Taa Ngapi za Barabarani za LED Kwa Kila Transfoma ya 100kVA | Mwongozo
Kwa wahandisi wa umeme, wabunifu wa taa za manispaa, na wakandarasi wa EPC, kuamua taa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVAni muhimu kwa ajili ya kubuni mizunguko ya taa za barabarani zenye ufanisi na za kuaminika, na kuepuka matatizo ya upakiaji kupita kiasi au kushuka kwa voltage. Transfoma ya 100 kVA (kilovolt-ampere) inaweza kusambaza volt-ampere 100,000 za nguvu inayoonekana. Kwa taa za barabarani za LED, matumizi halisi ya nguvu (kW) ni chini kuliko nguvu inayoonekana (kVA) kutokana na kipengele cha nguvu (PF) na upotoshaji wa harmonic. Viongozi wa kawaida wa taa za barabarani za LED wana kipengele cha nguvu cha 0.90 hadi 0.98, na upotoshaji wa jumla wa harmonic (THD) ≤ asilimia 15. Kwa taa ya barabarani ya LED ya 150W (nguvu halisi 150W), nguvu inayoonekana ni 150W / PF (0.95) = 158 VA. Kwa hiyo, transfoma ya 100 kVA inaweza kinadharia kusambaza 100,000 VA / 158 VA kwa kila taa = taa 632. Hata hivyo, mipaka ya vitendo inajumuisha: (1) upakiaji wa transfoma (kawaida asilimia 80 kwa kazi endelevu) → taa 505; (2) kushuka kwa voltage kwenye mzunguko (mipaka inategemea ukubwa wa waya na umbali); (3) mkondo wa kuanza (viongozi wa LED huchota mara 3 hadi 10 ya mkondo wa kawaida kwa muda wa milisekunde 2 hadi 10, ambayo inaweza kusababisha vifaa vya kukatika kwa umeme). Mwongozo huu unatoa mbinu ya hesabu, vipengele vya kupunguza uwezo, na vipimo vya ununuzi kwa transfoma na viongozi wa LED. Chanzo: IEEE C57.91, IEC 61000-3-2, ANSI C84.1.
Je, ni taa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVA?
Swalitaa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVAinahusu idadi ya juu zaidi ya taa za LED zinazoweza kuunganishwa kwenye transfoma ya usambazaji yenye uwezo wa 100 kVA bila kuzidi uwezo wake wa joto, mipaka ya kushuka kwa voltage, au uratibu wa vifaa vya ulinzi. Tofauti na taa za jadi za sodiamu ya shinikizo la juu (HPS) (ambazo zina kipengele cha nguvu cha 0.90 na mkondo wa juu wa kuanza), viendeshi vya LED vina kipengele cha nguvu cha juu (0.95 hadi 0.98) na mkondo wa chini wa utulivu, lakini mkondo mkubwa wa kuanza (mara 3 hadi 10 ya mkondo wa utulivu kwa muda wa 2 hadi 10 ms). Idadi hiyo inakokotolewa kwa: (ukadiriaji wa transfoma kwa VA) / (VA ya kiendeshi cha LED kwa taa moja) × kipengele cha kupunguza uwezo. Kwa transfoma ya 100 kVA, VA ya kawaida ya kiendeshi cha LED (150W LED, PF 0.95) = 150 / 0.95 = 158 VA. Upeo wa kinadharia = 100,000 / 158 = taa 632. Upeo wa vitendo (upakiaji wa asilimia 80) = taa 505. Vizuizi vya ziada ni pamoja na: (1) uratibu wa kivunja mzunguko (mkondo wa kuanza unaweza kusababisha kukatika kwa usumbufu), (2) kushuka kwa voltage (kwa nyaya ndefu), na (3) harmonics (inaweza kusababisha joto la transfoma zaidi ya ukadiriaji wake wa jina). Kwa uhandisi na ununuzi, kiasi cha usalama cha asilimia 20 hadi 25 kinapendekezwa (taa 400 hadi 450 kwa transfoma ya 100 kVA kwa LED za 150W). Chanzo: IEEE C57.91, IEC 61000-3-2, ANSI C84.1.
