ความต้านทาน (UK%) คืออะไร?

ความต้านทานลัดวงจรของหม้อแปลง - แสดงโดยทั่วไปเป็น\(U_k\%\)หรือ\(\%Z\)เป็นพารามิเตอร์พื้นฐานในการออกแบบหม้อแปลงและวิศวกรรมระบบที่กําหนดโดยตรงระดับกระแสวงจรสั้น, การลดแรงดันไฟฟ้า, ความสามารถในการเริ่มต้นมอเตอร์, การทำงานขนาน, และมาตรฐานความเครียดกล อย่างเป็นทางการ มันถูกกําหนดเป็นร้อยละของแรงดันไฟฟ้าหลักที่ต้องใช้กับม้วนหลักเพื่อหมุนเวียนกระแสที่ต้องใช้เมื่อม้วนรองลั้นวงจร

ในแนวคิดมันสามารถเข้าใจได้ว่าเป็น "แรงเบรก" ของแปลงแปลง ต่อกระแสไฟฟ้า การเลือกความต้านทานเป็นการกระทําความสมดุลอย่างระมัดระวัง: ความต้านทานที่สูงขึ้นจะทำให้กระแสวงจรสั้นที่มีโอกาสต่ำกว่า - ช่วยปกป้องสวิตช์เกียร์, บัสบาร์และอุปกรณ์ล่าง - แต่ ในทางกลับกัน ความต้านทานที่ต่ำกว่าให้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ดีขึ้นในค่าใช้จ่ายของกระแสความผิดพลาดที่สูงขึ้น ดังนั้นความต้านทานไม่ได้ดีขึ้นโดยธรรมชาติเมื่อสูงกว่าหรือต่ำ เป้าหมายคือการบรรลุความสมดุลที่สมเหตุสมผล ระหว่างการจํากัดกระแสความผิดพลาดและการรักษาแรงดันโหลดที่มั่นคง

คู่มือนี้อธิบายเกณฑ์ที่สําคัญและวิธีวิศวกรรมขั้นตอนตามขั้นตอนเพื่อกำหนดความต้านทานวงจรสั้นที่ดีที่สุดสําหรับหม้อแปลงการกระจาย โดย11 kV/0.4 kVระบบ

1. สูงกับความต้านทานต่ำ: การแลกเปลี่ยนหลัก

ความต้านทานของวงจรลั้นแสดงให้เห็นร้อยละของแรงดันไฟฟ้าที่จําเป็นในการขดลวดหลักเพื่อหมุนเวียนกระแสที่จําเป็นเมื่อวงจรที่สอง\(U_k\% = \frac{U_k}{U_n} \times 100\%\).

การเข้าใจผลกระทบสองคู่ของมันเป็นสิ่งจำเป็นก่อนที่จะตัดสินใจในการเลือก:

หมายเหตุเกี่ยวกับการสูญเสีย:ความต้านทานสูงกว่าไม่ได้โดยอัตโนมัติหมายถึงการสูญเสียภาระสูงขึ้น\(P_k\)การสูญเสียของโหลดขึ้นอยู่กับความต้านทานตัวนำและการสูญเสีย eddy ที่หลงทาง ความต้านทานขึ้นอยู่กับเรขาคณิตของการรั่วไหล ทั้งสองได้รับการปรับปรุงร่วมกันในระหว่างการออกแบบ

2. ปัจจัยทางเทคนิคที่สำคัญในการเลือก

A. กระแสลัดวงจร vs. การจัดอันดับสวิตช์

ความต้านทานต้องจํากัดกระแสลัดวงจรในทฤษฎี\(I_k\)ถึงระดับต่ำกว่าความสามารถในการแตกของเครื่องตัดวงจร downstream, busbars, และสายเคเบิล

B. ลดแรงดันไฟฟ้าและการเริ่มต้นมอเตอร์

ความต้านทานของหม้อแปลงมีส่วนร่วมในการลดแรงดันภายในภายใต้ภาระ\(\Delta U\% \approx R\%\cos\varphi + X\%\sin\varphi\)สำหรับภาระหนักหรือเริ่มต้นมอเตอร์แบบตรงออนไลน์ (DOL)(which draws 5-7x rated current\)ความต้านทานสูงเกินไปทําให้แรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างรุนแรงที่สามารถป้องกันการเดินหรือป้องกันการเร่งมอเตอร์ได้

C. ความเข้ากันได้ในการดำเนินงานขนาน

หม้อแปลงที่ทํางานขนานต้องแบ่งปันโหลดตามสัดส่วนกับการจัดอันดับของพวกเขา ในขณะที่มาตรฐานอนุญาตให้มีความอดทนการผลิต (เช่น IEC 60076-1 จำกัด) หน่วยขนานควรระบุด้วยค่าความต้านทานที่ตรงกันและมุมความต้านทาน (\(X/R\))เพื่อป้องกันการไหลเวียนและการโหลดเกินไปในช่วงแรกของหน่วยหนึ่ง

3. ตัวอย่างการคำนวณและการเลือกทางวิศวกรรม

เพื่อแสดงเหตุผลการเลือก พิจารณาการตั้งค่าการกระจายทั่วไป:\(1600\text{ kVA}\), \(11\text{ kV} / 0.4\text{ kV}\)หม้อแปลง.

