, как правило, больше, чем у других обмоток, десятки и сотни Ом. Причем, чем меньше трансформатор, тем больше сопротивление первичной обмотки: сказывается малый диаметр провода и большое количество витков. Сопротивление понижающих вторичных обмоток практически равно нулю — малое количество витков и толстый провод.

Рис. 1. Схема обмоток трансформатора (пример)

Предположим, что обмотку с наибольшим сопротивлением найти удалось, и можно считать ее сетевой. Но сразу включать ее в сеть не надо. Чтобы избежать взрывов и прочих неприятных последствий, пробное включение лучше всего произвести, включив последовательно с обмоткой, лампочку на 220В мощностью 60…100Вт, что ограничит ток через обмотку на уровне 0,27…0,45А.

Мощность лампочки должна примерно соответствовать габаритной мощности трансформатора. Если обмотка определена правильно, то лампочка не горит, в крайнем случае, чуть теплится нить накала. В этом случае можно почти смело включать обмотку в сеть, для начала лучше через предохранитель на ток не более 1…2А.

Если лампочка горит достаточно ярко, то это может оказаться обмотка на 110…127В. В этом случае следует прозвонить трансформатор еще раз и найти вторую половину обмотки. После этого соединить половины обмоток последовательно и произвести повторное включение. Если лампочка погасла, то обмотки соединены правильно. В противном случае поменять местами концы одной из найденных полуобмоток.

Итак, будем считать, что первичная обмотка найдена, трансформатор удалось включить в сеть. Следующее, что потребуется сделать, измерить ток холостого хода первичной обмотки. У исправного трансформатора он составляет не более 10…15% от номинального тока под нагрузкой. Так для трансформатора, данные которого показаны на рисунке 2, при питании от сети 220В ток холостого хода должен быть в пределах 0,07…0,1А, т.е. не более ста миллиампер.

Рис. 2. Трансформатор ТПП-281

Как измерить ток холостого хода трансформатора

Ток холостого хода следует измерить амперметром переменного тока. При этом в момент включения в сеть выводы амперметра надо замкнуть накоротко, поскольку ток при включении трансформатора может в сто и более раз превышать номинальный. Иначе амперметр может просто сгореть. Далее размыкаем выводы амперметра и смотрим результат. При этом испытании дать поработать трансформатору минут 15…30, и убедиться, что заметного нагрева обмотки не происходит.

Следующим шагом следует замерить напряжения на вторичных обмотках без нагрузки, — напряжение холостого хода. Предположим, что трансформатор имеет две вторичные обмотки, и напряжение каждой из них 24В. Почти то, что надо для рассмотренного выше усилителя. Далее проверяем нагрузочную способность каждой обмотки.

Для этого надо к каждой обмотке подключить нагрузку, в идеальном случае лабораторный реостат, и изменяя его сопротивление добиться, чтобы напряжение на обмотке упало на 10-15%%. Это можно считать оптимальной нагрузкой для данной обмотки.

Вместе с измерением напряжения производится замер тока. Если указанное снижение напряжения происходит при токе, например 1А, то это и есть номинальный ток для испытуемой обмотки. Измерения следует начинать, установив движок реостата R1 в правое по схеме положение.

Рисунок 3. Схема испытания вторичной обмотки трансформатора

Вместо реостата в качестве нагрузки можно использовать лампочки или кусок спирали от электрической плитки. Начинать измерения следует с длинного куска спирали или с подключения одной лампочки. Для увеличения нагрузки можно постепенно укорачивать спираль, касаясь ее проводом в разных точках, или увеличивая по одной количество подключенных ламп.

Для питания усилителя требуется одна обмотка со средней точкой (см. статью ). Соединяем последовательно две вторичные обмотки и измеряем напряжение. Должно получиться 48В, точка соединения обмоток будет средней точкой. Если в результате измерения на концах соединенных последовательно обмоток напряжение будет равно нулю, то концы одной из обмоток следует поменять местами.

В этом примере все получилось почти удачно. Но чаще бывает, что трансформатор приходится перематывать, оставив только первичную обмотку, что уже почти половина дела. Как рассчитать трансформатор это тема уже другой статьи, здесь было рассказано лишь о том, как определить параметры неизвестного трансформатора.

Содержание:

Каждый электроприбор характерен номинальной электрической мощностью. Она обеспечивается источником питания. Он может располагаться либо внутри электроприбора, либо снаружи как внешнее устройство. Наглядный пример — ноутбук, телефон и многие другие приборы. В них содержится батарея, от которой питается устройство в автономном режиме. Но ее ресурс ограничен, и когда он исчерпывается, прибор подключается через адаптер к электросети 220 В.

Некоторые батареи обеспечивают напряжение всего лишь в 3–5 вольт. Поэтому адаптер служит для того, чтобы напряжение уменьшилось и стало равным батарейным параметрам. Основную функцию в изменении величины напряжения выполняют трансформаторы. Эта статья будет полезна тем читателям, у которых появится желание своими руками изготовить источник питания с трансформатором для тех или иных целей.

Немного теории

Напомним вкратце о том, как трансформатор устроен и что в нем происходит. Довольно давно, если судить по меркам человеческой жизни, было открыто явление электромагнитной индукции. Оно основано на принципиальном отличии электрических свойств прямого проводника от витка, если по ним пропускать один и тот же переменный ток. Так появился параметр индуктивности. С каждым новым витком индуктивность увеличивается. Дополнительное ее увеличение достигается заполнением внутреннего пространства витков материалом с магнитными свойствами (сердечником).

Однако влияние сердечника на силу тока ограничено. Как только он полностью намагничивается, эффект от его использования исчезает.

  • Граничное состояние сердечника, соответствующее полному его намагничиванию, называется насыщением.

Витки, расположенные поверх сердечника, называются обмоткой. Если на нем расположены две одинаковые обмотки, но переменное напряжение подается только на одну из них (первичную), на выводах другой обмотки (вторичной) будет напряжение по частоте и величине такое же, как и на первой обмотке. В этом проявляется трансформация электроэнергии, а само устройство называется трансформатором. Если между обмотками существует электрический контакт, устройство называется автотрансформатором.

  • Основа свойств трансформатора — это его сердечник (магнитопровод). Поэтому расчет трансформатора всегда выполняется в связи с материалом и формой магнитопровода.

Выбор материала определяют вихревые токи и потери, связанные с ними. Они увеличиваются с частотой напряжения на выводах первичной обмотки. На низких частотах (50–100 Гц) применяются пластины из трансформаторной стали. На более высоких частотах (единицы килогерц) — пластины из специального сплава, например, пермаллоя. Десятки и сотни килогерц — это область применения ферритовых сердечников. Виды (форма и размеры, особенно сечение по витку) магнитопровода определяют величину мощности, которую можно получить во вторичной обмотке.

Выбор магнитопровода

Геометрические пропорции промышленно выпускаемых сердечников стандартны. Поэтому их выбирают по размерам сечения внутри витка. Еще один параметр, который влияет на выбор магнитопровода — это индуктивность рассеяния. Она меньше у броневых и тороидальных конструкций. Что-либо вычислять не стоит — в многочисленных справочниках приводятся таблицы, а в интернете на тематических сайтах их аналоги.

Например, необходимо присоединить к сети нагрузку мощностью 100 Вт 12 В. По базовой таблице, показанной далее, выбирается типоразмер магнитопровода. Но учитываем то, что мощность ВТ меньше, чем ВА плюс неполная нагрузка для надежности. Поэтому используем коэффициент 1,43. Искомая мощность и типоразмер получатся как произведение, т.е. 143 ВА. По таблице выбираем ближайшее большее значение габаритной мощности и магнитопровод:

Пример расчета

Выбираем 150 ВА и ШЛ25х32. В таблице также приведено рекомендованное число витков на 1 вольт — W0: 3,9. Следовательно, число витков W1 первичной обмотки будет равно произведению напряжения сети на W0:

Раз число витков на 1 вольт известно, легко рассчитать и вторичную обмотку. В рассматриваемом случае три витка мало, а четыре много. Чтобы не ошибиться, наматываем три витка и оставляем запас провода для добавления после испытания трансформатора под нагрузкой. Для провода сетевой обмотки диаметр рассчитываем, используя силу тока. Ее определяем на основе мощности в первичной обмотке и сетевого напряжения. В сетевой обмотке расчетная сила тока составит:

Во вторичной обмотке сила тока составит:

Затем по таблице выбираем диаметр провода при плотности тока 2,5 А/мм кв:

Для первичной обмотки диаметр провода получается 0,59 мм, для вторичной — 2,0 мм. После этого надо выяснить, помещаются ли обмотки в окна магнитопровода. Это несложно определить на основе числа витков и диаметров проводов с учетом толщины каркасов катушек и слоев дополнительной изоляции. Рекомендуется сделать эскиз для наглядного расчета.

