Autotransformators pretī izolācijas transformatoram: izvēles pamācība 480 V un 600 V projektu veikšanai

 

Autotransformators pret izolācijas transformatoru: jautājums, kas stāv aiz puses mūsu izmēru pieprasījumu e-pastiem

Teksasā esoša paneļu veikala darbinieki pavasarī, aprīlī, nosūtīja mums vienas līnijas diagrammu ar vienu teksta rindu virs tās: "600 V elektroapgāde, 480 V dzinēju slodze, aptuveni 400 zirgspēki. Vai mums tiešām nepieciešams 500 kVA transformators vai pietiks ar buck-boost transformatoru?" Šis e-pasts ir viss autotransformators pret izolācijas transformatoru lēmums divās teikumos. Atbilde balstījās uz diviem faktiem, un neviens no tiem nebija sprieguma attiecība: cik daudz tinumu jaudas patiesībā maksāja klienta pasūtījums un vai uzstādīšanai bija nepieciešama jauna zemēta sistēma.

Abi produkti tiek ražoti vienā un tajā pašā līnijā mūsu rūpnīcā, un abi tiek piegādāti ar UL marķējumu, ja tie ir izgatavoti Ziemeļamerikai. Tie veic pilnīgi atšķirīgas funkcijas. Automāttransformators kopīgo vienu tinumu starp primāro un sekundāro ķēdi, tāpēc slodzes strāva plūst caur kopīgu vara daļu. Divtinumu izolācijas transformators uztur abas ķēdes elektriski atdalītas un savieno tās tikai caur magnētisko ķēdi. Visi šīs atšķirības sekstošie aspekti — no izmaksām un svara līdz zudumiem, zemēšanai, harmonikām un avārijas strāvai — izriet no šīs pamatatšķirības.

Šeit ir tas, ko lielākā daļa pircēju nepamanīs: lēmums reti kad attiecas uz sprieguma maiņu. Gandrīz jebkura ierīce var mainīt spriegumu. Būtiski ir tas, ko transformators vēl ir paredzēts darīt jūsu elektrosistēmā.

 

KVA matemātika, kas nosaka vairumam automāttransformatoru specifikācijas

Vērtēšanas noteikums ir vienkāršs un skaidro, kāpēc šie vienību izmēri ir tik daudz mazāki nekā divu tinumu alternatīvas. Tinums jāiztur tikai pārveidotā slodzes daļa: pārveidotais kVA = slodzes kVA × (1 − Vsekundārā / Vprimārā).

Pielietojiet to Teksasas pieprasījumam. Sprieguma samazināšana no 600 V līdz 480 V dod 1 − (480 / 600) = 0,20, tātad 500 kVA slodzei nepieciešams tikai aptuveni 100 kVA autotransformatora tinums. Klients salīdzina 100 kVA autotransformatoru ar 500 kVA divu tinumu vienību: vara daudzums ir piektā daļa, svars standarta atvērtā serdes konstrukcijās ir aptuveni trešā daļa un serde ir daudz mazāka, kurā koncentrējas lielākā daļa tukšgaitas zudumu.

 

 

Tam ietaupījumam seko divas inženierijas sekas. Pirmkārt, bojājuma radītā efektīvā pretestība ir zemāka, tāpēc pie 480 V barošanas paneļa pieejamais bojājuma strāvas lielums ir augstāks nekā līdzvērtīga kVA lieluma divu tinumu transformatora gadījumā. Augšupvirziena aizsardzības ierīcei un lejupvirziena paneļa izslēgšanas jaudai jābūt pārbaudītai pret jauno vērtību, nevis pret veco. Otrkārt, galīgi nav galvaniskas atdalīšanas: jebkāds troksnis, pārejošie procesi vai harmoniskās strāvas, kas pastāv primārajā pusē, pastāv arī sekundārajā pusē.

