ma'lumotlar markazi maydonlarida o'rta kuchlanish transformatorini tanlash: 34,5 kV yoki 13,8 kV

Har biri 60 MW quvvatga ega bo'lgan to'rtta zal, maydonning yonidan o'tayotgan chiziq shu sababli 13,8 kV beradigan elektr tarmog'i va hech kim qisqarish hisobini o'tkazmasdan avvaldan buyurtma qilingan elektr taqsimlash qurilmasi. Olti oydan keyin elektr xonaga qurilma mos kelmay qoladi, uzatish liniyalari soni ikki baravar ko'payadi va qaytarib berib bo'lmaslik sababli 480 V shinalardagi mavjud qisqarish tokining qiymati qurilmalarning reytingidan yuqori bo'ladi. Bularning hech biri transformatorning nosozligi emas. Universitet maydoni mis sim, elektr taqsimlash qurilmasi va joy maydoni sarfi haqida hisob-kitob qilmasdan avvaldan o'rta kuchlanish sinfini tanlab olgan.

Ama'lumotlar markazi transformatori odatda bitta chiziqdagi oxirgi element sifatida qaraladi — bu 34,5 kV ni 480Y/277 V ga aylantiruvchi nisbat. Amaliyotda birinchi kuchlanish sinfi kabel jadvallari, elektr taqsimlash qurilmasi reytinglari, yoylanish xavfli holatlari bo'yicha tadqiqotlar va, 2024-yildan boshlab, AQSHda energiya samaradorligi bo'yicha qonuniy tartibga solish doirasini ham qamrab oladigan tizim qaroridir. Buni konseptsiya bosqichida to'g'ri tanlash muhandislik ishlariga bir hafta vaqt talab qiladi. Xato tanlash esa elektr taqsimlash qurilmasini qayta buyurtma qilishni talab qiladi.

Quyida biz mijozlar bilan ikkita sinfni qanday solishtirishimiz, narx taklifini berishdan oldin so'raydigan raqamlar va birligining yigirma besh yil ishlashi yoki uchinchi yilda kafolat bo'yicha munozara ob'ekti bo'lishini hal qiluvchi uchta texnik xususiyat nuqtalari keltirilgan.

 

 

Ma'lumotlar markazi transformatori spetsifikatsiyasi nima uchun kuchlanish sinfidan boshlanadi

Transformator nisbati birinchi tayanchdir va bu to'g'ridan-to'g'ri arifmetikadir. Berilgan MVA uchun tok kuchlanishga teskari proporsional ravishda pasayadi. 60 MW zali 13,8 kV da taxminan 2510 A va 34,5 kV da taxminan 1004 A tok tortadi. Bu 2,5 dan 1 gacha nisbati foydalanish nuqtasi va birligining pastki stansiyasi o'rtasidagi har bir ta'minot liniyasi amperligida, har bir ta'minot liniyasi uchun parallel ulanishlar sonida hamda ularning ustidagi kabel tayoqchasining kengligida namoyon bo'ladi.

Nosozlik toklari boshqa yo'nalishda harakatlanadi. Metr orqasida 500 MVA manba bo'lganda, 13,8 kV avtobusda qattiq nosozlik taxminan 20,9 kA; 34,5 kV da shu manba taxminan 8,4 kA yetkazadi. Past nosozlik toklari kampusning o'rta kuchlanishli elektr uskunalari uchun past uzuvchi quvvatli uskunalar ishlatishiga imkon beradi — bu transformator yetkazib berish muddati elektr uskunalari yetkazib berish muddatidan uzunroq bo'layotgan bozorda muhim ahamiyatga ega.

Bu qism kickoff uchrashuvida o'tkazib yuboriladi. 34,5 kV uskunalari jismonan 13,8 kV uskunalaridan kichik emas — masofalar uzunroq va standart asosiy izolyatsiya darajasi 13,8 kV sinfi uchun 95 kV ga qaraganda 200 kV, shuning uchun kabinetlar balandroq va chuqurroq. Yuqori sinf past tokni megavattga nisbatan va past nosozlik darajasini ta'minlaydi, bu esa kampus miqyosida ta'minot liniyalari sonini va qurilmalarning quvvatini kamaytiradi. Bu ikkita turli xil tejab boriladigan jihatlar bo'lib, ularning faqat bittasi kabel jadvalida ko'rinadi.

 

34,5 kV va 13,8 kV bir-birining yonida

Quyidagi taqqoslash 60 MW zali va 500 MVA mavjud manba asosida amalga oshirilgan. Ikkala kiritilgan qiymatdan birini o'zgartirsangiz, xulosa ham o'zgaradi; shuning uchun biz transformator uchun taklif berishdan oldin foydalanuvchi tomonidan beriladigan avariya xatini so'raymiz. orta voltajdagi transformator kampus uchun.

