变压器kVA额定值指南:如何确定您需要的变压器尺寸
|
在许多行业，包括医疗保健、制造、电力承包、高等教育和矫正，可靠、高质量的变压器对于保持运营的高效运行至关重要。大型设施和工业流程需要大量电力，他们需要可靠的变压器将来自发电厂的能量转换成可用于设备和建筑公用设施的形式。 变压器如何帮助商业和工业设施实现这些目标？ 变压器将来自电源的能量转换为负载所需的功率。为了有效地使用他们的变压器，企业需要知道他们的特定变压器可以给他们多少电力。变压器的额定值提供了该信息。 变压器通常由两个绕组组成，初级绕组和次级绕组。输入功率流经初级绕组。然后次级绕组转换功率并通过其输入引线将其发送到负载。变压器的额定值或尺寸是其以千伏安为单位的功率水平。 当一台电气设备发生故障时，变压器往往是罪魁祸首。在这种情况下，您可能需要更换变压器，并且当您这样做时，您需要根据需要选择具有正确 kVA 的变压器。否则，您将面临炸毁贵重设备的风险。 如何选择变压器尺寸？幸运的是，确定变压器的大小相对简单。它涉及使用简单的公式从电气负载的电流和电压生成您的 kVA 要求。在下面的变压器 kVA 额定值指南中，我们将更详细地解释如何计算所需容量 kVA 额定值。 如何确定 kVA 大小 当您计算 kVA 大小时，在开始之前直接了解术语和缩写会很有帮助。您有时会看到变压器，尤其是较小的变压器，其大小以 VA 为单位。VA 代表伏安。例如，额定值为 100 VA 的变压器可以在一安培(amp) 的电流下处理100 伏的电压。 kVA 单位代表千伏安，或 1,000 伏安。额定值为 1.0 kVA 的变压器与额定值为 1,000 VA 的变压器相同，并且可以在 10 安培的电流下处理 100 伏的电压。 计算 kVA 大小 要确定您的 kVA 大小，您需要根据您的电气原理图进行一系列计算。 连接到次级绕组的电气负载需要特定的输入电压或负载电压。我们把这个电压称为 V。你需要知道这个电压是多少——你可以通过查看电气原理图找到它。我们可以说示例负载电压 V 必须为 150 伏。 然后，您需要确定电气负载所需的特定电流。您也可以查看电气原理图来确定此数字。如果找不到所需的电流，可以通过输入电压除以输入电阻来计算。假设所需的负载相电流（我们称之为 l）为 50 安培。 一旦您找到或计算了这两个数字，您就可以使用它们来计算负载的功率需求（以千瓦为单位）。为此，您需要将所需的输入电压 (V) 乘以所需的电流负载（以安培 (l) 为单位），然后将该数字除以 1,000： V * l / 1,000在上面的示例中，您将 150 乘以 50 得到 7,500，然后将该数字除以 1,000 得到 7.5 千瓦。 最后一步是以千瓦为单位的数字转换为千伏安。当你这样做时，你需要除以 0.8，它代表负载的典型功率因数。在上面的示例中，您将 7.5 除以 0.8 得到 9.375 kVA。 但是，当您选择变压器时，您不会找到额定为 9.375 kVA 的变压器。大多数 kVA 额定值是整数，并且许多，尤其是在较高范围内，以 5 或 10 的倍数出现——15 kVA、150 kVA、1,000 kVA 等等。在大多数情况下，您需要选择额定值略高于您计算的 kVA 的变压器——在这种情况下，可能是 10 或 15 kVA。 您还可以向后工作并使用已知的变压器 kVA 来计算您可以使用的安培数。如果您的变压器额定值为 1.5 kVA，并且您想在 25 伏电压下运行，请将 1.5 乘以 1,000 得到 1,500，然后将 1,500 除以 25 得到 60。您的变压器将允许您以高达 60 安培的电流运行它当前的。 如果在需要计算 kVA 时执行计算的想法似乎令人生畏或不吸引人，您可以随时使用图表。许多制造商提供图表以更容易确定正确的 kVA。如果您使用图表，您将在行和列中找到系统的电压和电流强度，然后在您选择的行和列相交处找到列出的 kVA。 起始因素和专业注意事项 在上面的例子中，我们除以 0.8 来稍微增加变压器的 kVA。我们为什么这样做？ 启动设备通常比运行它需要更多的电流。考虑到这一额外的电流要求，在计算中加入起始因素通常会有所帮助。一个好的经验法则是将电压乘以安培数，然后再乘以 125% 的额外启动因子。当然，除以 0.8 与乘以 1.25 是一回事。 但是，如果您经常启动变压器（比如说每小时不止一次），您可能希望 kVA 甚至大于计算的大小。如果您使用的是特殊负载，例如电机或医疗设备，您的 kVA 要求可能会有很大差异。对于专业应用，您可能需要咨询专业变压器公司，以获取有关您需要的 kVA 的建议。 