Если вторичных обмоток несколько, должны быть известны мощности для каждой из них. Они суммируются для получения параметров первичной обмотки. Затем расчет выполняется аналогично рассмотренному выше примеру. Но определение токов делается по мощности каждой вторичной обмотки.

Расчетные данные в виде таблиц приведены в справочниках для всех типов сердечников, но при определенных частотах напряжений первичной обмотки:

Для рассматриваемой нагрузки 100 Вт выбираем ПЛ20х40-50

Если требуемые параметры не совпадают с табличными значениями, придется использовать формулы:

S0 – площадь окна в магнитопроводе,

Sc – сечение материала магнитопровода по витку,

Рг – габаритная мощность,

kф – коэффициент формы напряжения на первичной обмотке,

f – частота напряжения на первичной обмотке,

j – плотность тока в проводе обмотки,

Bm – индукция насыщения магнитопровода,

k0 – коэффициент заполнения окна магнитопровода,

kс – коэффициент заполнения стали.

Упрощенные формулы справедливы только для тех случаев, которые эти упрощения определяют. Поэтому они не могут охватить все возможные ситуации и не будут обеспечивать приемлемую точность в большинстве из них.

Электрический аппарат — трансформатор используется для преобразования поступающего переменного напряжения в другое — исходящее, к примеру: 220 В в 12 В (конкретно это преобразование достигается использованием понижающего трансформатора). Прежде чем разбираться с тем, как рассчитать трансформатор, вы в первую очередь должны обладать знаниями о его структуре.

Простейший трансформатор является компоновкой магнитопровода и обмоток 2-х видов: первичной и вторичной, специально намотанных на него. Первичная обмотка воспринимает подающееся переменное напряжение от сети (н-р: 220 В), а вторичная обмотка, посредством индуктивной связи создает другое переменное напряжение. Разность витков в обмотках влияет на выходное напряжение.

Расчет ш-образного трансформатора

  1. Рассмотрим на примере процесс расчета обычного Ш-образного трансформатора. Предположим, даны параметры: сила тока нагрузки i2=0,5А, выходное напряжение (напряжение вторичной обмотки) U2=12В, напряжение в сети U1=220В.
  2. Первым показателем определяется мощность на выходе: P2=U2ˣi2=12ˣ0,5=6 (Вт). Это значит, что подобная мощность предусматривает использование магнитопровода сечением порядка 4 см² (S=4).
  3. Потом определяют количество витков, необходимых для одного вольта. Формула для данного вида трансформатора такая: К=50/S=50/4=12,5 (витков/вольт).
  4. Затем, определяют количество витков в первичной обмотке: W1=U1ˣK=220ˣ12,5=2750 (витков). А затем количество витков, расположенных во вторичной обмотке: W2=U2ˣK=12ˣ12,5=150.
  5. Силу тока, возникающую в первичной обмотке, рассчитайте так: i1=(1,1×P2)/U1=(1,1×6)/220=30мА.Это позволит рассчитать размер диаметра провода, заложенного в первичную обмотку и не оснащенного изоляцией. Известно, что максимальная сила тока для провода из меди равна 5-ти амперам на мм², из чего следует, что: d1=5А/(1/i1)=5A/(1/0,03А)=0,15 (мм).
  6. Последним действием будет расчет диаметра провода вторичной обмотки с использованием формулы d2=0,025ˣ√i2 , причем значение i2 используется в миллиамперах (мА): d2=0,025ˣ22,4=0,56 (мм).

Как рассчитать мощность трансформатора

  1. Напряжение, имеющееся на вторичной обмотке, и max ток нагрузки узнайте заранее. Затем умножьте коэффициент 1,5 на ток максимальной нагрузки (измеряемый в амперах). Так вы определите обмотку второго трансформатора (также в амперах).
  2. Определите мощность, которую расходует выпрямитель от вторичной обмотки рассчитываемого трансформатора: умножьте максимальный ток, проходящий через нее на напряжение вторичной обмотки.
  3. Подсчитайте мощность трансформатора посредством умножения максимальной мощности на вторичной обмотке на 1,25.

Если вам необходимо определить мощность трансформатора, который потребуется для конкретных целей, то нужно суммировать мощность установленных энергопотребляющих приборов с 20%-ми, для того, чтобы он имел запас. Например, если у вас имеется 10м светодиодной полосы, потребляющей 48 ватт, то вам необходимо к этому числу прибавить 20%. Получится 58 ватт – минимальная мощность трансформатора, который нужно будет установить.

Как рассчитать трансформатор тока

Основной характеризующей чертой трансформатора является коэффициент трансформации, который указывает, насколько изменятся основные параметры тока, вследствие его прохождения через это устройство.

Если коэффициент трансформации превышает 1, значит, трансформатор является понижающим, а если меньше этого показателя, то повышающим.

  1. Обычный трансформатор образован из двух катушек. Определитесь с количеством витков катушек N1 и N2, которые соединены магнитопроводом. Узнайте коэффициент трансформации k посредством деления количества витков первичной катушки N1, подключенной к источнику тока, на число витков катушки N2, к которой подключена нагрузка: k=N1/N2.
  2. Проведите измерение электродвижущей силы (ЭДС) на обоих трансфорсматорных обмотках ε1 и ε2, если отсутствует возможность узнать число витков в них. Сделать это можно так: к источнику тока подключите первичную обмотку. Получится так называемый холостой ход. Используя тестер, определите напряжение на каждой обмотке. Оно будет соответствовать ЭДС измеряемой обмотки. Не забывайте, что возникающие потери энергии из-за сопротивления обмоток настолько малы, что ими можно пренебречь. Коэффициент трансформации рассчитывается через отношение ЭДС первичной обмотки к ЭДС вторичной: k= ε1/ε2.
  3. Узнайте коэффициент трансформации находящегося в работе трансформатора, когда потребитель присоединен к вторичной обмотке. Определите его путем деления тока в первичной I1 обмотке, на возникший ток во вторичной I2 обмотке. Измерьте ток посредством последовательного присоединения тестера (переключенного в режим работы амперметра) к обмоткам: k=I1/I2.

Для изготовления трансформаторных блоков питания необходим силовой однофазный трансформатор, который понижает переменное напряжение электросети 220 вольт до необходимых 12-30 вольт, которое затем выпрямляется диодным мостом и фильтруется электролитическим конденсатором. Эти преобразования электрического тока необходимы, поскольку любая электронная аппаратура собрана на транзисторах и микросхемах, которым обычно требуется напряжение не более 5-12 вольт.

Чтобы самостоятельно собрать блок питания , начинающему радиолюбителю требуется найти или приобрести подходящий трансформатор для будущего блока питания. В исключительных случаях можно изготовить силовой трансформатор самостоятельно. Такие рекомендации можно встретить на страницах старых книг по радиоэлектронике.

Но в настоящее время проще найти или купить готовый трансформатор и использовать его для изготовления своего блока питания.

Полный расчёт и самостоятельное изготовление трансформатора для начинающего радиолюбителя довольно сложная задача. Но есть иной путь. Можно использовать бывший в употреблении, но исправный трансформатор. Для питания большинства самодельных конструкций хватит и маломощного блока питания, мощностью 7-15 Ватт.

Если трансформатор приобретается в магазине, то особых проблем с подбором нужного трансформатора, как правило, не возникает. У нового изделия обозначены все его главные параметры, такие как мощность , входное напряжение ,выходное напряжение , а также количество вторичных обмоток, если их больше одной.

