Untuk pengadaan transformator internasional, proses seleksi tidak boleh dimulai dengan harga atau kapasitas transformator saja. Pendekatan yang benar adalah pertama-tama menentukan sistem listrik, karakteristik beban, lingkungan operasi dan standar yang berlaku, kemudian menentukan kapasitas yang diperlukan dan mengoptimalkan efisiensi, kenaikan suhu, bahan dan metode pendinginan.

Prinsip inti adalah sederhana:

Tentukan beban dan kondisi operasi pertama, menentukan kapasitas transformator kedua, dan kemudian mengoptimalkan efisiensi, keandalan, bahan dan biaya siklus hidup sesuai dengan standar lokal dan persyaratan proyek yang berlaku.

1. Tentukan Persyaratan Proyek Pertama

Sebelum meminta penawaran, pembeli internasional harus mengumpulkan informasi dasar proyek yang menentukan desain transformator.

Sistem Listrik

Konfirmasi:

• Tegangan utama dan sekunder

• Frekuensi: 50 Hz atau 60 Hz

• Satu fase atau tiga fase

• Pengaturan grounding sistem

• Peraturan tegangan dan rentang keran yang diperlukan

• Tingkat sirkuit pendek dari sistem listrik

• Instalasi dalam ruangan atau luar ruangan

• Standar dan persyaratan sertifikasi yang berlaku

Untuk proyek Amerika Utara, persyaratan listrik CSA, UL dan lokal yang berlaku harus dikonfirmasi. Untuk pasar IEC, standar IEC yang relevan dan persyaratan peraturan lokal harus diidentifikasi.

Tanda CE tidak boleh diperlakukan sebagai standar teknis transformator universal. Keterapannya tergantung pada produk khusus dan persyaratan peraturan Eropa.

Kondisi Lingkungan

Desain transformator juga harus mempertimbangkan:

• Suhu lingkungan maksimum dan minimum

• Ketinggian

• Kelembaban

• Debu dan polusi

• Gas atau bahan kimia korosif

• Persyaratan seismik

• Instalasi dalam ruangan atau luar ruangan

• Tingkat kandang atau perlindungan yang diperlukan

Misalnya, transformator yang dipasang di lingkungan industri panas mungkin memerlukan desain termal yang berbeda dari yang dipasang di ruang listrik dalam ruangan yang dingin.

Karakteristik beban

Pembeli harus memberikan:

• Total beban terhubung

• Beban permintaan maksimum

• Beban terus menerus dan intermiten

• Beban motor dan kondisi awal

• HVAC, pompa dan kompresor

• VFD, sistem UPS dan rectifier

• Faktor daya yang diharapkan

• Profil beban rata-rata yang diharapkan

• Persyaratan ekspansi masa depan

Memulai motor dan beban nonlinear tidak boleh dievaluasi hanya dari kW nominal mereka. Arus mulai, penurunan tegangan, harmonik dan efek termal tambahan juga dapat mempengaruhi seleksi transformator.

2. Tentukan Kapasitas Transformer

Kapasitas transformator biasanya ditentukan dalamKVA atau MVAbukan hanya dalam kW.

Perhitungan awal dapat dilakukan menggunakan:

S = P × Kd / cosφ

Di mana:

• S = daya nyata yang dihitung, kVA

• P = beban aktif total, kW

• KD = faktor permintaan atau keragaman beban

• dari cosφ = faktor daya rata-rata

Misalnya, jika total beban terhubung adalah 200 kW, faktor permintaan adalah 0,85 dan faktor daya rata-rata adalah 0,80:

S = 200 × 0,85 / 0,80 = 212.5 kVA

Sebuah standar250 kVA transformatoroleh karena itu dapat dipertimbangkan, tunduk pada memeriksa kondisi operasi aktual.

Jangan menerapkan margin kapasitas tetap secara buta

Margin kapasitas biasanya diperlukan, tetapi tidak ada aturan universal bahwa setiap transformator harus terlalu besar sebesar 10%, 20% atau 40%.