Zal uchun tok, avtobusda avariya darajasi, izolyatsiya darajasi, ta'minot liniyalari soni va elektr taqsimlash qurilmalari joylashuvi hamma birgalikda o'zgaradi. Ta'minot liniyalari sonini ikki barobar kamaytirgan kampus odatda transformatorning o'ziga nisbatan emas, balki kabel va ulanishlar hisobiga tejam qiladi.

Parametr (60 MW zali)	13,8 kV	34,5 kV
Zalning to'liq yuklanishidagi tok	~2510 A	~1004 A
Avariya toki, 500 MVA manba	~20,9 kA	~8,4 kA
Standart asosiy izolyatsiya darajasi	95 kV	200 kV
Har bir zal uchun birinchi darajali uzatish liniyalari	Ko'proq parallel uzatishlar	Kamroq uzatishlar
Qurilma orasidagi masofalar	Qisqa, lekin ko'proq kubiklar	Uzoq, lekin kamroq kubiklar

Hech bir ustun o'zini o'zi g'olib qilmaydi. Agar elektr tarmog'i faqat 13,8 kV quvvat yetkazib bera olsa, universitet maydoni ichida 34,5 kV gacha ko'tarib, shu darajada taqsimot qilish mumkin — lekin har bir o'zgartirish transformator qo'shadi, ya'ni atrofida o'tkaziladigan quvvatning taxminan bir foizini yo'qotish va boshqa bir asosiy aktivni texnik xizmat ko'rsatish uchun saqlash kerak bo'ladi. Bu almashtirishni taxmin qilishdan ko'ra, modellashtirish maqsadga muvofiqdir.

 

480 V avtobusda nima sodir bo'lishini qarshilik belgilaydi

Foizli qarshilik bu yerda transformator qarshiligi nisbatdan to'xtab qolmay, balki himoya muammosiga aylanadi. 480Y/277 V ikkilamchi chiqishli, 5,75 foizlik qarshilikka ega 2000 kVA li transformatorni oling. Kabel qarshiligi va dvigatellar hissasini qo'shmasdan, ikkilamchi terminaldagi qattiq qisqa tutashuv tok 41,8 kA atrofida bo'ladi: 2 000 000 / (1,732 × 480 × 0,0575).

Qarshilikni 6,5 foizgacha ko'tarish bilan avtomatik qo'zg'atish doimiy oqim chegarasidan pastda qolgan kamroq avariya oqimi tufayli yoy uzunligi ortib, xavf darajasi oshadi. Shuning uchun yoy chiqishini o'rganish haqiqiy qurilma uchun, odatdagi qiymat uchun emas, bajarilishi kerak; ish qoidalariga NFPA 70E , joriy nashri 2027-yil.

Boshqa yarmi transformator qarshiligi tutqirlikdir. Kafolatlangan qarshilik odatda plus-minus 7,5 foiz doirasida saqlanadi, shu sababli ikkita 5,75 foizlik qurilma buyurtma qilinganda, ularning qiymatlari ekstremal holatlarda bir-biridan deyarli 15 foizgacha farq qilishi mumkin. Agar bu ikkita qurilma parallel ulansa, ular orasidagi farq aylanma oqimni va nominalsiz yuklanishni keltirib chiqaradi — bu esa har ikkalasining nominalsiz yuklanishga yetishishidan ancha oldin sodir bo'ladi. Agar loyiha parallel ishlashga asoslangan bo'lsa, faqat nominal qiymatni emas, balki qarshilik doirasini ham belgilang.

 

Ikki g'ildirakli, uch g'ildirakli yoki birinchi darajali tanlovli

Uchta tartib ko'pincha barcha kampus loyihalarini qamrab oladi. Ikki g'ildirli birlik transformator stansiyasi — har bir binoga bitta transformator, uni himoya qilish eng oddiy va almashtirish eng oson usul. Uch g'ildirli birlik transformator stansiyasi bitta birinchi darajali ulanishni qabul qilib, ikkita ikkinchi darajali avtobusga ta'minot beradi; bu o'rta kuchlanishli elektr tarmog'i uskunalari va simlarni qisqartiradi, lekin binolarni elektr jihatdan bog'laydi — agar himoya tizimi shunday sozlanmagan bo'lsa, bir ikkinchi darajali ulanishda uzilish sodir bo'lganda ikkalasi ham ishdan chiqadi. Birinchi darajali tanlov tartibi ikkita foydalanuvchi ta'minoti manbasini tanlov qurilmasi orqali bitta transformatorga ulaydi: manba nusxalari mavjud, lekin transformator nusxalari umuman yo'q.