Но если в ваши руки попал трансформатор, который уже поработал в каком-либо приборе и вы хотите его вторично использовать для конструирования своего блока питания? Как определить мощность трансформатора хотя бы приблизительно? Мощность трансформатора весьма важный параметр, поскольку от него напрямую будет зависеть надёжность собранного вами блока питания или другого устройства. Как известно, потребляемая электронным прибором мощность зависит от потребляемого им тока и напряжения, которое требуется для его нормальной работы. Ориентировочно эту мощность можно определить, умножив потребляемый прибором ток (I н на напряжение питания прибора (U н ). Думаю, многие знакомы с этой формулой ещё по школе.

P=U н * I н

Где U н – напряжение в вольтах; I н – ток в амперах; P – мощность в ваттах.

Рассмотрим определение мощности трансформатора на реальном примере. Тренироваться будем на трансформаторе ТП114-163М. Это трансформатор броневого типа, который собран из штампованных Ш-образных и прямых пластин. Стоит отметить, что трансформаторы такого типа не самые лучшие с точки зрения коэффициента полезного действия (КПД ). Но радует то, что такие трансформаторы широко распространены, часто применяются в электронике и их легко найти на прилавках радиомагазинов или же в старой и неисправной радиоаппаратуре. К тому же стоят они дешевле тороидальных (или, по-другому, кольцевых) трансформаторов, которые обладают большим КПД и используются в достаточно мощной радиоаппаратуре.

Итак, перед нами трансформатор ТП114-163М. Попробуем ориентировочно определить его мощность. За основу расчётов примем рекомендации из популярной книги В.Г. Борисова «Юный радиолюбитель».

Для определения мощности трансформатора необходимо рассчитать сечение его магнитопровода. Применительно к трансформатору ТП114-163М, магнитопровод – это набор штампованных Ш-образных и прямых пластин выполненных из электротехнической стали. Так вот, для определения сечения необходимо умножить толщину набора пластин (см. фото) на ширину центрального лепестка Ш-образной пластины.

При вычислениях нужно соблюдать размерность. Толщину набора и ширину центрального лепестка лучше мерить в сантиметрах. Вычисления также нужно производить в сантиметрах. Итак, толщина набора изучаемого трансформатора составила около 2 сантиметров.

Далее замеряем линейкой ширину центрального лепестка. Это уже задача посложнее. Дело в том, что трансформатор ТП114-163М имеет плотный набор и пластмассовый каркас. Поэтому центральный лепесток Ш-образной пластины практически не видно, он закрыт пластиной, и определить его ширину довольно трудно.

Ширину центрального лепестка можно замерить у боковой, самой первой Ш-образной пластины в зазоре между пластмассовым каркасом. Первая пластина не дополняется прямой пластиной и поэтому виден край центрального лепестка Ш-образной пластины. Ширина его составила около 1,7 сантиметра. Хотя приводимый расчёт и являетсяориентировочным , но всё же желательно как можно точнее проводить измерения.

Перемножаем толщину набора магнитопровода (2 см .) и ширину центрального лепестка пластины (1,7 см .). Получаем сечение магнитопровода – 3,4 см 2 . Далее нам понадобиться следующая формула.

Где S — площадь сечения магнитопровода; P тр — мощность трансформатора; 1,3 — усреднённый коэффициент.

После нехитрых преобразований получаем упрощённую формулу для расчёта мощности трансформатора по сечению его магнитопровода. Вот она.

Подставим в формулу значение сечения S = 3,4 см 2 , которое мы получили ранее.

В результате расчётов получаем ориентировочное значение мощности трансформатора ~ 7 Ватт. Такого трансформатора вполне достаточно, чтобы собрать блок питания для монофонического усилителя звуковой частоты на 3-5 ватт, например, на базе микросхемы усилителя TDA2003.

Вот ещё один из трансформаторов. Маркирован как PDPC24-35. Это один из представителей трансформаторов — «малюток». Трансформатор очень миниатюрный и, естественно, маломощный. Ширина центрального лепестка Ш-образной пластины составляет всего 6 миллиметров (0,6 см.).

Толщина набора пластин всего магнитопровода – 2 сантиметра. По формуле мощность данного мини-трансформатора получается равной около 1 Вт.

Данный трансформатор имеет две вторичные обмотки, максимально допустимый ток которых достаточно мал, и составляет десятки миллиампер. Такой трансформатор можно использовать только лишь для питания схем с малым потреблением тока.

Расчет силового трансформатора

Трансформатор – это пассивный преобразователь энергии. Его коэффициент полезного действия (КПД) всегда меньше единицы. Это означает, что мощность потребляемая нагрузкой, которая подключена к вторичной обмотке трансформатора, меньше, чем мощность, потребляемая нагруженным трансформатором от сети. Известно, что мощность равна произведению силы тока на напряжение, следовательно, в повышающих обмотках сила тока меньше, а в понижающих – больше силы тока, потребляемого трансформатором от сети.

Параметры и характеристики трансформатора.

Два разных трансформатора при одинаковом напряжении сети могут быть рассчитаны на получение одинаковых напряжений вторичных обмоток. Но если нагрузка первого трансформатора потребляет больший ток, а второго маленький, значит, первый трансформатор характеризуется по сравнению со вторым большей мощностью. Чем больше сила тока в обмотках трансформатора, тем больше и магнитный поток в его сердечнике, поэтому сердечник должен быть толще. Кроме того, чем больше сила тока в обмотке, тем более толстым проводом она должна быть намотана, а это требует увеличения окна сердечника. Поэтому габариты трансформатора зависят от его мощности. И наоборот, сердечник определенного размера пригоден для изготовления трансформатора только до определенной мощности, которая называется габаритной мощностью трансформатора. Количество витков вторичной обмотки трансформатора определяет напряжение на ее выводах. Но это напряжение зависит также и от количества витков первичной обмотки. При определенном значении напряжения питания первичной обмотки напряжение вторичной зависит от отношения количества витков вторичной обмотки количеству витков первичной. Это отношение и называется коэффициентом трансформации. Если напряжение на вторичной обмотке зависит от коэффициента трансформации нельзя произвольно выбирать количество витков одной из обмоток. Чем меньше габариты сердечника, тем больше должно быть количество витков каждой обмотки. Поэтому размеру сердечника трансформатора соответствует вполне определенное количество витков его обмоток, приходящееся на один вольт напряжения, меньше которого брать нельзя. Эта характеристика называется количеством витков на один вольт..

Как и всякий преобразователь энергии, трансформатор обладает коэффициентом полезного действия – отношением мощности, потребляемой нагрузкой трансформатора, к мощности, которую нагруженный трансформатор потребляет от сети. КПД маломощных трансформаторов, которые обычно применяются для питания бытовой электронной аппаратуры, колеблется в пределах от 0,8 до 0,95. Более высокие значения имеют трансформаторы большей мощности.

Электрический расчет трансформатора

Перед расчетом трансформатора необходимо сформулировать требования, которым он должен удовлетворять. Они и будут являться исходными данными для расчета. Технические требования к трансформатору определяются также путем расчета, в результате которого определяются те напряжения и токи, которые должны быть обеспечены вторичными обмотками. Поэтому перед расчетом трансформатора производится расчет выпрямителя для определения напряжений каждой из вторичных обмоток и потребляемых от этих обмоток токов. Если же напряжения и токи каждой из обмоток трансформатора уже известны, то они являются техническими требованиями к трансформатору. Для определения габаритной мощности трансформатора необходимо определить мощности, потребляемые от каждой из вторичных обмоток и сложить их, учитывая также КПД трансформатора. Мощность, потребляемую от любой обмотки, определяют умножением напряжения между выводами этой обмотки на силу потребляемого от нее тока:

P– мощность, потребляемая от обмотки, Вт;

U– эффективное значение напряжения, снимаемого с этой обмотки, В;

I– эффективное значение силы тока, протекающего в этой же обмотке, А.

Суммарная мощность, потребляемая, например, тремя вторичными обмотками, вычисляется по формуле:

P S =U 1 I 1 +U 2 I 2 +U 3 I 3

Для определения габаритной мощности трансформатора, полученное значение суммарной мощности P S нужно разделить на КПД трансформатора:P г = , где

P г – габаритная мощность трансформатора; η – КПД трансформатора.

