Transformator pentru uzina de producție: tipuri, dimensionare și ghid de selecție

A transformator pentru fabricăeste unul dintre acele echipamente care tinde să rămână în fundal-până când ceva nu merge bine. Furnizează tensiunea potrivită liniilor de producție, motoarelor, mașinilor CNC, echipamentelor de sudură, sistemelor HVAC, sistemelor de automatizare, iluminatului și multor alte sarcini industriale.

Pentru o unitate de producție, alegerea unui transformator nu înseamnă doar alegerea unui număr kVA dintr-un catalog. Întrebarea adevărată este dacă transformatorul poate face față modului în care funcționează efectiv fabrica. Fluctuațiile de sarcină, motoarele mari, variațiile de frecvență-, armonicile, condițiile de mediu, extinderea viitoare și fiabilitatea, toate trebuie luate în considerare.

Cu alte cuvinte, transformatorul ar trebui să se potrivească cu instalația, nu invers.

De ce fabricile de producție au nevoie de transformatoare dedicate

Fabricile de producție au de obicei un profil electric mult mai solicitant decât clădirile comerciale obișnuite. Motoarele mari cu inducție, compresoarele, cuptoarele, mașinile de sudură, sistemele robotizate, variatoarele de frecvență-și mașinile de producție pot genera sarcini semnificative rețelei electrice.

Un transformator industrial selectat corespunzător transformă sursa de alimentare cu medie-tensiunea de intrare în tensiunea cerută de echipamentul fabricii. În funcție de proiect, tensiunile comune de intrare pot include11 kV, 13,8 kV, 22 kV, 33 kV sau 35 kV, în timp ce sistemele de -joasă tensiune pot funcționa la 400 V, 415 V, 480 V sau la o altă tensiune specificată.

Transformatorul joacă, de asemenea, un rol în stabilitatea tensiunii, pierderile de energie, nivelurile de scurt{0}}circuit și fiabilitatea generală a sistemului de distribuție a energiei centralei.

Tipuri comune de transformatoare pentru fabricile de producție

Nu există un singur design de transformator care să funcționeze pentru fiecare fabrică. Alegerea corectă depinde în mare măsură de configurația instalației, capacitatea, locația de instalare și tipul de echipament alimentat.

Pentru unități de producție mai mari,transformatoare de putere-immerse în uleisunt adesea o alegere practică, în special atunci când transformatorul este instalat în aer liber și capacitatea necesară este mare. Uleiul asigură un transfer eficient de căldură și a fost utilizat pe scară largă pentru aplicații industriale de zeci de ani.

Pentru fabricile de interior, însă, atransformator de tip-uscatpoate fi o potrivire mai bună. Nu există ulei izolator de gestionat, iar modelele de-rășină turnată pot funcționa bine în medii în care siguranța la incendiu, umiditatea sau accesul limitat la întreținere reprezintă o problemă.

Cum să dimensionați un transformator pentru o fabrică de producție

Dimensionarea transformatorului ar trebui să înceapă cu cererea electrică reală a centralei. Simpla adăugare a evaluărilor de pe plăcuța de identificare a fiecărei mașini poate duce cu ușurință la un transformator supradimensionat.

Un punct de plecare de bază este:

Capacitatea necesară a transformatorului ≈ Sarcina maximă cerută ÷ Factorul de sarcină țintă

Pentru un sistem cu trei-faze, puterea aparentă poate fi estimată utilizând:

kVA=√3 × Tensiune × Curent ÷ 1.000

Dar acesta este doar punctul de plecare. Aplicațiile industriale necesită, de obicei, o analiză mai atentă a curenților de pornire-motoarelor, a factorului de putere, a sarcinilor armonice, a funcționării simultane a mașinii, a echipamentelor de așteptare și a extinderii așteptate a producției.

De exemplu, să presupunem că o fabrică are o cerere maximă calculată de aproximativ 1.600 kVA. Instalarea unui transformator de 1.600 kVA poate părea logică, dar poate lăsa puțin loc pentru creșterea viitoare. În funcție de condițiile de funcționare, atransformator de 2.000 kVAsau un aranjament cu mai multe-transformatoare ar putea fi mai potrivit.

În același timp, mai mare nu este automat mai bun. Un transformator excesiv de supradimensionat poate crește investiția inițială și poate funcționa ineficient la niveluri de încărcare foarte scăzute.

Potrivirea transformatorului cu echipamentele de producție

Diferite tipuri de echipamente de producție pun diferite tipuri de stres asupra unui sistem electric.

Motoarele mari pot crea scăderi semnificative de tensiune în timpul pornirii. Variatoarele de frecvență-și alte echipamente electronice de putere pot introduce curenți armonici. Mașinile de sudură pot crea sarcini în schimbare rapidă, în timp ce mașinile CNC, robotica și sistemele de control automate pot fi mai sensibile la perturbările de tensiune.

Acesta este motivul pentru care echipamentul conectat la transformator contează la fel de mult ca kVA total.

Dacă o instalație conține un număr mare de sarcini neliniare, inginerii ar putea trebui să ia în considerarecapacitate de rezistență armonică (vreau să aflați despre transformatorul de atenuare a armonicii), -cerințele factorului K(faceți clic pentru a afla despre transformatorul nominal K-), curent neutru și calitate generală a puterii. În unele cazuri, utilizarea unui transformator dedicat pentru anumite echipamente este o abordare sensibilă.

De exemplu, mașinile grele de producție pot fi separate de sistemele de control sensibile sau echipamentele de precizie. Acest lucru poate ajuta la reducerea perturbațiilor electrice și poate oferi sarcinilor mai sensibile o sursă de alimentare mai curată.