Vipimo vya Kiufundi Vinavyoathiri Idadi ya Mwanga
Wakati wa kuhesabu taa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVA, vigezo vifuatavyo vya kiufundi ni muhimu.
| Kigezo | Thamani ya Kawaida | Umuhimu wa Uhandisi | |
|---|---|---|---|
| Kipengele cha Nguvu (PF) cha Dereva wa LED | 0.90 hadi 0.98 (0.95 kwa kawaida) | PF ya juu inapunguza nguvu inayoonekana (VA) kwa nguvu halisi (W) sawa. Dereva wa LED aliye na PF 0.95: VA = W / 0.95. Chanzo: IEC 61000-3-2. | |
| Ufanisi wa Dereva wa LED (η) | Asilimia 87 hadi 93 (asilimia 90 kwa kawaida) | Nguvu ya kuingiza (W) = Nguvu ya LED (W) / η. Kwa LED ya 150W, ufanisi wa 90% → kuingiza 167W. VA = 167W / PF. Chanzo: Viwango vya dereva vya DOE. | |
| Upotoshaji wa jumla wa harmonic (THD) | ≤asilimia 15 (EN 61000-3-2 Daraja C) | THD ya juu (zaidi ya asilimia 30) huongeza joto la transfoma (hasara za mikondo ya eddy) na inaweza kuhitaji kupunguza uwezo wa transfoma. Chanzo: IEC 61000-3-2. | |
| Mkondo wa kuanza (kiwango cha juu, muda) | 3 hadi 10 × mkondo wa hali ya kawaida, 2 hadi 10 ms | Kuingia kwa ghafla kunaweza kusababisha vifaa vya kukata mzunguko (C-curve) kufanya kazi ikiwa taa nyingi zinawashwa kwa wakati mmoja. Tumia uanzishaji wa mfuatano (kuchelewa kwa sekunde 0.5) au vifaa vya kukata mzunguko vya H-curve. Chanzo: IEC 60898. | |
| Kipengele cha kilele (sasa ya kilele / RMS) | ≤1.7 (IEC 61000-3-2) | Kipengele cha juu cha kilele huongeza joto la transfoma (kueneza kwa msingi). Chanzo: IEC 61000-3-2. | |
| Kikomo cha mzigo wa transfoma (endelevu) | Asilimia 80 hadi 85 ya kVA ya jina (IEEE C57.91) | Transfoma zinaweza kupakiwa zaidi kwa muda mfupi (dharura), lakini upakiaji endelevu >80% hupunguza maisha (kuzeeka kwa insulation). Chanzo: IEEE C57.91. | |
| Kikomo cha kushuka kwa voltage (kwa ANSI C84.1) | Asilimia 5 jumla (kutoka huduma hadi mzigo), asilimia 3 kwa tawi la mzunguko | Mizunguko mirefu (>500 m) inaweza kuhitaji ukubwa mkubwa wa waya au transfoma zilizosambazwa ili kudumisha voltage kwenye taa. Chanzo: ANSI C84.1. | |
| Voltage ya mfumo (awamu moja au awamu tatu) | 120V, 208V, 240V, 277V (awamu moja); 208Y/120V, 480Y/277V (awamu tatu) | Transfoma za awamu tatu (kwa mfano, 480V msingi, 277V upande wa pili) ni za kawaida kwa taa za barabarani (277V hupunguza mkondo kwa 43% ikilinganishwa na 120V). Chanzo: IEEE C57.91. |
Muundo na Utungaji wa Nyenzo za Madereva na Transfoma za LED
Utendaji wa taa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVA unategemea muundo wa dereva na transfoma.