 

Kur izolācijas transformators vairs nav neobligāts

Ir četri gadījumi, kad mēs pilnībā pārstājam apspriest autotransformatora izmantošanu, un parasti tas ir acīmredzams jau no zīmējumu kopas pirmās lapas.

• Ja nepieciešams izveidot jaunu zemēto sistēmu. Ja projekta darbības jomā nepieciešams izveidot jaunu neitrālo vadu vai 480Y/277 V avotu, kas baro 208Y/120 V paneļus, transformatoram jābūt atsevišķi atvasinātai sistēmai. Autotransformators nevar būt atsevišķi atvasināta sistēma.
• Nulles secības un trīskārši harmoniskie strāvas. Divu tinumu transformatoram ar delta savienotu primāro tinumu trešajiem, devītajiem un piecpadsmitajiem harmoniskajiem strāvām ir aizvērta ceļa kontūra, lai tās cirkulētu. Autotransformators šādu barjeru nepiedāvā un tāpēc tieši nosūta tās atpakaļ uz avotu.
• Dzinēju un vienvirziena strāvas pārveidotāju slodzes. VFD priekšā augšupplūsmā parasti norāda pielāgotu trīsfāžu transformatoru izgatavots kā divu tinumu ierīce ar delta primāro tinumu un elektrostatisko ekrānu, kas uztver kopīgā režīma trokšņus, kurus autotransformators vienkārši nevar uztvert.
• Zemējuma avārijas detektors. Nulles secības strāvas transformatoru shēmas balstās uz galvanisku barjeru starp primāro un sekundāro tinumu. Autotransformators šādu barjeru nepiedāvā, tāpēc atlikušās un nulles secības aizsardzības sistēmas jāprojektē no jauna.

Biežākais kļūdas veids, ko mēs redzam, nav vērtējuma kļūda, bet gan pieņēmuma kļūda: izmantojot buck-boost automtransformatoru, lai no neuzpildītas vai stūra uzpildītas 480 V sistēmas iegūtu 120 V vadības strāvai vai kontaktligzdām. Spriegums tiešām parādās mērītājā, tāpēc uzstādījums šķiet pareizs, tomēr nav atgriešanās ceļa, lai novērstu zemējuma avāriju, un nav arī zemētā vada, kuram varētu atsaucies. Šāda konfigurācija ir dzīvības un drošības risks, un nekāda ietaupījuma gūšana, iegādājoties 15 kVA vienību, to neatbalsta. Mēs atteicamies pieņemt šādus pasūtījumus un vietā piedāvājam divu tinumu transformatoru.

 

Izolācijas transformatora zemēšana un normatīvo aktu noteikumi, par kuriem pircēji bieži jautā

Zemēšanas jautājums ir tur, kur izolācijas transformatora zemēšana lēmumi patiešām tiek pieņemti. Saskaņā ar NEC visi transformatori, izņemot autotransformatorus, ir atsevišķi atvasinātas sistēmas, jo primārās ķēdes vadītājiem nav tiešas savienojuma ar sekundārajiem vadītājiem. Tāpēc sekundārajai ķēdei nepieciešams pats savs sistēmas savienošanas līnijas posms, savs zemēšanas elektroda vadītājs un savs zemēšanas elektrods saskaņā ar 250.30. Tā kā autotransformators kopīgo vijumu starp abām ķēdēm, tas vispār nav atsevišķi atvasināta sistēma: nav jāuzstāda jauns zemēšanas elektroda vadītājs, un aprīkojuma savienošanas ceļam atpakaļ uz avotu jāpaliek nesagrautam un nepārtrauktam. Noteikums un tā sekas ir detalizēti izklāstītas šajā EC&M rokasgrāmatā par atsevišķi atvasinātu sistēmu zemēšanu un savienošanu .