Tier III yoki Tier IV topologiyasi uchun qaror odatda siz uchun qilinadi. Nusxalash transformator darajasida, faqat manba darajasida emas, amalga oshirilishi kerak. Har biri taxminan yarim quvvatda ishlaydigan ikkita 2000 kVA lik birliklar bitta 2000 kVA lik birlikni to'liq quvvatda ishlatishga qaraganda sovuqroq ishlaydi, chunki yuklanmagan holatdagi yo'qotishlar yadroning o'lchami bilan, yuklangan holatdagi yo'qotishlar esa tok kvadrati bilan proporsional o'zgaradi. Qo'shimcha xarajat ikkinchi yadrodan kelib chiqadi, misdan emas.

Byudjet cheklangan joyda, axloqiy kompromiss — bu o'rnatilgan qo'shimcha birlik emas, balki zaxirada saqlanayotgan qo'shimcha birlikdir. 34,5 kV li tizim bir yil davomida ishlab chiqarish navbatida turishi mumkin bo'lgan bozorda, zaxiradagi qo'shimcha birlik — bu elektrik masalasi emas, balki jadval tuzish qaroridir. suvsiz transformator bu tizim bir yil davomida ishlab chiqarish navbatida turishi mumkin bo'lgan bozorda, zaxiradagi qo'shimcha birlik — bu elektrik masalasi emas, balki jadval tuzish qaroridir.

 

Garmoniklar, K-faktor va neytral o'tkazgich

Server quvvat manbalarining sifati yaxshilangan, lekin ular chiziqli bo'lmagan. Zamonaviy aktiv quvvat omilini to'g'rilovchi impulsli quvvat manbai yuqori cho'qqi omilga ega tokni tortadi va yettinchi tartibdan ancha yuqori bo'lgan g'ayrioddiy garmonik spektrga ega. Uchlar, to'qqizinchi, o'nta beshinchi — ya'ni uchlik garmoniklar neytralda bekor qilinmaydi, balki qo'shiladi; shuning uchun neytral o'tkazgich fazali o'tkazgichdan ko'proq tok o'tkazishi mumkin.

AK-faktor transformatori bu spektrdan kelib chiqqan qo‘shimcha vorteks va tarqoq yo‘qotishlarga chidamli deb baholangan. K-13 aralash ofis va ma'lumotlar yukini qamrab oladi; K-20 odatda zich server ta'minoti bilan to'ldirilgan zal uchun tanlanadigan variantdir. K reytingi shunday narsani qilmaydi — avtobusdagi kuchlanish shaklining buzilishini kamaytirmaydi. Bu tizim muammosi bo'lib, IEEE 519 standartiga ko'ra, umumiy garmomik buzilishning rejaga moslashtirilgan darajasi 5 foizni tashkil qiladi (69 kV yoki undan past tizimlar uchun umumiy ulanish nuqtasida), va bu muammo ko'p impulsli to'g'rilagichlar, faol filtrlar yoki kengaytirilgan neytral orqali hal qilinadi.

Bizning ma'lumotlar markazidagi transformator uchun standart talab — minimal K-13 g'ildirak, 200 foizlik neytral va umumiy K raqami emas, balki o'lchangan spektrga nisbatan garmomik yo'qotishlar hisobi. Aynan shu hisoblash sizga 2000 kVA li qutining ushbu yuk ostida haqiqatan ham 2000 kVA li quti ekanligini aytib beradi.

 

 

DOE 2029 chizig'i aniq 34,5 kV da joylashgan

AQSH samaradorlik qoidalariga ko'ra, ko'pincha universitet jamoalari kechroq aniqlaydigan chegaralar belgilanadi. 10 CFR 431.192 da ta'riflangan tarqatish transformatori kirish kuchlanishi 34,5 kV yoki undan kam, chiqish kuchlanishi 600 V yoki undan kam, 60 Gs chastotali reytingga ega va suyuqlikda botirilgan birlamliklar uchun quvvati 10 dan 2500 kVA gacha, yoki suvsiz transformator mos kelish muddatlari hamda ta'riflari AQSH Energetika vazirligi .

Tomonidan e'lon qilinadi. Buning ikkita oqibati bor. 34,5 kV dan 480Y/277 V gacha bo'lgan birlikli transformator — bu tarqatish transformatori bo'lib, uning samaradorligi jadvalga mos kelishi kerak; shu bilan birga, 34,5 kV dan 4,16 kV gacha bo'lgan birlikli transformator — bu kuch transformatori bo'lib, u ushbu jadval doirasidan tashqarida qoladi. Shuningdek, 2024-yilda qabul qilingan yakuniy qoidaga kiritilgan o'zgartirilgan standartlar 2029-yil 23-apreldan boshlab ishlab chiqariladigan birlamliklarga qo'llaniladi; shu sababli, 2029-yil yoki 2030-yilda elektr energiyasini ulaydigan universitetlar allaqachon yangi jadvalga mos keladigan mahsulotlarni tanlab berishni boshlagan bo'ladi, xuddi tenderda shunday aytilgan yoki aytilmaganligiga qaramasdan.