| Sehemu | Nyenzo | Kazi | Athari kwa Idadi ya Taa |
|---|---|---|---|
| Dereva wa LED (hatua ya kuingiza – PFC inayotumika) | MOSFETs, diodi, inductor, chip ya udhibiti (usahihishaji wa nguvu unaotumika) | Hubadilisha AC kuwa DC, hudumisha PF ≥0.95, hupunguza THD ≤asilimia 15. Dereva za PFC zinazotumika huruhusu idadi kubwa ya taa (VA chini kwa kila taa). Chanzo: IEC 61000-3-2. | |
| Dereva wa LED (PFC isiyotumika) – haipendekezwi | Capacitor + inductor (kichujio kisichotumika), PF ya chini (0.85 hadi 0.90), THD ya juu (>asilimia 30) | PF ya chini huongeza VA kwa kila taa (hupunguza idadi ya taa kwa asilimia 10 hadi 20). Dereva za PFC zisizotumika zimepitwa na wakati kwa taa za barabarani. Chanzo: IEC 61000-3-2. | |
| Kiini cha transfoma (transfoma ya usambazaji) | Chuma cha silicon chenye mwelekeo wa nafaka (daraja la M4 au M6) | Kiini cha sumaku kwa ajili ya mabadiliko ya voltage. Kiini cha hasara ndogo hupunguza hasara zisizo na mzigo (inaboresha ufanisi). Chanzo: IEEE C57.12.00. | |
| Upepo wa transfoma (shaba au alumini) | Shaba (upitishaji wa juu) au alumini (gharama ya chini, ukubwa mkubwa) | Upepo wa shaba hupunguza hasara za I²R (inafaa zaidi), ikiruhusu upakiaji wa juu unaoendelea (kupunguza kiwango cha chini). Chanzo: IEEE C57.91. | |
| Kivunja mzunguko (joto-sumaku) | Mkondo wa C (kawaida), mkondo wa D (msukumo mkubwa), au mkondo wa H (taa za LED) | Msukumo wa sasa kutoka kwa vidhibiti vya LED unaweza kukwamisha vivunja mzunguko vya mkondo wa C. Tumia mkondo wa H (maalum kwa LED) au kuanza kwa mpangilio (kuchelewesha). Chanzo: IEC 60898. |
Hesabu ya Hatua kwa Hatua ya Idadi ya Taa za LED
Idadi ya taa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVA inahesabiwa kama ifuatavyo:
Amua nguvu ya pembejeo ya kiendesha LED (W): Nguvu ya pembejeo (W) = Nguvu ya LED (W) / ufanisi wa kiendesha (η). Mfano: LED 150W, kiendesha chenye ufanisi 90% → nguvu ya pembejeo = 150 / 0.90 = 167W.
Hesabu nguvu dhahiri (VA) kwa taa moja:VA = nguvu ya kuingiza (W) / kipengele cha nguvu (PF). Mfano: 167W / 0.95 PF = 176 VA kwa taa moja.
Hesabu kiwango cha juu cha kinadharia (bila kupunguza): Idadi ya kinadharia = ukadiriaji wa transfoma (VA) / VA kwa taa. 100,000 VA / 176 VA = taa 568. Chanzo: IEEE C57.91.
Tumia upunguzaji wa mzigo unaoendelea wa transfoma (asilimia 80): Asilimia 80 ya kinadharia = 568 × 0.80 = taa 454 (uendeshaji salama unaoendelea). Chanzo: IEEE C57.91.
Tumia marekebisho ya kushuka kwa voltage (ikiwa urefu wa mzunguko >500 m): Kwa mizunguko mirefu (>500 m, waya wa 14 AWG), kushuka kwa voltage kunaweza kuzidi asilimia 3, ikihitaji taa chache kwa transfoma au ukubwa wa waya mkubwa. Tumia kikokotoo cha kushuka kwa voltage: taa za juu = (kushuka kwa voltage inayoruhusiwa × voltage × ukubwa wa waya) / (umbali × sasa kwa taa).
