Kaks suve tagasi helistas meile Kesk-Läänes asuv toiduainetöötlemistehas umbes 750 kVAkuiv tüüpi trafomis lülitas oma ülekuumenemise relee pidevalt välja. Tehase juht oli pettunud, sest paneeli ampermeeter näitas 62% tüübisildi koormusest – seade paistis pooleldi tühikäigul. Kui üks meie inseneridest viis läbi toitekvaliteedi uuringu, muutus pilt: kuut ekstruuderit toidavad muutuva sagedusega ajamid tõmbasid moonutatud voolu umbes 34% ulatuses.harmooniline moonutus, ja käänuline kuum koht tõusis suve pärastlõunal üle 150 kraadi. Trafo ei olnud liiga suur. Seda tegelikult läbiva voolu jaoks oli see vaikselt alahinnatud.
Miks harmoonilised voolud transformaatorit üle kuumendavad?
Trafo tüübisilt arvutatakse puhta 60 Hz siinusvoolu eeldusel.Mittelineaarsed koormused- VFD-d, UPS-süsteemid, LED-draiverid, EV-laadijad ja alaldi esiotsad – ammutage voolu pigem lühikeste impulsside kui sujuvate siinuslainetena. See moonutatud lainekuju on siinuslainete virn, mille põhisagedus on mitmekordne: tavaliselt domineerivad 5. (300 Hz), 7. (420 Hz), 11. ja 13. järk.
Kahju ilmneb mähise kadudes. Koormuskadu trafos koosneb kahest osast: I²R-kadu, mis skaleerub RMS-vooluga, ja pöörisvoolukadu, mis skaleerub sagedusega. Pööriskadu mähistes kasvab ligikaudu harmoonilise järjekorra ruuduga – 5. harmooniline 30% põhisuurusest tõstab seda pööriskao komponenti korda (0,30 × 5)² ≈ 2,3. Naha- ja lähedusefektid suruvad lisavoolu väikestesse juhtmepiirkondadesse, mistõttu moonutatud koormus tekitab lokaalseid kuumi kohti, mida ampermeeter kunagi ei paljasta. Siin on osa, millest enamik ostjaid puudust tunneb: kokkuharmooniline moonutusvõib näida tagasihoidlik ja ikkagi kerkida, sest 5. ja 7. tellimus istuvad täpselt seal, kus kahjutrahv on kõige suurem.
Moonutuse piiride jaoksIEEE 519-2022on võrdlusinsenerid, mida kasutavad selleks, et otsustada, kui suurt harmoonilist voolu peaks elektrisüsteem taluma ühise sidestuspunktis. See seab voolupiirid harmoonilise järjekorra ja süsteemi lühise suhte järgi – ja see on dokument, mille alusel tuleks harmoonilist uuringut mõõta enne trafo ostmist, mitte pärast.
Mida K-faktori transformaatori reiting tegelikult tähendab
A K-faktori trafoei erine tavalisest kuivtüüpi seadmest – see on sama trafoperekond, mille mähised on mõeldud harmooniliste voolude tekitatud lisapöörissoojuse eemaldamiseks. K-reiting, mida UL tunnustab standardi UL 1561 alusel ja mis on arvutatud meetodi kohaseltIEEE C57.110, kaalub koormuse iga harmoonilist voolu selle järjestuse ruudu võrra ja väljendab tulemuse ühe arvuna: K-1 tavalise lineaarse koormuse kujunduse korral, seejärel K-4, K-9, K-13, K-20, K-30, K-40 ja K-50.