Pārstrāvas aizsardzība ir otrais noteikums, par kuru pircēji bieži vaicā. Saskaņā ar NEC 450.4 autotransformatoriem nepieciešama atsevišķa pārstrāvas aizsardzība katrā neatzemētajā ieejas vadītājā, kas atšķiras no divu tinumu noteikumiem, ar kuriem elektroprojektētāji ikdienā strādā. Pirms vienības tiek palaistas ražošanā, ir vērts apstiprināt šo informāciju uz zīmējuma, jo aizsardzības izmaiņu veikšana pēc slēdžu iekārtu izgatavošanas ir dārga saruna. Atsaucēs norādītais teksts publicēts NFPA 70, Nacionālais elektrokodekss .

Sertifikācijas darbības joma ir trešais punkts, un tā ir vieta, kur UL sertificēti transformatoru piegādātāji vajadzētu spēt atbildēt, nepārbaudot. ANSI/UL 1561 attiecas uz sausās izpildes vispārīgām un jaudas transformatoriem ar paaugstināšanas, pazemināšanas, izolējošas un autotransformatora konstrukciju, un tā darbības joma beidzas pie nominālās primārās vai sekundārās jaudas virs 600 V. No tā izriet divas praktiskas sekas. Jebkurš autotransformators, ko iegādājas 480 V vai 600 V sistēmai, ir jābūt sertificētam saskaņā ar UL 1561 standartu, un piegādātājs, kas apraksta 13,8 kV vienību kā UL 1561 sertificētu, ir nonācis dokumentācijas problēmās. Prasiet norādīt standarta numuru un sprieguma klasi, ne tikai logotipu. Darbības joma ir publicēta „ UL Standards and Engagement veikalā .

 

Autotransformators pret izolējošo transformatoru – salīdzinājums blakus blakus

Lēmuma punkts	Autotransformators	Izolējošais (divu tinumu)
Pārveidotā kVA, 500 kVA slodze, 600 līdz 480 V	Aptuveni 100 kVA	500 kVA
Uzstādīšanas svars un grīdas vieta	Zems	Augsts
Tukšgaitas zudumi	Zemāks (mazāks serdeņa kodols)	Augstāks
Atsevišķi radīta sistēma saskaņā ar NEC 250.30	No	Jā
Trīskāršo harmonisko / nulles secības ceļš	Iet cauri	Bloķēts ar delta primāro
Kopīgā režīma trokšņa slāpēšana	Neviens	Jā, ar elektrostatisko ekrānu
Avārijas strāvas ierobežošana	Minimāls	Iestatīts ar norādīto %Z
Tipisks izmantošanas veids	600/480 V vai 208/240 V atbilstība vienā zemētā sistēmā	Jauna sadalīšanas sistēma, dzinēja slodzes, harmonisko slodžu, neitrālās vadi atvasināšana

Mūsu pašu darba noteikums ir īss. Ja uz jautājuma „vai šai slodzei nepieciešama jauna zemēta sistēma vai barjera pret harmoniskajām un kopīgā režīma strāvām?“ atbilde ir nē un sprieguma attiecība ir mērena, autotransformators parasti uzvar kopējās uzstādīšanas izmaksās. Ja kāda no atbildēm ir jā, divu tinumu vienība ir vienīgais atbilstošais risinājums, un autotransformators pret izolācijas transformatoru salīdzinājums šeit beidzas.

 

Ko mēs pārbaudām pirms kuras vienas no konstrukcijām tiek izgatavota

Rutīniskās pārbaudes ir identiskas abām konstrukcijām, un tieši šajā posmā pasūtījums vai nu kļūst par transformatoru, vai arī tiek atzīts par atkritumiem: attiecība un polaritāte, tinumu pretestība, pieliktais spriegums un inducētais potenciāls, tukšgaitas zudumi un slodzes zudumi, kas salīdzināti ar aprēķinātajām vērtībām, kā arī temperatūras pieaugums parauga pamatā. Lietnešu rezinu vienībām mēs papildus veicam daļējas izlādes mērījumus un nodrošinām, ka rezultāts paliek zem pasūtījuma brīdī vienošanā noteiktās robežvērtības, jo tīrs rādījums ražotnē ir garantijas saruna, ko izdevīgi izvairās no trešajā gadā.