Moslashuvchilik asosan asosiy poʻlatda sotiladi. 2029-yilgi yuklanmagan holatdagi yoʻqotish chegaralariga mos kelish odatda kattaroq yurak, yaxshiroq donli yoʻnaltirilgan yoki amorf material va ogʻirroq birlikni anglatadi — bu esa joʻnatish vaznini, pol yukini va uning ostidagi inshoot poʻlatini oʻzgartiradi. Bugun 2029-yilgi jadvalga qarab yoʻqotish paketi boʻlmagan taklif tayyorlanishi — buyurtma berilgandan keyin oʻzgarish buyuruvini kutayotgan holdir. Har bir taklif beruvchidan ikkala jadval boʻyicha taklif berishini soʻrang, shunda oʻzgarishlar buyurtma berilishidan oldin, keyin emas, koʻrinib turadi.

 

Biz nimalarni ishlab chiqaramiz va uni qanday tekshiramiz

Ryan Electric 2007-yildan beri Jiangsu provinsiyasidagi Xayen shahrida joylashgan 120 000 m² maydonli zavodda transformatorlar ishlab chiqaradi; unda 180 dan ortiq ishlab chiqarish va sinov uskunalari toʻplami hamda quruq va suyuqlikda botirilgan dizaynlarga oid 37 ta patent mavjud. Birliklar UL, CSA, IEEE, IEC va DEKRA standartlariga mos ravishda, CNAS akkreditatsiyasiga ega sinovlar bilan ishlab chiqariladi; 2023-yildan boshlab kompaniya Eaton bilan qoʻshma korxona hamkor sifatida faoliyat yuritmoqda.

34,5 kV sinfi uchun suvsiz transformator , bu kuchlanishda muhim bo'lgan sinovlar bekor qilinmaydi. Asosiy izolyatsiya darajasi 200 kV bo'lganda impulsga chidamlilik namoyish etadi — bu o'ramlarning izolyatsiyasi mosligini tasdiqlaydi. Qo'lda quyilgan rezinada qisman razryad 1,5 barobar ishlab chiqarilgan kuchlanishda 10 pK yoki undan yaxshiroq darajada saqlanadi; 50 pK da osongina o'tadigan birlama zavod qabul qilish sinovini o'tiradi, lekin keyinchalik foydalangan paytda iz qoldiradi. Harorat ko'tarilishi belgilangan atrof-muhitda izolyatsiya sinfi chegara qiymatini tasdiqlaydi, shuningdek, nisbat, qarshilik va tovush darajasi yuk avtomobilda turgan birlamaning o'rganilgan modeli bilan mos kelishini tasdiqlaydi.

34,5 kV li kampus spetsifikatsiyasi bizning ariza qabul qilish stolimizga kelganda, birinchi ikkita savol ulanish nuqtasida mavjud foydalanuvchi tomonidan ta'minlanadigan avariya tokining qiymati va UPS hamda server yuklarining o'lchangan garmonik spektri bo'ladi. Ularning har ikkalasi odatda kVA jadvalida ko'rinmaydi va ikkalasi ham loyiha dizaynini o'zgartiradi. Shu munozaralar bir nechta loyihalarni bitta katta qurilma o'rniga ikkita kichikroq K-reytingli qurilmaga o'tkazgan, shuningdek, kerakmas K-20 chulg'am uchun to'lovni talab qiladigan loyihalarni to'xtatgan.

Agar siz ushbu chorakda ma'lumotlar markazi transformatorining bitta chizig'ini qamitmoqchi bo'lsangiz, zalning megavattlari, foydalanuvchi tomonidan berilgan avariya xati va yuk spektrini yuboring. Biz sizga ikkala kuchlanish sinfi, shuningdek, orta voltajdagi transformator va elektr taqsimlash qurilmalari oqibatlari va 2029-yilgi jadvalga nisbatan yo'qotishlar paketini qo'shish orqali to'g'ridan-to'g'ri solishtirishni qaytarib beramiz. Boshlang: bizning muhandislik jamoamiz bilan bog'lanishingiz mumkin .

 

Muallif haqida: Ushbu qo'llanma Xayen shahrida, Syanji provinsiyasida joylashgan Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers) kompaniyasining quvvat muhandislari guruhining mutaxassislari tomonidan tuzilgan. Bu kompaniya Xitoyda joylashgan transformator ishlab chiqaruvchi korxona bo'lib, qurushsiz suyuqlikda botirilgan va birlik pastga tushiruvchi transformatorlarni yetkazib beradi ma'lumotlar markaziga, kommunal va sanoat loyihalariga butun dunyo bo'ylab.