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณกระแสแรงดันต่ำ\(I_r\)

\[I_r = \frac{S_n}{\sqrt{3} \times U_n} = \frac{1600\text{ kVA}}{\sqrt{3} \times 0.4\text{ kV}} \approx 2.31\text{ kA}\]

ขั้นตอนที่ 2: ประมาณกระแสลัดวงจร\(I_k\)

การละเลยความต้านทานของสารประโยชน์ขึ้นสำหรับการประเมินเบื้องต้น:

\[I_k \approx \frac{I_r}{U_k\% / 100} = \frac{S_n}{\sqrt{3}U_n} \times \frac{100}{U_k\%}\]

ผลกระทบของที่แตกต่างกัน\(U_k\%\)ค่าบน\(0.4\text{ kV}\)ด้าน:

ขั้นตอนที่ 3: กําหนดขั้นต่ำที่จําเป็น\(U_k\%\)

หากเครื่องสวิตช์ LV ล่างมีการจัดอันดับวงจรสั้นสูงสุด\(25\text{ kA}\)ความต้านทานขั้นต่ำที่จําเป็นคำนวณในทางกลับ:

\[U_k\% \ge \frac{I_r}{I_{k,\max}} \times 100 = \frac{2.31\text{ kA}}{25\text{ kA}} \times 100 \approx 9.24\%\]

ตรวจสอบความจริงทางวิศวกรรม:ค่าที่เรียบง่ายนี้ (\(9.24\%\) ) เป็นตัวแทนในกรณีที่เลวร้ายที่สุด สมมุติว่ารถบัสไม่มีสิ้นสุด ในโครงการที่แท้จริง ความต้านทานของกริดข้างบน ความต้านทานของสายเคเบิลที่เข้า และความคิดเห็นมอเตอร์ต้องรวมเพื่อกําหนดตัวเลขสุดท้ายจริง\(6\%\)หรือ\(8\%\)หม้อแปลงเพียงพอ)

4. ค่าอ้างอิงมาตรฐานและแนวทางการจัดซื้อ

ในขณะที่\(U_k\%\)ควรตรวจสอบต่อโครงการ, อุตสาหกรรมทั่วไปเริ่มต้นมาตรฐานสำหรับ\(11\text{ kV}\)หม้อแปลงการกระจายรวมถึง:

• \(\le 1000\text{ kVA}\) : โดยทั่วไป\(4\%\) (ปรับปรุงการควบคุมแรงดันไฟฟ้าสำหรับภาระขนาดเล็ก)

• \(1250\text{ kVA} \text{--} 2500\text{ kVA}\) : โดยทั่วไป\(5\%\text{--}6\%\) (การควบคุมลัดวงจรที่สมดุลและลดแรงดันไฟฟ้า)

• \(\ge 3150\text{ kVA}\) : โดยทั่วไป\(6\%\text{--}10.5\%\) (จํากัดกระแสความผิดพลาดสูงบนบัสบาร์ LV ขนาดใหญ่)

สิ่งที่ต้องระบุในคำถามทางเทคนิค

เมื่อขอใบเสนอราคาหรือระบุตัวแปลง หลีกเลี่ยงการระบุเพียงเปอร์เซ็นต์เดียว ให้บริบทที่สมบูรณ์:

1. กำลังการผลิต\(S_n\)และอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า \(11/0.4\text{ kV}\)

2. เป้าหมาย\(U_k\%\)ที่แตะหลักและอ้างอิงอุณหภูมิ / พลังงาน

3. ข้อจํากัดการทํางานขนาน (ระบุว่าจำเป็นการจับคู่ที่แม่นยำกับหน่วยที่มีอยู่หรือไม่)

4. เงื่อนไขการโหลดพิเศษ (เช่นอัตราส่วนการเริ่มต้นมอเตอร์ DOL, ไดรฟ์ความเร็วที่แปรหรือหน้าที่เตา)

5. รายการตรวจสอบสรุปสำหรับวิศวกร

1. คำนวณระดับความผิดพลาดระบบ \(\rightarrow\)ประเมินความจุของสารประโยชน์ขั้นต้น + ความต้านทานของหม้อแปลง

2. ตรวจสอบความต้านทานต่อลำดับ \(\rightarrow\)รับประกัน\(I_k \le\)ความสามารถในการแตกสวิตช์ / เบรกเกอร์

3. ตรวจสอบลดแรงดันไดนามิก \(\rightarrow\)ยืนยันว่าแรงดันลดลงในระหว่างการทำงานปกติและการเริ่มต้นมอเตอร์อยู่ภายใน จำกัด

4. ยืนยันพารามิเตอร์ขนาน \(\rightarrow\)จัดอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า, กลุ่มเวกเตอร์,\(U_k\%\)และ\(X/R\)อัตราส่วนข้ามหน่วยขนาน

5. ตรวจสอบความแข็งแรงของลัดวงจร \(\rightarrow\)ยืนยันความสามารถในการทนต่อความร้อนและกลกับผู้ผลิต