Заранее рассчитать КПД трансформатора нельзя, так как для этого нужно знать величину потерь энергии в обмотках и в сердечнике, которые зависят от параметров самих обмоток (диаметры проводов и их длина) и параметров сердечника (длина магнитной силовой линии и марка стали). И те и другие параметры становятся известными только после расчета трансформатора. Поэтому с достаточной для практического расчета точностью КПД трансформатора можно определить из таблицы 6.1.

Таблица 6.1

Суммарная мощность, Вт

КПД трансформатора

Наиболее распространены две формы сердечника: О – образная и Ш – образная. На сердечнике О – образной формы обычно располагаются две катушки, а на сердечнике Ш – образной формы — одна. Зная габаритную мощность трансформатора, находят сечение рабочего керна его сердечника, на котором находится катушка:

Сечением рабочего керна сердечника является произведение ширины рабочего керна а и толщины пакета с. Размеры а и с выражены в сантиметрах, а сечение – в квадратных сантиметрах.

После этого выбирают тип пластин трансформаторной стали и определяют толщину пакета сердечника. Сначала находят приблизительную ширину рабочего керна сердечника по формуле: a= 0,8

Затем по полученному значению а производят выбор типа пластин трансформаторной стали из числа имеющихся в наличии и находят фактическую ширину рабочего керна а. после чего определяют толщину пакета сердечника с:

Количество витков, приходящихся на 1 вольт напряжения, определяется сечением рабочего керна сердечника трансформатора по формуле: n=k/S, гдеN– количество витков на 1 В;k– коэффициент, определяемый свойствами сердечника;S- сечение рабочего керна сердечника, см 2 .

Из приведенной формулы видно, что чем меньше коэффициент k, тем меньше витков будут иметь все обмотки трансформатора. Однако произвольно выбирать коэффициентkнельзя. Его значение обычно лежит в пределах от 35 до 60. В первую очередь оно зависит от свойств пластин трансформаторной стали, из которых собран сердечник. Для сердечников С-образной формы, витых из тонкой ленты, можно братьk= 35. Если используется сердечник О — образной формы, собранный из П- или Г – образных пластин без отверстий по углам, берутk= 40. Такое же значениеkи для пластин типа УШ, у которых ширина боковых кернов больше половины ширины среднего керна.. Если используются пластины типа Ш без отверстий по углам, у которых ширина среднего керна ровно вдвое больше ширины крайних кернов, целесообразно взятьk= 45, а если Ш – образные пластины имеют отверстия, тоk= 50. Таки образом, выборkв значительной мере условен и им можно в некоторых пределах варьировать, если учесть, что уменьшениеkоблегчает намотку, но ужесточает режим трансформатора. При применении пластин из высококачественной трансформаторной стали этот коэффициент можно немного уменьшать, а при низком качестве стали приходится его увеличивать.

Зная необходимое напряжение каждой обмотки и количество витков на 1 В, легко определить количество витков обмотки, перемножим эти величины: W=Un

Такое соотношение справедливо только для первичной обмотки, а при определении количества витков вторичных обмоток нужно дополнительно вводить приближенную поправку для учета падения напряжения на самой обмотке от протекающего по ее проводу тока нагрузки: W=mUn

Коэффициент mзависит от силы тока, протекающего по данной обмотке (см. таблицу 6.2). Если сила тока меньше 0,2 А, можно приниматьm= 1. Толщина провода, которым наматывается обмотка трансформатора определяется силой тока, протекающей по этой обмотке. Чем больше ток, тем толще должен быть провод, подобно тому как для увеличения потока воды требуется использовать более толстую трубу. От толщины провода зависит сопротивление обмотки. Чем тоньше провод, тем больше сопротивление обмотки, следовательно, увеличивается выделяемая в ней мощность и она сильнее нагревается. Для каждого типа обмоточного провода существует предел допустимого нагрева, который зависит от свойств эмалевой изоляции. Поэтому диаметр провода может быть определен по формуле:d=p, гдеd– диаметр провода по меди, м;I- сила тока в обмотке, А;p- коэффициент, (таблица 6.3) который учитывает допустимый нагрев той или иной марки провода.

Таблица 6.2: Определение коэффициента m

Таблица 6.3: Выбор диаметра провода.

Марка провода

Выбрав коэффициент pможно определить диаметр провода каждой обмотки. Найденное значение диаметра округляют до большего стандартного.

Сила тока в первичной обмотке определяется с учетом габаритной мощности трансформатора и напряжения сети:

Практическая работа:

U 1 = 6,3 В,I 1 = 1,5 А;U 2 = 12 В,I 2 = 0,3 А;U 3 = 120 В,I 3 = 59 мА

Онлайн Электрик: Расчет мощности силовых трансформаторов по графику электрических нагрузок

Выбор номинальной мощности силового трансформатора по заданному графику нагрузки

 

Выбор мощности трансформаторов производится на основании расчётной нагрузки в нормальном режиме работы с учётом режима работы энергоснабжающей организации по реактивной мощности. В послеаварийном режиме для надёжного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей с целью снижения нагрузки трансформатора может быть отключена.

Для подсчёта допустимой систематической нагрузки действительный график (рис. 1)преобразуется в эквивалентный двухступенчатый график.

Рис. 1 – Суточный график нагрузки

 

Предполагая, что мощность трансформатора неизвестна, для преобразования графика используется приближённый подход. Для этого находят среднюю нагрузку из суточного графика по формуле

                                         .                                              (1)

 

На исходном графике нагрузки (рис. 1) трансформатора выделяют пиковую часть из условия Sпик > Sср  и проводят линию номинальной мощности трансформатора Sном , она же линия относительной номинальной нагрузки К = 1. Выделяют на графике участок перегрузки продолжительностью h.

Оставшуюся часть исходного графика с меньшей нагрузкой разбивают на т интервалов Δtj, а затем определяют значения S1, S2, Sm.

Рассчитывают коэффициент начальной нагрузки К1 эквивалентного графика по формуле

                                    ,                 (2)

 

где Sн1 – начальная нагрузка, МВ×А;

       S1, S2 , …, Sm – значения нагрузки в интервалах Δt1, Δt2, …, Δtm.                           

Участок перегрузки h на исходном графике нагрузки разбивают на р интервалов Δhp  в каждом интервале, а затем определяют значения , , .

Рассчитывают предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки в интервале h =Δh1+ Δh2 +…+ Δhр  по формуле

 

                          .                       (3)

Полученное значение  сравнивают с =1,40 (рис. 1) исходного графика нагрузки:  < 0,9×. При невыполнении условия корректируют продолжительность перегрузки по формуле

                    

                                                             .                                            (4)

Максимально допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наибольшая температура обмотки +140 0С,  наибольшая температура масла  в верхних слоях +95 0С и износ изоляции за время максимальной нагрузки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки не превышает +108 0С [19].

По полученным значениям   К1 и  h (ч) при средней температуре охлаждающей среды за время действия графика qохл (0С)  по  [19, П.I] определют допустимое значение перегрузки . Делается вывод о допустимости систематической перегрузки.

Номинальная мощность силового трансформатора находится из выражения

 

                                             .                                (5)

 

На основании выполненного расчёта принимают к рассмотрению варианты мощностей силовых трансформаторов.

Коэффициент загрузки трансформаторов в часы максимума нагрузки определяют по формуле

 

                                             .                                        (6)

Затем рассчитывают предварительное превышение перегрузки эквивалентного графика нагрузки по формуле (3)

   Полученное значение  сравнивают с  (рис. 1) исходного графика нагрузки:  < 0,9×. При необходимости корректируется продолжительность перегрузки по формуле (4)                                                                  

Допустимая систематическая перегрузка за счёт неравномерности          суточного графика К,доп определяется по [19, П.табл.I] при h (ч), уточнённом значении Кз1 и средней температуре охлаждающей среды за время действия графика qохл (0С). Делается вывод о допустимости систематической перегрузки.

В случае допустимости систематической перегрузки определяется возможность перегрузки намеченных трансформаторов при выходе из строя одного из них. Допустимая аварийная перегрузка определяется предельно допустимыми температурами обмотки (1400С) и температурой масла в верхних слоях (115 0С). Длительные аварийные перегрузки масляных трансформаторов допускаются в соответствии со следующим правилом: трансформатор можно перегружать на 40% сверх номинального тока в течение не более 5 суток подряд на время  максимумов нагрузки общей продолжительностью не более  6 часов в сутки при условии, что коэффициент предшествующей нагрузки не превышает 0,93.