Ryan Electric ražo abus tipus 120 000 kvadrātmetru lielā rūpnīcā ar vairāk nekā 180 ražošanas un testēšanas iekārtu komplektiem un 37 grupas patentiem, kas sertificēti saskaņā ar UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS un CE standartiem. Kopš 2023. gada mēs darbojamies arī kā oficiāls Eaton kopuzņēmuma partneris, tāpēc rutīniskās pārbaudes dokumentācija ir vienāda formātā gan 15 kVA buck-boost, gan 5 MVA eļļā iegremdētai vienībai. Kā UL sertificēti transformatoru piegādātāji ziemeļamerikas komunālo pakalpojumu, datu centru un rūpnieciskajiem projektiem mēs piegādājam uz pamatnes montētus, sausā tipa un eļļā iegremdētus transformatorus ar marķējumiem, kuri ir nepieciešami vietējam inspektoram uz tipskartiņas, neatkarīgi no tā, vai pasūtījums ir standarta sadalīšanas vienība vai pielāgotu trīsfāžu transformatoru izgatavots neparastā pārveidojuma attiecībā.

Viens sīkums no Teksasas projekta ir vērts pieminēt. Mēs piedāvājām autotransformatoru ar jaudu 100 kVA, tomēr korpusam joprojām bija nepieciešamas 480 V klases kabeļu ieejas un neitrālā sastava plāksne paneļa barošanas vadīšanai. Vienība, kas izskatās lēztākā cenas piedāvājumā, nav obligāti lētākā uzstādīšanai, kamēr terminācijas sīkumi nav pareizi izstrādāti; tas ir zīmējuma jautājums, nevis cenas jautājums.

 

Nosūtiet vienlīnijas shēmu, un mēs noteiksim abu variantu izmērus

Mēs atbildam uz izmēru pieprasījumu e-pastos, sniedzot salīdzinājumu, nevis vienu vienīgu cenu. Nosūtiet vienas rindas diagrammu ar avota spriegumu un zemēšanas shēmu, slodzes kVA un dzinēja jaudu (ZS), jebkuru piedziņas vai vienfāžu pārveidotāja slodzi, pieejamo avārijas strāvu pie elektroapgādes punkta un vietnes apkājējo temperatūru. Mēs atgriezīsimies ar abām iespējām — autotransformatora un divu tinumu transformatora — katru ar tā tinumu kVA, %Z, korpusa klasifikāciju un sertifikācijas standartu, kurā tas tiks reģistrēts.

Ja projekts ir pielāgotu trīsfāžu transformatoru ar nenovadītu attiecību, neatbilstošu korpusa izmēru vai īpašu testēšanas apjomu, mūsu inženieri pirms rasējuma izdošanas apstiprina tinumu konfigurāciju. Lūdzu, pieprasiet citātu vai nosūtiet diagrammu mūsu pārdošanas inženieru departamentam, un mēs jums pateiksim, kura no abām konstrukcijām faktiski nepieciešama jūsu instalācijai.

Par autoru: Šo rokasgrāmatu sagatavoja pārdošanas inženieru komanda uzņēmumā Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd., kas ir izstrādājusi, veikusi tipa testus un piegādājusi sausās, eļļas piesātinātās un pamatnē montētās transformatorus datu centriem, komunālajiem un rūpnieciskajiem projektiem visā Ziemeļamerikā, Vidusrietumu reģionā un Dienvidaustrumāzijā. Palīdzībai autotransformatoru un izolācijas transformatoru izvēlē vai vienas līnijas shēmas pārskatīšanai sazinieties ar mūsu inženieru biroju, izmantojot vietnes vaicājumu veidlapu.