Tumia uratibu wa mkondo wa kuingia (kuanzisha kwa mfuatano):Ikiwa taa zote zinawaka kwa wakati mmoja, mkondo wa kuanzia (mara 5 ya hali ya kudumu, ms 10) unaweza kukatisha kivunja mzunguko mkuu. Kuanzisha kwa mpangilio (sekunde 0.5 kati ya vikundi) huruhusu taa nyingi zaidi. Kwa kuanzisha kwa wakati mmoja, punguza hadi taa 200 hadi 300 kwa kila transfoma ya 100 kVA (inategemea aina ya kivunja mzunguko). Chanzo: IEC 60898.
Ulinganisho wa Utendaji wa Idadi ya Taa za LED kwa Ubora wa Dereva
Idadi ya taa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVA inatofautiana kwa ubora wa dereva (PF na ufanisi).
| Aina ya Dereva | Kipengele cha Nguvu (PF) | Ufanisi (η) | VA kwa kila Taa ya LED 150W | Taa kwa kila 100 kVA (mzigo 80%) | Idadi ya Taa Linganishi | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dereva bora (PFC hai, ufanisi wa juu) | 0.98 PF | asilimia 93 | (150/0.93)/0.98 = 164 VA | 100,000 / 164 = 610 × 0.8 = taa 488 | asilimia 100 ya msingi | |
| Kiendeshi cha kawaida (PFC inayotumika) | 0.95 PF | asilimia 90 | (150/0.90)/0.95 = 175 VA | 100,000 / 175 = 571 × 0.8 = taa 457 | Asilimia 94 ya kiwango cha msingi | |
| Kiendeshi cha bajeti (PFC tulivu, ufanisi wa chini) | 0.88 PF | Asilimia 85 | (150/0.85)/0.88 = 200 VA | 100,000 / 200 = 500 × 0.8 = taa 400 | Asilimia 82 ya kiwango cha msingi |
Matumizi ya Viwandani ya Transfoma ya 100 kVA kwa Taa za Barabara
Hesabu hiyotaa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVAinatofautiana kulingana na ukubwa wa mradi:
Taa za manispaa za barabara (mijini, msongamano):Taa za LED za 150W zilizowekwa umbali wa m 30 (taa 33 kwa kila km). Transfoma ya 100 kVA inayohudumia taa 450 inashughulikia km 13.6 (450 / 33 = 13.6 km). Tumia mfumo wa 277V (mkondo wa chini, umbali mrefu). Transfoma ya awamu tatu (msingi 480V, upili 277V). Chanzo: ANSI C84.1.
Taa za barabara kuu (vijijini, umbali mrefu zaidi):Taa za LED za 200W zilizowekwa umbali wa m 40 (taa 25 kwa kila km). Transfoma ya 100 kVA inayohudumia taa 400 inashughulikia km 16. Tumia mfumo wa 480V (umbali mkubwa zaidi, umbali mrefu).
Taa za maegesho (biashara):Taa za LED za 100W, mfumo wa 277V, taa 400 kwa kila transfoma ya 100 kVA. Taa za nguvu ndogo huruhusu vitengo zaidi (takriban taa 600).
Taa za viwanda (mchanganyiko wa taa za juu na nguzo):Mchanganyiko wa taa za LED za 200W, 300W, na 400W. Hesabu wastani wa VA kwa taa moja kwa uzani. Mfano: taa 100 za 200W (kila moja 222 VA) + taa 50 za 400W (kila moja 444 VA) = jumla ya VA 44,400 VA → ndani ya kikomo cha 100 kVA (80,000 VA kwa mzigo wa 80%).
Urekebishaji kutoka HPS hadi LED (uwezo uliopo wa transfoma): HPS 250W (VA takriban 280, PF 0.90). LED 100W (VA takriban 117). Transfoma iliyopo inayohudumia taa 100 za HPS (28,000 VA) inaweza kuhudumia taa 100 × (280/117) = taa 239 za LED → uwezo wa transfoma umepunguzwa. Chanzo: IEEE C57.91.