Margin yang diperlukan tergantung pada:

• Motor mulai arus

• Permintaan maksimum

• Turun tegangan

• Suhu lingkungan

• Kemampuan overload transformator

• Ekspansi masa depan

• Beban harmonis

• Persyaratan redundansi

Untuk sebuah pabrik dengan banyak motor besar, misalnya, kondisi awal dapat menentukan ukuran transformator bahkan ketika beban berjalan normal tampak relatif kecil.

Hindari Undersizing dan Oversizing

Transformator yang kurang ukuran dapat beroperasi pada beban yang berlebihan, yang mengakibatkan kenaikan suhu yang lebih tinggi, penurunan tegangan dan penuaan isolasi yang dipercepat.

Transformator yang terlalu besar, di sisi lain, mungkin memiliki konsumsi energi tanpa beban tahunan yang tidak perlu tinggi dan biaya pembelian awal yang lebih tinggi.

Oleh karena itu, tujuan tidak hanya untuk memilih transformator terbesar. Kapasitas yang tepat harus ditentukan dari profil beban aktual, kondisi operasi dan biaya siklus hidup.

3. Menilai No-Load Loss dan Load Loss

Efisiensi transformator harus dievaluasi selama umur operasi yang diharapkan daripada dengan membandingkan harga pembelian saja.

Dua kerugian transformator utama adalah:

• Tidak ada kerugian beban (P) ₀):terutama terkait dengan inti magnetik dan hadir setiap kali transformator ditenagakan.

• Kehilangan beban (Pk):terutama terkait dengan ketahanan berlikur dan kerugian liar dan umumnya meningkat sekitar dengan persegi arus beban.

Oleh karena itu:

Total kerugian ≈ Tidak ada kerugian beban + kerugian beban

Misalnya, jika transformator beroperasi pada beban 50%, kerugian bebannya sekitar seperempat dari kerugian beban nominal, dengan asumsi komponen kerugian yang relevan mengikuti hubungan hukum persegi yang diharapkan.

Operasi Terlanjutan

Untuk pusat data, rumah sakit, pabrik industri dan fasilitas lainnya yang tetap bertenaga 24/7, baik beban beban dan kerugian beban dapat memiliki dampak signifikan pada biaya siklus hidup.

Bahan inti kerugian rendah seperti baja listrik berorientasi gandum Hi-B kelas tinggi atau logam amorf dapat dipertimbangkan tergantung pada aplikasi.

Operasi Berhenti

Untuk fasilitas yang beroperasi hanya selama jam tertentu, kontribusi tahunan no-load loss mungkin berbeda. Pembeli harus membandingkan jam operasi tahunan aktual, profil beban dan harga listrik daripada memilih desain kerugian rendah hanya berdasarkan efisiensi nominalnya.

Biaya Siklus Hidup

Perbandingan pengadaan yang tepat harus mempertimbangkan:

Biaya Siklus Hidup = Biaya Pembelian + Biaya Energi + Biaya Pemeliharaan + Biaya Operasi Lainnya

Untuk proyek transformator umur panjang, transformator dengan harga awal yang lebih tinggi kadang-kadang dapat memberikan biaya keseluruhan yang lebih rendah ketika kerugiannya yang lebih rendah dipertimbangkan selama bertahun-tahun.

Untuk proyek Kanada, pembeli juga harus mengkonfirmasi apakah transformator jatuh dalam batas yang berlakuCSA C802 persyaratan efisiensi energi dan persyaratan peraturan Kanada.

4. Periksa Peningkatan Suhu dan Sistem Isolasi

Peningkatan suhu adalah faktor penting yang mempengaruhi umur transformator dan keandalan operasi, tetapikelas isolasi dan kenaikan suhu transformator tidak boleh diperlakukan sebagai parameter yang sama.

Misalnya:

Isolasi kelas F tidak secara otomatis berarti kenaikan suhu transformator 100 K.

Pembeli harus secara terpisah mengkonfirmasi:

• Kelas termal sistem isolasi

• Peningkatan suhu berlikur nominal

• Peningkatan suhu minyak atas, untuk transformator yang dicelupkan minyak

• Suhu lingkungan

• Metode pendinginan

• Suhu titik panas

• Batas standar yang berlaku

Transformator yang dirancang untuk lingkungan suhu sekitar tinggi mungkin memerlukan kenaikan suhu yang lebih rendah, peningkatan kapasitas pendinginan atau langkah-langkah desain termal lainnya.