K-13 on hinnang, mida me tööstusettevõtetes kõige sagedamini tsiteerime, kuna tarnijate juhised käsitlevad seda tavaliselt sobivana, kui koormuse mittelineaarne osakaal läheneb 75%. K-4 hõlmab üldisi äripõrandaid, kus on valgustus ja väikesed UPS-id. K-20 ja üle selle kuuluvad muundurite rasketele kasutustingimustele – suur UPS-i kontsentratsioon, kaareahjud ja elektrokeemilised alaldi koormused – ning neid tuleks kinnitada pigem spektripõhise arvutuse kui oletusega. Alustuseks on siin kaardistus, mille ostjad läbi käime.
| Tüüpiline koormusprofiil | Soovitatav K reiting |
| Üldkontor: valgustus, arvutid, väikesed UPSid | K-4 |
| Äripind: liftid, VFD pumbad, UPS-i ruumid | K-13 |
| Tööstuslikud: raskeajamiga MCC-d, ekstruuderid, kompressorid | K-13 |
| Andmekeskus: suure tihedusega lülitus, suur UPS | K-13 kuni K-20 |
| Raske: kaareahjud, elektrolüütilised alaldid | K-30 kuni K-50 |
K-arv ei ole vähendamisjuhis – see on mähise konstruktsioonimärk. Standardne trafo, mis on sunnitud toitlustama sama koormust, kas töötab kuumemalt, kui selle temperatuuritõusu klass lubab, või tuleb selle tüübisildist allapoole vähendada ja standardseadme vähendamine on mõnikord odavam lahendus. Mõlemad teed on õigustatud. Viga on see, et valitakse kumbki neist ilma koormusspektrit kõigepealt vaatamata.
IEEE C57.110: reitingu aluseks olev meetod
IEEE C57.110-2018 - vedelikku sukeldatud ja kuivtüüpi toite- ja jaotustrafo võimekuse kehtestamise soovitatav praktika mittesinusoidsete koormusvoolude varustamisel – on sildi taga olev arvutus. Praegune väljaanne on saadaval aadressiltIEEE standardite pood. Meetod määratleb harmoonilise kaduteguri, tavaliselt kirjutatakse FHL, mis võrdleb kogu mähise pööriskadu teie mõõdetud spektris pööriskaoduga nimivoolu sinusoidse voolu korral, seejärel muudab selle teguri lubatud vooluks: kas maksimaalne kVA, mida standardseade võib teie spektri jaoks kanda, või K-disain, mida uus seade vajab.
Meetodi kasutamiseks on vaja ühte andmestikku, mis on ainult tootjal: mähise pöörisvoolukadu, mis on väljendatud protsendina selle I²R-kaost. Seetõttu peaks harmooniliselt raske projekti tõsine hinnapakkumine sisaldama trafo pööriskadude % ja teie koormuse arvutatud FHL-i – mitte ainult K-numbrit andmelehel. Kui klient saadab meile harmoonilise uuringu koos oma RFQ-ga, tagastame arvutuse mõlemal viisil, nii K-reitinguga kui ka alandatud standardprojektina, nii et võrdlus põhineb reaalarvudel.
Üks hoiatus valdkonnast: nimesilt K reitingud on määratud kindlaksmääratud spektriga ja tõelised taimed triivivad. Kui lisate draive hiljem, käivitage küsitlus uuesti. Asendasime üksused, mis said kasutuselevõtu ajal õige hinnangu K-9 ja mille viis aastat hiljem, kui teine tootmisliin võrku tuli, välja kasvanud.
Kus me näeme, et see põllul ebaõnnestub
Tagasi selle toidutöötlemistehase juurde. Uuring näitas 34% voolu kogumoonutusi, milles domineerisid ekstruuderi ajamite 5. ja 7. harmoonilised, ning arvutatud pööriskaotuse trahv viis seadme tegeliku võimsuse 70% lähedale tüübisildist – mis vastas peaaegu täpselt häirivatele väljalülitustele. Asendasime 750 kVA standardseadme K-13kuiv tüüpi trafosama reitinguga ja temperatuurialarmid peatusid. Koormus ei olnud muutunud. Mähis ehitati lõpuks selle voolu jaoks, mida see tegelikult kandis.