Transformatoare de tip ulei-imersate vs. uscate-

Alegerea dintre un transformator-immers în ulei și un transformator de tip uscat-de obicei se reduce la mediul proiectului, capacitatea, cerințele de siguranță și aranjamentul de instalare.

Transformatoare-immerse în uleisunt utilizate în mod obișnuit pentru substații mari exterioare și pentru distribuția de energie industrială cu capacitate mai mare-. Acestea oferă o răcire eficientă și sunt disponibile pentru o gamă largă de aplicații de tensiune medie- și înaltă-.

Transformatoare de tip-uscatsunt adesea preferate atunci când transformatorul trebuie instalat în interiorul unei clădiri de fabrică. Ele elimină necesitatea uleiului de transformator și pot fi deosebit de atractive acolo unde cerințele de siguranță la incendiu și de instalare în interior sunt importante.

Transformatoare-de rășină turnatăpoate funcționa bine și în medii în care umiditatea sau contaminarea reprezintă o problemă.

Nu există un câștigător universal aici. Un transformator care funcționează perfect pentru o fabrică poate să nu fie soluția potrivită pentru alta.

Eficiența transformatorului și pierderile de energie

Fabricile de producție funcționează adesea ore lungi, iar unele unități funcționează continuu. Aceasta înseamnă că chiar și pierderile relativ mici ale transformatorului se pot aduna pe durata de viață a echipamentului.

Pierderi la transformatorsunt în general împărțite înfără-pierderi de încărcareşipierderi de sarcină. Nu apar-pierderi de sarcină ori de câte ori transformatorul este alimentat, în timp ce pierderile de sarcină cresc pe măsură ce transformatorul transportă mai mult curent.

Pentru o fabrică care funcționează 24 de ore pe zi, alegerea unui transformator cu caracteristici adecvate de pierdere poate avea un impact vizibil asupra costurilor cu energie-pe termen lung.

Deci, atunci când comparăm transformatoarele, este logic să privim dincolo de prețul de achiziție. O investiție inițială puțin mai mare poate fi utilă dacă transformatorul oferă o eficiență mai bună și pierderi de funcționare mai mici pe parcursul multor ani.

Fiabilitatea și redundanța contează

Pentru o fabrică de producție, o defecțiune electrică poate însemna mult mai mult decât o clădire întunecată. O întrerupere a alimentării cu energie electrică poate opri liniile de producție, întrerupe procesele automatizate, poate deteriora lucrările--în desfășurare și poate duce la pierderi financiare semnificative.

De aceea, instalațiile mai mari folosesc adesea mai mult de un transformator.

De exemplu, diferite transformatoare pot furniza zone de producție separate, cu aranjamente-bus sau capacitate de rezervă oferind flexibilitate suplimentară. Dacă un transformator necesită întreținere, o parte a instalației poate încă să funcționeze.

Pentru procesele de producție deosebit de critice, sistemul electric poate include, de asemenea, generatoare, sisteme UPS, stocarea energiei bateriei sau surse de energie regenerabilă.

Aranjamentul exact depinde de cât de mult timp de nefuncționare poate tolera fabrica. O instalație care produce componente critice poate avea cerințe de redundanță foarte diferite față de un atelier mai mic-general.

Condiții de mediu la uzină

Mediul fabricii nu trebuie trecut cu vederea.

Instalațiile de producție pot conține praf, umiditate, substanțe chimice, vibrații, temperaturi ridicate sau substanțe corozive. Aceste condiții pot afecta izolația transformatorului, performanța de răcire, carcasa și durata de viață.

Pentru instalațiile exterioare, transformatorul are nevoie de protecție adecvată împotriva intemperiilor și a accesului neautorizat. Transformatoarele de interior au nevoie de o ventilație adecvată și suficient spațiu liber în jurul echipamentului, astfel încât căldura să poată scăpa și echipajele de întreținere să poată lucra în siguranță.

Dacă transformatorul este instalat în apropierea unei linii de producție, mediul înconjurător trebuie luat în considerare în faza incipientă de proiectare-nu după ce echipamentul a fost deja comandat.

Alegerea unui transformator pentru o fabrică de producție

Selectarea unuitransformator pentru fabricăaplicațiile se referă cu adevărat la găsirea echilibrului potrivit între capacitate, fiabilitate, eficiență, siguranță și cerințele viitoare.

Evaluarea transformatorului este importantă, desigur, dar este doar o parte a deciziei. Inginerii ar trebui să se uite, de asemenea, la nivelurile de tensiune ale fabricii, caracteristicile de sarcină, pornirea motorului, conținutul de armonici, mediul de instalare, metoda de răcire, cerințele de redundanță și extinderea planificată.

Transformator Jiangsu Yaweioferă soluții de transformatoare de tip-imersat și uscat-de petrol pentru distribuția de energie industrială, instalații de producție, proiecte de energie regenerabilă și alte aplicații solicitante. Capacitatea transformatorului, raportul de tensiune, impedanța, metoda de răcire, configurația carcasei și accesoriile pot fi personalizate în funcție de cerințele proiectului.

Pentru o nouă unitate de producție, este, în general, mai bine să se determine specificația transformatorului împreună cu programul complet de sarcină electrică și proiectarea distribuției. Procedând astfel, puteți evita atât subdimensionarea, cât și supradimensionarea inutilă-și, mai important, poate oferi fabricii o sursă de alimentare stabilă și de încredere pentru anii următori.

Contactați acum