Lingkungan Suhu Tinggi

Untuk proyek di daerah di mana suhu sekitar dapat mencapai 45°C atau lebih tinggi, produsen transformator harus memverifikasi bahwa kapasitas yang dipilih, sistem isolasi, kenaikan suhu dan pengaturan pendinginan cocok untuk kondisi situs yang sebenarnya.

Hanya menentukan kelas isolasi yang lebih tinggi tidak dengan sendirinya memecahkan masalah desain termal.

Lingkungan Dingin

Untuk proyek di daerah dengan suhu yang sangat rendah, seperti Kanada utara, produsen harus mempertimbangkan:

• Kinerja bahan suhu rendah

• Sifat minyak dan karakteristik aliran dingin

• Kondisi awal dan energisasi

• Bahan penyegelan

• Desain kandang luar ruangan

• Persyaratan pemanas jika berlaku

Peningkatan suhu harus dievaluasi bersama dengan suhu sekitar yang sebenarnya daripada diperlakukan sebagai angka independen.

5. Pilih Bahan Inti, Menggulung dan Isolasi

Pemilihan bahan mempengaruhi efisiensi, kinerja termal, kekuatan mekanis, biaya dan umur layanan.

Bahan inti

Baja Listrik Berorientasi Biji-bijian Konvensional

Ini menyediakan solusi hemat biaya untuk banyak aplikasi transformator standar.

Baja Listrik Berorientasi Grain Hi-B

Baja listrik Hi-B kelas tinggi memberikan kinerja magnetik yang lebih baik dan kerugian inti yang rendah. Hal ini banyak digunakan dalam transformator daya dan distribusi efisiensi tinggi modern.

logam amorf

Inti logam amorf dapat mencapai kerugian beban yang sangat rendah dibandingkan dengan baja listrik berorientasi butir konvensional.

Mereka dapat sangat menarik untuk transformator yang tetap bertenaga untuk periode yang lama tetapi beroperasi pada beban rata-rata yang relatif rendah.

Namun, inti logam amorf secara mekanis lebih sensitif daripada inti baja laminasi konvensional. Oleh karena itu, persyaratan transportasi, penjepit, penanganan dan instalasi harus dipertimbangkan dengan hati-hati.

Keuntungan hemat energi yang sebenarnya harus dievaluasi menggunakan kerugian beban yang dijamin produsen daripada mengandalkan perbandingan persentase tetap.

Tembaga vs. Aluminium Windings

Tembaga dan aluminium adalah konduktor berlikur yang banyak digunakan.

Tembaga

Tembaga menawarkan konduktivitas listrik yang tinggi dan dapat menyediakan desain berlikur yang kompak. Biasanya dipilih di mana ruang, kerugian atau persyaratan mekanis tertentu penting.

Aluminium

Aluminium menyediakan biaya material yang lebih rendah dan berat yang lebih rendah, meskipun bagian silang konduktor yang lebih besar mungkin diperlukan untuk kinerja listrik yang sama.

Pilihan harus didasarkan pada:

• Kehilangan beban yang dijamin

• Dimensi berlikur

• Desain mekanis

• Kemampuan tahan sirkuit pendek

• Berat

• Biaya

• Persyaratan aplikasi

Tembaga dan aluminium seharusnya tidak hanya dinilai oleh nama bahan saja. Kinerja sirkuit pendek sangat tergantung pada konstruksi berlikur, dimensi konduktor, dukungan mekanis dan kualitas manufaktur.

Jika koneksi tembaga-ke-aluminium digunakan, metode koneksi dan perlindungan korosi harus ditentukan dengan jelas.

Rekomendasi Pengadaan

Bahan konduktor harus dinyatakan secara eksplisit dalam spesifikasi teknis:

Konduktor berlikur: Tembaga / Aluminium - untuk dikonfirmasi dan dijamin oleh produsen.

Hal ini menghindari ambiguitas ketika membandingkan penawaran dari pemasok yang berbeda.

6. Tentukan Sistem Isolasi dan Metode Pendinginan

Untuk transformator jenis kering, sistem isolasi umum termasuk desain cast-resin dan impregnasi.