При отключении одного трансформатора расчетный коэффициент аварийной перегрузки составит К,ав. Допустимый коэффициент аварийной перегрузки Kав доп находят по [19, П.табл.H.1] в зависимости от h (ч) при средней температуре охлаждающей среды за время действия графика qохл (0С). Делается вывод о допустимости аварийной перегрузки.

[Пример]

Новая методология выбора мощности силового трансформатора / Публикации / Элек.ру


Определение номинальной мощности трансформатора

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора (автотрансформатора) необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузки данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки.

График позволяет судить, соответствуют ли эксплуатационные условия загрузки теоретическому сроку службы (обычно 20…25 лет), определяемому заводом изготовителем.

Для относительного срока службы изоляции и (или) для относительного износа изоляции пользуются выражением, определяющим экспоненциальные зависимости от температуры. Относительный износ L показывает, во сколько раз износ изоляции при данной температуре больше или меньше износа при номинальной температуре. Износ изоляции за время оценивают по числу отжитых часов или суток: Н=Li.

В общем случае, когда температура изоляции не остается постоянной во времени, износ изоляции определяется интегралом:

В частности, среднесуточный износ изоляции:

Влияние температуры изоляции определяет, сколько часов с данной температурой может работать изоляция при условии, что ееизнос будет равен нормированному износу за сутки:

При температуре меньше 80°С износ изоляции ничтожен и им можно пренебречь. Температура охлаждающей среды, как правило, не равна номинальной температуре и, кроме того, изменяется во времени. В связи с этим для упрощения расчетов используют эквивалентную температуру охлаждающей среды, под которой понимают такую неизменную за расчетный период температуру, при которой износ изоляции трансформатора будет таким же, как и при изменяющейся температуре охлаждающей среды в тот же период.

Допускается принимать эквивалентную температуру за несколько месяцев или год равной среднемесячным температурам или определять эквивалентные температуры по специальным графикам зависимости эквивалентных месячных температур от среднемесячных и среднегодовых, эквивалентных летних (апрель—август), осенне-зимних (сентябрь—март) и годовых температур от среднегодовых.

Если при выборе номинальной мощности трансформатора на однотрансформаторной подстанции исходить из условия

(где Рмах — максимальная активная нагрузка пятого года эксплуатации; Рр — проектная расчетная мощность подстанции), то при графике с кратковременным пиком нагрузки (0,5… 1,0 ч) трансформатор будет длительное время работать с недогрузкой. При этом неизбежно завышение номинальной мощности трансформатора и, следовательно, завышение установленной мощности подстанции.

В ряде случаев выгоднее выбирать номинальную мощность трансформатора близкой к максимальной нагрузке достаточной продолжительности с полным использованием его перегрузочной способности с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

Определение мощности силового трансформатора

Для изготовления трансформаторных блоков питания необходим силовой однофазный трансформатор, который понижает переменное напряжение электросети 220 вольт до необходимых 12-30 вольт, которое затем выпрямляется диодным мостом и фильтруется электролитическим конденсатором.

Эти преобразования электрического тока необходимы, поскольку любая электронная аппаратура собрана на транзисторах и микросхемах, которым обычно требуется напряжение не более 5-12 вольт.

Чтобы самостоятельно собрать блок питания, начинающему радиолюбителю требуется найти или приобрести подходящий трансформатор для будущего блока питания. В исключительных случаях можно изготовить силовой трансформатор самостоятельно. Такие рекомендации можно встретить на страницах старых книг по радиоэлектронике.

Но в настоящее время проще найти или купить готовый трансформатор и использовать его для изготовления своего блока питания.

Полный расчёт и самостоятельное изготовление трансформатора для начинающего радиолюбителя довольно сложная задача. Но есть иной путь. Можно использовать бывший в употреблении, но исправный трансформатор. Для питания большинства самодельных конструкций хватит и маломощного блока питания, мощностью 7-15 Ватт.

Если трансформатор приобретается в магазине, то особых проблем с подбором нужного трансформатора, как правило, не возникает. У нового изделия обозначены все его главные параметры, такие как мощность, входное напряжение, выходное напряжение, а также количество вторичных обмоток, если их больше одной.

Но если в ваши руки попал трансформатор, который уже поработал в каком-либо приборе и вы хотите его вторично использовать для конструирования своего блока питания? Как определить мощность трансформатора хотя бы приблизительно? Мощность трансформатора весьма важный параметр, поскольку от него напрямую будет зависеть надёжность собранного вами блока питания или другого устройства. Как известно, потребляемая электронным прибором мощность зависит от потребляемого им тока и напряжения, которое требуется для его нормальной работы. Ориентировочно эту мощность можно определить, умножив потребляемый прибором ток ( на напряжение питания прибора (). Думаю, многие знакомы с этой формулой ещё по школе.

,где – напряжение в вольтах; – ток в амперах; P – мощность в ваттах.

Рассмотрим определение мощности трансформатора на реальном примере. Тренироваться будем на трансформаторе ТП114-163М. Это трансформатор броневого типа, который собран из штампованных Ш-образных и прямых пластин. Стоит отметить, что трансформаторы такого типа не самые лучшие с точки зрения коэффициента полезного действия (КПД). Но радует то, что такие трансформаторы широко распространены, часто применяются в электронике и их легко найти на прилавках радиомагазинов или же в старой и неисправной радиоаппаратуре. К тому же стоят они дешевле тороидальных (или, по-другому, кольцевых) трансформаторов, которые обладают большим КПД и используются в достаточно мощной радиоаппаратуре.

Итак, перед нами трансформатор ТП114-163М. Попробуем ориентировочно определить его мощность. За основу расчётов примем рекомендации из популярной книги В.Г. Борисова «Юный радиолюбитель».

Для определения мощности трансформатора необходимо рассчитать сечение его магнитопровода. Применительно к трансформатору ТП114-163М, магнитопровод – это набор штампованных Ш-образных и прямых пластин выполненных из электротехнической стали. Так вот, для определения сечения необходимо умножить толщину набора пластин (см. фото) на ширину центрального лепестка Ш-образной пластины.

При вычислениях нужно соблюдать размерность. Толщину набора и ширину центрального лепестка лучше мерить в сантиметрах. Вычисления также нужно производить в сантиметрах. Итак, толщина набора изучаемого трансформатора составила около 2 сантиметров.

Далее замеряем линейкой ширину центрального лепестка. Это уже задача посложнее. Дело в том, что трансформатор ТП114-163М имеет плотный набор и пластмассовый каркас. Поэтому центральный лепесток Ш-образной пластины практически не видно, он закрыт пластиной, и определить его ширину довольно трудно.

Ширину центрального лепестка можно замерить у боковой, самой первой Ш-образной пластины в зазоре между пластмассовым каркасом. Первая пластина не дополняется прямой пластиной и поэтому виден край центрального лепестка Ш-образной пластины. Ширина его составила около 1,7 сантиметра. Хотя приводимый расчёт и является ориентировочным, но всё же желательно как можно точнее проводить измерения.

Режимы работы трансформатора

Наиболее экономичной работа трансформатора по ежегодным издержкам и потерям будет в случае, когда в часы максимума он работает с перегрузкой (эксплуатация же стремится работать в режимах, когда в часы максимума загрузки данного трансформатора он не превышает свою номинальную мощность). В реальных условиях значение допустимой нагрузки выбирается в соответствии с графиком нагрузки и коэффициентом начальной нагрузки и зависит также от температуры окружающей среды, при которой работает трансформатор.

Коэффициент нагрузки, или коэффициент заполнения суточного графика нагрузки, практически всегда меньше единицы:

В зависимости от характера суточного графика нагрузки (коэффициента начальной загрузки и длительности максимума), эквивалентной температуры окружающей среды, постоянной времени трансформатора и вида его охлаждения согласно ГОСТ допускаются систематические перегрузки трансформаторов.

Расчет силового трансформатора

Для точного расчета трансформатора требуются довольно сложные вычисления. Тем не менее, существуют упрощенные варианты формул, используемые радиолюбителями при создании силовых трансформаторов с заданными параметрами.