Shida za Sekta ya Kawaida na Suluhisho za Uhandisi
Data ya shamba inaonyesha matatizo manne ya kawaida nataa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVA.
Tatizo: Kivunja mzunguko kikuu hujikata wakati taa zote za LED zinawaka wakati wa machweo (kuwasha kwa wakati mmoja).
Chanzo kikuu: Mkondo wa kuingia (mara 5 hadi 10 ya hali ya kawaida) kwa kila kiendeshi. Kwa taa 400, mkondo wa hali ya kawaida = 400 × (150W / 277V) = 216A. Mkondo wa kuingia = 5 × 216A = 1,080A kwa muda wa 10 ms. Kivunja mzunguko cha C-curve kinaweza kujikata (kujikata kwa sumaku kwa mara 5 hadi 10 ya ukadiriaji). Chanzo: IEC 60898.
Suluhisho: Tumia kuanza kwa mpangilio (weka taa katika vikundi 4 hadi 6 kwa kuchelewa kwa sekunde 0.5 hadi 1). Tumia vivunja mzunguko vya H-curve (maalum kwa LED) (kukatika kwa sumaku kwa mara 10 hadi 20 ya ukadiriaji). Sakinisha vizuizi vya mkondo wa kuanza (NTC thermistors) katika kila dereva.Tatizo: Kushuka kwa voltage kwenye taa za mbali zaidi (kupungua mwanga au kumeta-meta) ingawa ndani ya uwezo wa transfoma.
Chanzo cha tatizo: Urefu wa mzunguko ni mrefu sana (>m 1,000) na waya ndogo (14 AWG). Kushuka kwa voltage kwa 277V, 216A, m 1,000, 14 AWG (ohm 2.525 kwa m 100) = asilimia 5.4 (inazidi kikomo cha asilimia 3). Chanzo: ANSI C84.1.
Suluhisho: Tumia ukubwa wa waya mkubwa (2 AWG au 1/0 AWG) kwa njia kuu. Sakinisha transfoma ndogo nyingi (mfano, 50 kVA kila m 500) badala ya transfoma moja ya 100 kVA. Ongeza voltage hadi 480V (inapunguza mkondo kwa asilimia 42).Tatizo: Transfoma ina joto kupita kiasi (inazidi nyongeza ya 80°C) ingawa mzigo uliohesabiwa uko ndani ya asilimia 80 ya kVA.
Chanzo cha tatizo: Mikondo ya harmonic kutoka kwa viendeshi vya LED (THD > asilimia 30) huongeza hasara za mikondo ya eddy kwenye transfoma (joto la ziada). Transfoma ya kawaida ya K-factor (K-4) inahitajika kwa mizigo ya taa. Chanzo: IEEE C57.110.
Suluhisho: Taja transfoma yenye ukadiriaji wa K-factor (K-4, K-9, au K-13) kwa mizigo ya taa za LED. Kwa transfoma iliyopo, ongeza kichujio cha harmonic au ibadilishe na kitengo cha K-rated. Pima THD; ikiwa > asilimia 15, transfoma lazima ipunguzwe ukadiriaji (mfano, transfoma ya 100 kVA yenye THD asilimia 30 inakuwa 85 kVA kwa ufanisi).Tatizo: Taa za LED huwaka na kuzima wakati mizigo mingine (vifaa vya kiyoyozi, lifti) kwenye transfoma moja inapoanza.
Chanzo cha tatizo: Kushuka kwa voltage kutokana na kuanza kwa motor (mara 5 hadi 6 ya mkondo wa uendeshaji) husababisha kuzima kwa voltage ya chini kwenye kiendeshi cha LED (UVLO). Kiendeshi kinaweza kuzima au kuwaka na kuzima. Chanzo: IEC 61000-3-3.
Suluhisho: Tenganisha mzunguko wa taa kutoka kwa mizigo ya motor (transformer maalum kwa taa). Tumia viendeshi vya LED vilivyo na anuwai pana ya voltage ya kuingiza (90-305V) na uwezo wa kuvumilia (muda wa kushikilia ≥100 ms). Sakinisha kirekebisha mzunguko au UPS kwa taa muhimu.