Untuk transformator yang dicelupkan minyak, cairan isolasi mungkin:

• Minyak mineral

• Ester alami

• Cairan isolasi tertentu lainnya

Pemilihan tergantung pada persyaratan keamanan kebakaran, pertimbangan lingkungan, kondisi instalasi dan peraturan yang berlaku.

Cairan ester alami dapat dipertimbangkan untuk proyek di mana keamanan kebakaran dan karakteristik lingkungan penting, tetapi kesesuaian dan sertifikasi mereka harus dikonfirmasi untuk desain dan yurisdiksi transformator khusus.

Metode Pendinginan

Pengaturan pendinginan khas meliputi:

Jenis kering:

• AN — Udara Alami

• AF - Paksa Udara

Minyak-tenggelam:

• ONAN — Minyak Alami, Udara Alami

• ONAF Minyak Alami, Udara Dipaksa

• Pengaturan pendinginan lainnya untuk transformator yang lebih besar

Metode pendinginan harus dipilih sesuai dengan kapasitas transformator, profil beban, suhu sekitar dan kondisi instalasi.

7. Konfirmasikan Impedansi Sirkuit Pendek dan Parameter Teknis Lainnya

Impedansi sirkuit pendek adalah parameter transformator yang penting karena mempengaruhi arus kesalahan dan regulasi tegangan.

Impedansi yang lebih rendah umumnya memungkinkan arus sirkuit pendek yang lebih tinggi, sementara impedansi yang lebih tinggi umumnya mengurangi arus kesalahan terbatas transformator yang tersedia tetapi dapat mengakibatkan penurunan tegangan yang lebih besar.

Oleh karena itu, impedansi harus dikoordinasikan dengan:

• Kapasitas sirkuit pendek sistem

• Peralatan perlindungan

• Kapasitas transformator

• Motor mulai

• Regulasi tegangan

• Persyaratan operasi paralel

Untuk banyak transformator distribusi, nilai sekitar 4%-6% umum, tetapi ini tidak boleh diperlakukan sebagai persyaratan universal.

Parameter lain yang harus dikonfirmasi termasuk:

• Kelompok vektor

• Rentang ketuk

• Jenis penukar ketuk

• Konfigurasi netral

• Pengaturan bushing

• Pemantauan suhu

• Penggemar

• Perangkat pengurangan tekanan

• Konservator

• Terminal pendaratan

• Tingkat kandang / perlindungan

• Tingkat kebisingan

• Perlindungan korosi

• Dimensi dan berat badan

• Pembatasan transportasi

8. Verifikasi Sertifikasi dan Uji Pabrik

Pembeli internasional seharusnya tidak hanya mengandalkan pernyataan umum pemasok bahwa transformator "bersertifikat IEC" atau "disetujui UL".

Pembeli harus meminta dan memverifikasi yang berlaku:

• Laporan uji tipe

• Dokumen sertifikasi

• Laporan uji rutin

• Prosedur uji pabrik

• Spesifikasi bahan

• Nilai kerugian yang dijamin

• Data kenaikan suhu

• Tingkat isolasi

Hal yang paling penting adalah untuk memverifikasi bahwa sertifikasi dan bukti uji yang tersedia benar-benar mencakup desain transformator yang diusulkan, peringkat, konstruksi dan kategori produk yang berlaku.

Laporan uji untuk transformator yang berbeda tidak boleh secara otomatis diperlakukan sebagai bukti untuk unit yang diusulkan.

Persyaratan FAT

Untuk proyek internasional besar, spesifikasi pembelian harus dengan jelas menentukan Uji Penerimaan Pabrik yang diperlukan.

Pemeriksaan khas dapat mencakup:

Lingkup FAT yang tepat harus mengikuti standar yang berlaku dan spesifikasi teknis proyek.

9. Dua Contoh Pemilihan Transformer Khas

Contoh 1: 1000 kVA Transformer Tipe Kering untuk Bangunan Komersial

Bangunan komersial di Amerika Utara membutuhkan transformator tiga fase untuk mengundurkan diri13.8 kV untuk 480Y / 277 V, 60 Hz.