В начале нужно заранее рассчитать величину силы тока и напряжения для каждой обмотки. С этой целью на первом этапе определяется мощность каждой повышающей или понижающей вторичной обмотки. Расчет выполняется с помощью формул: P2 = I2xU2; P3 = I3xU3;P4 = I4xU4, и так далее. Здесь P2, P3, P4 являются мощностями, которые выдают обмотки трансформатора, I2, I3, I4 – сила тока, возникающая в каждой обмотке, а U2, U3, U4 – напряжение в соответствующих обмотках.

Определить общую мощность трансформатора (Р) необходимо отдельные мощности обмоток сложить и полученную сумму умножить на коэффициент потерь трансформатора 1,25. В виде формулы это выглядит как: Р = 1,25 (Р2 + Р3 + Р4 + …).

Исходя из полученной мощности, выполняется расчет сечения сердечника Q (в см2). Для этого необходимо извлечь квадратный корень из общей мощности и полученное значение умножить на 1,2:

. С помощью сечения сердечника необходимо определить количество витков n , соответствующее 1 вольту напряжения: n = 50/Q.


На следующем этапе определяется количество витков для каждой обмотки. Вначале рассчитывается первичная сетевая обмотка, в которой количество витков с учетом потерь напряжения составит: n1 = 0,97 xn xU1. Вторичные обмотки рассчитываются по следующим формулам: n2 = 1,03 x n x U2; n3 = 1,03 x n x U3;n4 = 1,03 x n x U4;…

Любая обмотка трансформатора имеет следующий диаметр проводов: где I – сила тока, проходящего через обмотку в амперах, d – диаметр медного провода в мм. Определить силу тока в первичной (сетевой) обмотке можно по формуле: I1 = P/U1.

Здесь используется общая мощность трансформатора.

Далее выбираются пластины для сердечника с соответствующими типоразмерами. В связи с этим, вычисляется площадь, необходимая для размещения всей обмотки в окне сердечника. Необходимо воспользоваться формулой: Sм = 4 x (d1 2 n1 + d2 2 n2 +d3 2 n3 + d4 2 n4 + …), в которой d1, d2, d3 и d4 – диаметр провода в мм, n1, n2, n3 и n4 – количество витков в обмотках. В этой формуле берется в расчет толщина изоляции проводников, их неравномерная намотка, место расположения каркаса в окне сердечника.

Перегрузки силовых трансформаторов

Перегрузки определяются преобразованием заданного графика нагрузки в эквивалентный в тепловом отношении (рис. 3.5). Допустимая нагрузка трансформатора зависит от начальной нагрузки, максимума нагрузки и его продолжительности и характеризуется коэффициентом превышения нагрузки:

Допустимые систематические перегрузки трансформаторов определяются из графиков нагрузочной способности трансформаторов, задаваемых таблично или графически. Коэффициент перегрузки передается в зависимости от среднегодовой температуры воздуха /сп вида охлаждения и мощности трансформаторов, коэффициента начальной нагрузки кн н и продолжительности двухчасового эквивалентного максимума нагрузки tmах.

Для других значений tmax допустимый можно определить по кривым нагрузочной способности трансформатора.

Если максимум графика нагрузки в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимнее время допускается длительная 1%я перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 %. Суммарная систематическая перегрузка трансформатора не должна превышать 150 %. При отсутствии систематических перегрузок допускается длительная нагрузка трансформаторов током на 5 % выше номинального при условии, что напряжение каждой из обмоток не будет превышать номинальное.

На трансформаторах допускается повышение напряжения сверх номинального: длительно — на 5 % при нагрузке не выше номинальной и на 10% при нагрузке не выше 0,25 номинальной; кратковременно (до 6 ч в сутки) — на 10 % при нагрузке не выше номинальной.

Дополнительные перегрузки одной ветви за счет длительной недогрузки другой допускаются в соответствии с указаниями заводом — изготовителя. Так, трехфазные трансформаторы с расщепленной обмоткой 110 кВ мощностью 20, 40 и 63 М ВА допускают следующие относительные нагрузки: при нагрузке одной ветви обмотки 1,2; 1,07; 1,05 и 1,03 нагрузки другой ветви должны составлять соответственно 0; 0,7; 0,8 и 0,9.

Расчет тороидального трансформатора

Задача и особенности заземления трансформаторов.

Такая конструкция трансформаторов используется в радиоэлектронной аппаратуре, они обладают меньшими габаритами, весом, а также повышенным значением КПД. За счёт применения ферритового стержня помехи практически отсутствует, это даёт возможность не экранировать данные устройства.

Простой расчет тороидального трансформатора состоит из 5 пунктов:

  • Определение мощность вторичной обмотки P=Uн*Iн;
  • Определение габаритной мощности трансформатора Рг=Р/КПД. Величина его КПД примерно 90-95%;
  • Площадь сечения сердечника и его размеры
  • Определение количества витков на вольт и соответственно количества витков для необходимой величины напряжения.
  • Расчёт тока в каждой обмотке и выбор диаметра проводника делается аналогично, как и в силовых однофазных трансформаторах, описанных выше.

Решение задач расчет 📝 трансформатора физика

Решение задач

Заказ выполнен

СИЛОВОЙ ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР 1. Определить фазные и линейные напряжения и токи в номинальном режиме. 2. Определить параметры схемы замещения, приведенные к первичной обмотке, активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания. Начертить схему замещения. Построить векторные диаграммы для режимов: холостого хода, короткого замыкания, рабочего номинального (принять индуктивную нагрузку с коэффициентом мощности 0,8). 3. Определить число вольт на один виток обмотки. Принять индукцию в стержне Вс = 1,6 Тл; частота сети 50 Гц. 4. Рассчитать и построить: внешнюю характеристику трансформатора, зависимость КПД трансформатора от коэффициента нагрузки. Определить коэффициент нагрузки соответствующий максимальному КПД. 5. Трансформатор включен на параллельную работу с другими такими же трансформаторами. Определить распределение нагрузок и допустимую суммарную нагрузку при коэффициенте мощности 0,8 для следующих случаев: а) один из трансформаторов включен на ответвление +5%, т.е. коэффициент трансформации увеличен на 5%; другой – на ответвление, соответствующее номинальному напряжению, построить для этого случая векторную диаграмму в масштабе; б) напряжение короткого замыкания одного из трансформаторов равно 1,2 номинального напряжения короткого замыкания другого трансформатора. 6. Рассчитать наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания (считать, что максимум тока наступает через 0,01 с после короткого замыкания). Примечание. Вариант задания выбирается в соответствии с таблицей: мощность трансформатора по последней цифре номера варианта, первичное напряжение с учетом последней и предпоследней цифр. (01)

Это место для переписки тет-а-тет между заказчиком и исполнителем.
Войдите в личный кабинет (авторизуйтесь на сайте) или зарегистрируйтесь, чтобы
получить доступ ко всем возможностям сайта.

Как рассчитать максимальную нагрузку на трансформатор переменного тока с отводом от средней точки для биполярного линейного источника питания с двухполупериодным выпрямлением?

У меня есть понижающий трансформатор переменного тока в переменный на 24 В, который имеет три провода на вторичной обмотке. Я назову вторичные выводы X, Y и C, где C — центральный отвод. С цифровым мультиметром напряжение между X и Y составляет около 24 В переменного тока (на самом деле немного выше), а напряжение между X и C составляет 12 В переменного тока, а напряжение между Y и C составляет 12 В переменного тока.Производитель оценивает трансформатор как 24 В, 10 ампер.

Ненадолго отложив в сторону факторы безопасности, накладные расходы и типы нагрузок (для ясности):

  1. Если бы мы проигнорировали вторичный провод C и подключили нагрузку переменного тока к X и Y, мы могли бы получить максимальную нагрузку на трансформатор 10 ампер при 24 вольтах, что составляет 240 Вт. Верный?

  2. Допустим, у нас есть нагрузка переменного тока, рассчитанная на 12 вольт. Мы должны иметь возможность пропускать максимум 10 ампер при нагрузке 12 вольт от X до C, в то же время мы используем максимальную нагрузку 10 ампер при 12 вольт от Y до C.Другими словами, теперь мы можем питать 20 ампер 12-вольтовой нагрузки, потому что уменьшение напряжения вдвое удваивает мощность, в то время как мощность (240 Вт) остается постоянной. Это правильно? Это при условии, что мы ставим не более 10 ампер на каждый 12-вольтовый комплект. т.е. две сбалансированные нагрузки 10 А, 12 В переменного тока.