Teine muster on vaiksem. Mehhikos asuv pakendamistehas palus meil tsiteerida K-13 ühikut, seejärel küsiti, miks nad ei võiks lihtsalt osta tavalist ühikut ja alandada seda 30%. Nad suutsid – ja nende ülesannete täitmiseks oli nõrgendamine ja aktiivne harmooniline filter halvimal feederil mõõdetavalt odavam. Asi pole selles, et K-klassi trafod on alati lahendus. Asi on selles, et keegi ei peaks otsustama ilma spektri ja kadude arvutamiseta, sest nii K-disain kui ka amortisatsioonitee sõltuvad numbritest, mitte arvamustest.
K-faktori trafo spetsifikatsioon: RFQ kontrollnimekiri
Kui ostate ajamite, UPS-süsteemide või laadijatega tehasele või hoonele kuiva tüüpi seadet, tehakse spetsifikatsioonitööd enne, kui RFQ kustub. Viis üksust katavad suurema osa sellest:
- Esmalt käivitage või taotlege harmoonilist uuringut.Mõõtke trafo siini voolu moonutus perIEEE 519-2022ja salvestage TDD pluss domineerivad järjekorrad – tavaliselt 5., 7., 11. ja 13.
- Laske tarnijal arvutada K teie spektrist.Saatke uuring koos RFQ-ga. AK korjati seetõttu, et seda kasutas teine taim, on oletus, et tegemist on inseneritööga.
- Võrrelge K-reitingut kogukulu vähendatud standardiga.Ostuhind, jalajälg, kaod ja filter, mida võite mõlemal juhul vajada, kuuluvad võrdlusesse.
- Veenduge, et sertifikaat vastab kujundusele.Põhja-Ameerika puhul küsige, kas K-reitinguga üksus kannab UL-i loendit UL-i 1561 - või CSA-sertifikaadi alusel – täpse disaini, mitte ainult tooteperekonna jaoks.
- Küsi temperatuuritõusu klassi ja FHL-i arvutust testipaketist.Seejärel saab teie insener nimesildi usaldamise asemel reitingut kontrollida.
Ja hoidke uks filtreerimiseks lahti. Kui domineeriv koormus on üks suur VFD-klaster, võib standardtrafo ees olev aktiivne filter ületada hinna K-30 ühiku. Tsiteerime võrdlust mõlemal juhul – et ausus on odavam kui vale trafo.
Ryan Electricu Take
Ryan Electric on alates 2007. aastast ehitanud kuivtüüpi ja vedelikku sukeldatud trafosid meie 120 000 m² suuruses rajatises Jiangsus.K-faktori trafokonstruktsioonid – valuvaik ja VPI – on tootevaliku standardne osa. Eatoni ühisettevõtte partnerina, kelle portfellis on UL, CSA, IEEE ja DEKRA sertifikaadid, käsitleme K-küsimust arvutusena. Saatke meile oma koormusprofiil ja me käivitame C57.110 kadude numbrid enne, kui pühendute disainile.
Kui täpsustatekuivtüüpi trafodVFD-de, UPS-i ruumide, EV-laadijate või mis tahes muu mittelineaarse koormusega rajatise puhul jagage oma kVA-d, pingeklassi ja harmoonilisi andmeidryan-transformers.com- meie insenerid tulevad tagasi K-soovituse, kahjumi arvutamise ja realistliku ajakavaga. Või kui andmed ütlevad, et standardseade pluss filter on nutikam ost, ütleme teile ka seda.
Autori kohta:Selle artikli kirjutas Eatoni ühisettevõtte partneri ja UL/CSA-sertifikaadiga trafotootja Ryan Electric insenerimeeskond Hiinas Jiangsus, teenindades tööstus-, kaubandus- ja kommunaalteenuste kliente kogu Põhja-Ameerikas, Ladina-Ameerikas, Kagu-Aasias ja Lähis-Idas.