Bangunan ini mencakup sistem HVAC, lift, pencahayaan, server dan beban daya umum.

Permintaan maksimum yang dihitung adalah sekitar800 kWdengan faktor daya rata-rata 0,90:

S = 800 / 0.90 ≈ 889 kVA

Setelah mempertimbangkan ekspansi masa depan, variasi beban dan persyaratan proyek, a1000 kVA transformator jenis keringdapat dipertimbangkan.

Karena transformator dipasang di dalam ruangan, acast-resin transformator jenis keringdapat dipilih di mana proyek membutuhkan solusi jenis kering.

Proyek ini juga mencakup VFD dan peralatan UPS, sehingga pembeli harus mengkonfirmasi arus harmonis yang diharapkan dan desain termal produsen untuk beban nonlinear.

Spesifikasi pengadaan khas

Logika Pemilihan

Instalasi dalam ruangan + 60 Hz sistem Amerika Utara + beban komersial + beban VFD / UPS

→ Konstruksi jenis kering, sertifikasi yang berlaku, kinerja termal, kemampuan harmonis, kebisingan dan efisiensi menjadi pertimbangan pengadaan utama.

Contoh 2: 2500 kVA Transformer Tertenggelam Minyak untuk Pabrik Industri

Sebuah pabrik industri membutuhkan transformator luar untuk mundur33 kV untuk 6.6 kV, 50 Hz.

Transformator memasok motor, pompa, kompresor dan peralatan produksi dan diharapkan beroperasi terus menerus.

Permintaan maksimum yang dihitung adalah sekitar2100 kWdengan faktor daya rata-rata 0,90:

S = 2100 / 0.90 ≈ 2333 kVA

Setelah mempertimbangkan kondisi operasi, variasi beban dan ekspansi masa depan, a2500 kVA transformator yang dicelupkan minyakdapat dipertimbangkan.

Untuk instalasi luar ruangan dan operasi industri terus menerus, sebuahONAN transformator yang dicelupkan minyakmungkin cocok, tergantung pada kinerja termal dan profil beban yang diperlukan.

Perhatian khusus harus diberikan untuk menjamin kehilangan beban, kehilangan beban, impedansi, kenaikan suhu, tingkat isolasi dan keandalan operasi jangka panjang.

Spesifikasi pengadaan khas

Logika Seleksi

Instalasi luar ruangan + operasi industri terus menerus + beban motor + sistem 33 kV

→ Konstruksi yang dicelupkan minyak, kapasitas pendinginan, impedansi sirkuit pendek, kerugian, tingkat isolasi dan keandalan jangka panjang menjadi pertimbangan pengadaan utama.

10. Daftar Cek Pengadaan Transformer Akhir

Sebelum membuat pesanan, pembeli internasional harus dapat menjawab pertanyaan berikut:

Kesimpulan

Untuk pengadaan transformator internasional, proses seleksi yang benar adalah:

1. Tentukan sistem listrik, lingkungan, karakteristik beban dan standar yang berlaku.

2. Hitung kVA yang dibutuhkan berdasarkan permintaan aktual, faktor daya dan keragaman beban, lalu pertimbangkan memulai motor, ekspansi masa depan dan kondisi operasi.

3. Bandingkan kerugian beban dan beban menggunakan profil beban aktual dan evaluasi biaya siklus hidup daripada harga pembelian saja.

4. Konfirmasikan sistem isolasi, kenaikan suhu dan metode pendinginan sesuai dengan standar dan kondisi situs yang berlaku.

5. Pilih inti dan bahan berlikur sesuai dengan efisiensi, kehandalan, persyaratan mekanis dan anggaran.

6. Menyelesaikan impedansi, kelompok vektor, rentang keran, aksesoris, persyaratan kandang dan parameter khusus proyek lainnya.

7. Verifikasi cakupan sertifikasi, bukti uji, data teknis yang dijamin dan persyaratan FAT sebelum menempatkan pesanan pembelian.

Transformator terbaik oleh karena itu tidak selalu transformator termurah atau transformator dengan kapasitas terbesar. Transformator yangKapasitas, efisiensi, kinerja termal, bahan, perlindungan, sertifikasi dan biaya siklus hidup cocok dengan proyek yang sebenarnya.