  3. Теперь предположим, что у нас есть двухполупериодный мостовой выпрямитель на вторичных обмотках X и Y, и мы используем центральный отвод C в качестве заземления цепи. Мы пропускаем оба выхода + и — выпрямителя через сглаживающие колпачки и через регулятор напряжения 7912 (7812 на положительной шине).Теперь у нас есть три соединения; земля (которая является центральным отводом), шина +12 (относительно земли) и шина -12 вольт (относительно земли). Можем ли мы подключить нагрузку постоянного тока 12 вольт, 10 ампер от положительной шины к земле, в то же время, когда мы подключаем другую нагрузку 10 ампер, 12 вольт от земли к отрицательной шине? Для общей нагрузки 20 ампер при 12 вольт постоянного тока? Помните, что этот вопрос касается рейтинга трансформатора переменного тока в переменный при использовании в этом контексте.

  4. Теперь вопрос в заголовке.Допустим, у нас та же установка, что и в вопросе №3. Но вместо того, чтобы иметь идеально сбалансированные нагрузки, предположим, что нам действительно нужна только отрицательная шина для операционных усилителей, и на отрицательной шине не будет большой нагрузки. Мы по-прежнему ограничены 10 амперами при 12 вольтах от положительной шины до земли? Или использование двухполупериодного выпрямления позволяет нам «одолжить» запасную силу тока от отрицательной шины к земле (которая не нужна) и вместо этого использовать ее на положительной шине? Например, можем ли мы иметь 12 ампер при 12 вольтах от плюса к земле и 8 ампер при 12 вольт от минуса к земле? Можем ли мы иметь 18 ампер при 12 вольтах от плюса к земле и 2 ампера при 12 вольт от минуса к земле?

Или, другими словами, если трансформатор рассчитан на 24 вольта при 10 амперах, можете ли вы использовать любую комбинацию нагрузки на положительной и отрицательной шине (в сценарии биполярного двухполупериодного выпрямителя) при условии, что сумма не превышает 20 ампер при 12 вольт?

Для целей этого вопроса предположим, что «максимальная нагрузка» на трансформатор означает либо точку, в которой должен перегореть предохранитель (если предохранители подобраны правильно), и/или точку, в которой трансформатор может быть поврежден, стать опасным , либо работать неправильно из-за перегрузки или несбалансированной загрузки.

Как рассчитать мощность распределительного трансформатора

Всем привет, в этой статье я расскажу как рассчитать номинал распределительного трансформатора или как выбрать подходящий трансформатор.

Если вам нужна статья на другие темы, прокомментируйте нас ниже в поле для комментариев. Вы также можете поймать меня в Instagram — Четан Шидлинг.

Читайте также — Электрические машины, вопросы и ответы. а теперь я расскажу, как рассчитать номинал распределительного трансформатора.

Как рассчитать мощность распределительного трансформатора

Возьмем пример

В. Выберите подходящий трансформатор для промышленной зоны. Условия нагрузки следующие:

  • а. Доступное напряжение = 11 кВ
  • б.  Осветительная нагрузка = 10 кВт
  • г. Коэффициент спроса = 0,7
  • д.  Необходимое напряжение = 440/230 В
  • эл. Промышленная нагрузка = 50 кВт при 0,8 пф
  • ф. Коэффициент разнообразия = 1,46
Решение:

Общая подключенная нагрузка

= Осветительная нагрузка + Промышленная нагрузка

= (10 × 1) ÷ пф + (50 × 1) ÷ пф

= 10 + 62,5

= 72,5

Максимальная потребность  

= подключенная нагрузка × коэффициент нагрузки

= 72,5 × 0,7

= 50,75, скажем, 50 кВА

Требуемая мощность трансформатора

= Максимальная потребность / Коэффициент разнообразия

= 50/1.46

= 34,246 или, скажем, 34 кВА

Резерв на будущее расширение на 20 % требуемой мощности

= 34 × 0,2

= 7 кВА

Отсюда мощность трансформатора  = 34 + 7 = 41

(41 кВА, 11 кВ/440 В, 3 фазы, недоступно)

Доступность на рынке = 50 кВА

Следовательно, выбран трансформатор 50 кВА, 11 кВ/440 В, 3-фазный треугольник-звезда, 50 Гц.

В. В небольшой мастерской есть следующая нагрузка, чтобы определить требуемую мощность трансформатора.
  • а. A 1 л.с., 400 В, 3 фазы для сверлильного станка
  • б.  A 1/2 л.с., 230 В, одна фаза для шлифовального станка
  • г. A 3 л.с., 400 В, трехфазный двигатель для токарного станка.
  • д. A 5 кВА, 230 В, сварочный трансформатор.
  • эл. Фрезерный станок 5 л.с., 400 В, 3-фазный
  • ф. Мощность Backsaw, 3 л.с., 400 В, 3 фазы.
  • г.  Две розетки
  • ч. Ламповые нагрузки – 25 точек
  • я. Потолочные вентиляторы – 15 шт.
  • л. Два номера, лампы ртутные высокого давления 500 Вт, 1-фазные, 230 В, 50 Гц, питание.

Рассчитайте общую подключенную нагрузку. Если коэффициент спроса равен 0,6, а коэффициент разнообразия равен 1 %.

Решение:

(a) Все нагрузки трехфазных двигателей мощностью 12 л.с. при условии Pf 0.8 и КПД 85 %

Следовательно, ВА = (л.с. × 735,5) ÷ (КПД × Pf)

                        = (12 × 735,5) ÷ (0,85 × 0,8) =  7853 ВА

(b) Принимая все однофазные нагрузки:

Розетки – 2 × 1000 = 2000 Вт

Лампы – 25 × 40 = 1000 Вт

Потолочные вентиляторы – 15 × 80 =  1200 Вт

Ртутные лампы – 500 × 2 =  1000 Вт

1/2 HP Grinder — (05 × 735.5) ÷ (0,8 × 0,6)

                            = 766 / 5966 (эффективность = 08 и Pf = 0,6)

(c)   Сварочный трансформатор 5 кВА – 5000 ВА

Суммарная нагрузка в ВА

= 7853 + 5966 + 5000

= 18819 ВА

= 18,819 кВА

Фактическая потребность

= подключенная нагрузка × коэффициент мощности

= 18,819 × 0,6

= 11,2914 кВА

Требуемая мощность трансформатора

= фактическое потребление / коэффициент разнообразия

= 11.2914/1.10

= 10 кВА

Резерв на будущее расширение на 25 % требуемой мощности

= 10 × 1,25

= 12,83 кВА.

Доступность на рынке = 15 кВА

Следовательно, выбран трансформатор 15 кВА, 11 кВ/440 В, 3-фазный треугольник-звезда, 50 Гц.

Надеюсь, это поможет вам………

Тег: Как рассчитать мощность распределительного трансформатора.

Также читайте:

  • 10 советов по уходу за аккумулятором в течение длительного срока службы, Обслуживание аккумулятора
  • 10 советов, как сэкономить на счетах за электроэнергию и сэкономить деньги за счет экономии электроэнергии
  • 1000+ тестов по системе управления, Top MCQ по системе управления
  • Викторина по 1000+ электрических машин, лучшие вопросы MCQ по электрическим машинам
  • RC-схема 1-го порядка и эквивалентная RC-схема 2-го порядка, оценка SoC
  • 50 советов по экономии электроэнергии дома, в магазине, на производстве, в офисе
  • 50+ вопросов и ответов по подстанции, электрический вопрос
  • 500+ Matlab Simulink Projects Ideas For Engineers, MTech, Diploma
  • Подробное руководство для энтузиастов электромобилей
  • Активная балансировка ячеек с использованием моделирования обратноходового преобразователя в Matlab Simulink
  • Основы электротехники, термины, определения, единица СИ, формула
  • Базовая викторина по электрике, пройти онлайн-тест по базовой электрике, викторина по электрике
  • Лучшая инженерная отрасль будущего
  • Лучший инвертор и аккумулятор для покупки в 2021 году
  • Лучшие языки программирования для инженеров-электриков
  • BLDC Motor, преимущества, недостатки, применение, работа
  • Блок-схема системы управления батареями (BMS)
  • Карьерные возможности для инженеров-электриков в 2022 году
  • Работа потолочного вентилятора, цена, почему в вентиляторе используется конденсатор, стоимость
  • Расчет номинала автоматического выключателя

Анализ нагрузки трансформатора в MTEMC с ArcGIS Online

Каждая электроэнергетическая компания регулярно занимается заменой трансформаторов.Трансформаторы сталкиваются с проблемами, связанными со всем: от животных, краж, молний, ​​перепадов напряжения, пожаров и, конечно же, проблем с размерами. Трансформаторы выбираются в зависимости от ожидаемой нагрузки заказчика.