我们将在下面更详细讨论的三相变压器方程也略有不同。当您使用三相变压器进行计算时，您需要包含一个常数以确保您的工作正确。 标准变压器尺寸 很容易抽象地谈论变压器尺寸计算并得出一个数字数组。但是您可能购买的变压器的标准尺寸是多少？ 特别是对于商业建筑，最常见的变压器尺寸如下： 3千伏安6千伏安9千伏安15 千伏安30 千伏安37.5 千伏安45 千伏安75 千伏安112.5 千伏安150 千伏安225 千伏安300 千伏安500 千伏安750 千伏安1,000 千伏安 如何确定负载电压 在计算变压器所需的 kVA 之前，您需要计算出负载电压，即运行电气负载所需的电压。要确定您的负载电压，您可以查看电气原理图。 或者，您可能有变压器的 kVA 并想要计算必要的电压。在这种情况下，您可以调整我们上面使用的等式。由于您知道 kVA = V * l / 1,000，我们可以求解 V 得到 V = kVA * 1,000 / l。 因此，您将 kVA 额定值乘以 1,000，然后除以安培数。如果您的变压器的 kVA 额定值为 75，而安培数为 312.5，您将把这些数字代入方程 - 75 * 1,000 / 312.5 = 240 伏。 如何确定二次电压 初级和次级电路环绕变压器的磁性部分。有几个不同的因素决定了次级电压——线圈的匝数以及初级电路的电压和电流。 您可以使用通过初级和次级电路的电压降的比率以及变压器磁性部分周围的电路线圈数量来计算次级电路的电压。我们将使用方程 t1/t2= V1/V2，其中 t1是初级电路线圈的匝数，t2是次级电路线圈的匝数，V1是电压初级电路线圈中的压降，V2是次级电路线圈中的电压降。 假设您有一个变压器，其初级线圈匝数为 300，次级线圈匝数为 150。您还知道通过第一个线圈的电压降为 10 伏。将这些数字代入上面给出的等式得出 300/150 = 10/t2，因此您知道 t2，通过次级线圈的电压降为 5 伏。 如何确定初级电压 请记住，每个变压器都有初级和次级。在许多情况下，您需要计算初级电压，即变压器从电源接收的电压。 您可以使用变压器初级和次级线圈的电流和电压比来确定初级电压。也许您知道您的变压器通过其次级线圈的电流为 4 安培，电压降为 10 伏。您还知道您的变压器通过初级线圈的电流为 6 安培。通过初级线圈的电压降应该是多少？ 令 i1和 i2等于通过两个线圈的电流。您可以使用公式 i1/i2= V2/V1。在这种情况下，i1是 6，i2是 4，V2是 10，如果将这些数字代入公式，则得到 6/4 = 10/V1。求解 V1得到 V1= 10 * 4/6，因此通过初级电路的电压降应为 6.667 伏。 单相 kVA 额定值 单相变压器使用单相交流电。它有两条交流 (AC) 电源线。以下是几种常见的类型： 封装：单相封装变压器适用于各种一般负载，包括室内和室外负载。这些变压器在工业和商业运营中很常见，包括许多类型的照明应用。如果他们愿意，设施可以将这些单元存储起来以创建三相变压器。这些变压器的额定值相对较低，通常在 50 VA 到 25 kVA 之间。通风：通风单相变压器适用于多个单相室内和室外负载。这些变压器在商业和工业应用中很常见，包括照明应用。它们的额定值通常在 25 到 100 kVA 之间。全封闭非通风：全封闭非通风变压器可以是单相或三相单元。它们非常适合包含大量污垢和碎屑的环境。它们的额定值通常在 25 到 500 kVA 之间。 三相 kVA 额定值 三相变压器可以采用几种不同形式中的一种。它通常具有三条电源线，其中每条线与其他两条线的相位相差 120 度。 与单相变压器相比，三相变压器有类似的类型： 封装：三相封装变压器适用于多种一般负载，包括户外和室内以及商业和工业，包括照明应用。这些变压器的额定值通常在 3 到 75 kVA 之间。通风：三相通风变压器可用于多种类型的一般室内和室外负载，包括工业和商业，包括照明应用。这些变压器的额定值可高达 1,000 kVA。全封闭非通风：与单相装置一样，这些三相系统非常适合包含大量灰尘和碎屑的环境。它们的额定值通常在 25 到 500 kVA 之间。三相变压器 kVA 的计算与单相 kVA 的计算略有不同。将电压和安培数相乘后，您还需要乘以一个常数 — 1.732，它是 3 的平方根，截断到小数点后三位： V * l * 1.732 / 1,000因此，如果您使用的是三相变压器，而不是将电压乘以安培数并除以 1,000 得到 kVA，而是将电压乘以安培数乘以 1.732 并除以 1,000 得到 kVA .
|