Номинальная мощность трансформатора или группы трансформаторов в кВА должна быть равна или превышать нагрузку, прикладываемую к ним потребителем в любой момент времени. Как и в случае с любым устройством, находящимся под постоянной нагрузкой, потребление будет варьироваться в зависимости от того, сколько электроэнергии используется в данный момент.

Мы часто наблюдаем летние пики в очень жаркие дни, когда все включают кондиционер, или посреди зимы в местах, где электричество является преобладающим источником тепла.

В обоих случаях инженеры часто используют исторический и прогнозный анализ, чтобы определить наиболее эффективный размер трансформатора при его установке. Кроме того, существует множество инструментов инженерного анализа сторонних производителей, которые предоставляют программное обеспечение для помощи в определении размеров.

Но какой анализ обычно проводится после установки трансформатора? А как насчет замены трансформатора в связи с аварией? Оба эти вопроса были заданы компанией Middle Tennessee Electric (MTEMC), чтобы определить, как можно улучшить процесс принятия решений по установке и замене этих важнейших активов.

MTEMC уделяет большое внимание надежности, и исторически они завышали размеры большинства своих трансформаторных установок в зависимости от ожидаемой нагрузки заказчика. И когда происходят отключения трансформатора, MTEMC обычно увеличивает размер трансформатора, чтобы гарантировать, что размер не был причиной проблемы.

Несмотря на то, что это привело к очень стабильной сети, это не всегда приводило к наиболее эффективному использованию активов в полевых условиях. Трансформаторы являются дорогостоящими активами, и когда трансформатор оценивается значительно выше, чем потребляемая им нагрузка, возникают альтернативные издержки, связанные с этим несоответствием мощности и мощности.потребление.

Чтобы решить эту проблему, инженеры MTEMC искали лучший способ визуализации и анализа данных о потреблении трансформатора в зависимости от мощности трансформатора. Необработанные данные о потреблении были доступны через их информационную систему для клиентов (CIS), и у инженеров были необходимые расчеты для сравнения данных о пиковом потреблении с номинальной мощностью кВА трансформатора.

Цель состояла в том, чтобы найти способ объединить эти данные для более эффективного принятия решений. И что может быть лучше для этого, чем ГИС?

В прошлом году MTEMC объединила усилия с SSP Innovations в проекте по улучшению этого процесса.Проект был разбит на три взаимосвязанные цели:

  1. Первой целью было ежемесячно автоматически загружать данные о потреблении клиентов в ГИС из SAP CIS ( MTEMC работает над новой реализацией AMI, и в будущем будет доступно больше данных в реальном времени, но пока ежемесячные пиков будет загружено ). Затем необработанные данные агрегируются для определения пикового использования на уровне трансформатора как для зимнего, так и для летнего сезонов, а также пикового использования по месяцам для более крупных трансформаторов.Агрегирование также используется для применения инженерных расчетов для преобразования пикового использования в значимое значение, которое можно сравнить с номинальной мощностью трансформатора в кВА, чтобы получить статистику использования. Зимний алгоритм:  
    Использование = (кВтч / 360) / RatedKva Летний алгоритм:  
    Использование = (кВтч / 380) / RatedKva Существующая взаимосвязь использовалась для сопоставления данных о потреблении в СНГ с местоположением службы ГИС. Но в системе отсутствовала явная связь между местом обслуживания и активом-трансформером.Геометрическая сеть Esri обеспечивала связь между блоком трансформаторов и сервисным центром. Но нам нужно было углубиться, чтобы использовать электрическую фазу, чтобы связать записи отдельных трансформаторных блоков/активов с местами обслуживания. Для обслуживания этих данных были установлены новые пользовательские средства автоматического обновления, а для инициализации данных было применено массовое обновление данных (применяется на уровне базы данных/SQL, чтобы гарантировать отсутствие влияния на производительность управления версиями). В результате каждое место обслуживания связано с одной или несколькими записями актива трансформатора через номер актива/компании (трехфазный потребитель может быть связан с тремя отдельными трансформаторами воздушной линии).Это позволяет легко и точно агрегировать данные о потреблении для каждого трансформаторного актива.
  2. Затем был создан отчет о загрузке трансформатора, позволяющий инженерам запрашивать агрегированные данные о перегруженных или недогруженных трансформаторах в зависимости от степени их использования. Отчет позволяет инженерам вводить пороговое значение использования в виде процентного значения, чтобы найти все трансформаторы выше или ниже отметки, а также сведения о сезоне или месяце для анализа:

    Любые подходящие активы трансформатора могут быть расширены для просмотра базовой агрегации и необработанных данных о потреблении CIS, которые составляют использование: 

    Регулярная агрегация этих данных позволяет очень быстро запускать этот отчет на основе кэшированной статистики.Отчет был создан с использованием служб Microsoft SQL Server Reporting Services, которые используют комбинацию Esri Multi-Version Views (MVV) и агрегированные и необработанные данные CIS для отображения отчета через веб-страницу. Отчет можно легко экспортировать в PDF, распечатать для внутреннего распространения или загрузить в Excel для дальнейшего анализа и планирования. Этот отчет позволяет инженерам быстро запрашивать данные, чтобы заранее нацеливаться на определенные активы для возможного правильного определения размера, что делает сеть более эффективной и надежной.

  3. Конечной целью было визуализировать агрегированные точки данных в ГИС с помощью тематической карты с цветовой кодировкой. Инженеры сначала установили цвета для использования на основе заранее определенных порогов использования в агрегированных данных.

    Но изначально ГИС показывает на карте только один трансформаторный блок, тогда как данные были агрегированы на уровне трансформаторного блока. Чтобы сделать уникальные данные о единицах измерения доступными на карте, агрегированные точки данных регулярно реплицируются в класс объектов анализа, доступный только для чтения, в зависимости от расположения блока трансформаторов на карте.В местоположениях с несколькими объектами используется алгоритм смещения для создания нескольких точек. Это позволяет визуализировать отдельные активы трансформатора по фазам, т. е. в сценарии накладных расходов использование трансформатора может быть различным для фаз A, B и C, и поэтому они должны обозначаться индивидуально.
        

    Последней задачей было сделать данные доступными для специалистов по устранению неполадок и другого полевого персонала, ответственного за принятие решений о замене трансформатора. Для этого данные пространственных объектов были представлены в полевых условиях через корпоративную реализацию ArcGIS Online.

    Специалисты по устранению неполадок теперь могут использовать Collector for ArcGIS, чтобы найти себя на карте и просмотреть самый последний профиль нагрузки для любого трансформатора, показывающий использование вместе с другой связанной информацией о пиковом значении. Это целевое использование ArcGIS Online является отличным примером использования платформы Esri, позволяющей новым областям бизнеса использовать ГИС для расширения возможностей принятия решений.

Результат этих усилий позволил MTEMC очень быстро принимать более эффективные решения по установке и замене трансформаторов.Это отличный пример использования ГИС для преодоления разрыва между двумя разрозненными источниками данных с использованием пространственных и сетевых данных для разработки взаимосвязей данных, которых в противном случае не существовало бы.

SSP была рада работать с MTEMC над этим проектом из-за сильного характера использования значительных преимуществ своих существующих инвестиций в ГИС ArcFM™ наряду с новыми технологиями платформы Esri, чтобы сделать эти данные доступными для новых пользователей ГИС на любом устройстве в любом месте их службы. территория. Первоначальное решение для создания отчетов было запущено в ноябре 2014 года, а за ним последовали возможности ArcGIS Online вместе с MTEMC 10.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.