Mambo ya Hatari na Mikakati ya Kuzuia
Kupunguza hatari wakati wa kuamuataa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVA kunahitaji uhandisi makini.
Kupakia transformer kupita kiasi (kuzidi asilimia 80 ya mzigo unaoendelea):Kinga: Tumia kipimo cha nguvu kupima VA halisi (sio tu jina la kifaa). Kwa viendeshi vya LED, VA = (nguvu ya LED / η) / PF. Ongeza asilimia 20 ya ukingo kwa upanuzi wa baadaye. Fuatilia joto la transformer (joto la vilima ≤105°C kwa insulation ya daraja B). Chanzo: IEEE C57.91.
Mkondo wa juu wa kuingia unaosababisha kukatika kwa mzunguko kwa usumbufu:Kinga: Tumia kuanzisha kwa mpangilio (panga taa katika kanda na relay za kuchelewesha muda). Bainisha viendeshi vyenye kuanzisha laini (kupunguza mkondo wa kuanzia, mara 2 ya hali ya kawaida). Tumia vivunja mzunguko vya H-curve (mara 10 hadi 20 ya ukadiriaji) kwa mizunguko ya LED. Chanzo: IEC 60898.
Upotoshaji wa maelewano unaozidi ukadiriaji wa transfoma (K-factor):Kinga: Bainisha viendeshi vya LED vyenye THD ≤ asilimia 15 kwa mujibu wa IEC 61000-3-2 Daraja C. Tumia transfoma ya K-factor (K-4, K-9, au K-13) kwa mizunguko ya taa. Pima THD kwa kichanganuzi cha ubora wa nguvu; ikiwa > asilimia 15, ongeza kichujio cha maelewano. Chanzo: IEEE C57.110.
Kushuka kwa voltage mwishoni mwa mzunguko (taa zinazofifia):Kinga: Hesabu kushuka kwa voltage kwa taa iliyo mbali zaidi. Tumia 277V badala ya 120V (inapunguza mkondo kwa asilimia 57). Tumia transfoma zilizosambazwa (mfano, 25 kVA kila m 300). Ongeza ukubwa wa waya (6 AWG au zaidi). Punguza urefu wa mzunguko hadi m 500 kwa 277V, 2 AWG. Chanzo: ANSI C84.1.
Mwongozo wa Ununuzi: Jinsi ya Kubainisha Transfoma na Viendeshi kwa Taa za Barabarani za LED
Kwa wasimamizi wa ununuzi na wahandisi wa umeme, tumia orodha hii kwa taa ngapi za barabarani za LED kwa kila transfoma ya 100kVA:
Hesabu jumla ya mzigo wa VA: Nguvu ya pembejeo ya kiendesha LED = nguvu ya LED / ufanisi wa kiendesha. VA = nguvu ya pembejeo / kipengele cha nguvu. Mfano: LED 150W, ufanisi 90%, PF 0.95 → VA = (150/0.90)/0.95 = 176 VA kwa taa moja. Jumla ya VA = 176 × idadi ya taa. Chanzo: IEC 61000-3-2.
Bainisha transfoma yenye kiasi kinachofaa cha ukingo wa upakiaji: Chagua kVA ya transfoma = (jumla ya VA) × 1.25 (upakiaji wa asilimia 80). Kwa taa 450 × 176 VA = 79,200 VA (79 kVA). Chagua transfoma ya 100 kVA (79 kVA × 1.25 = 98.8 kVA → tumia 100 kVA). Chanzo: IEEE C57.91.
Bainisha transfoma ya K-factor kwa mizigo ya LED: Inahitaji K-4 kiwango cha chini (K-9 inapendekezwa kwa maudhui ya juu ya harmonics). Transfoma zenye ukadiriaji wa K-factor zina nyaya za neutral zilizokubwa na hasara za eddy current zilizopunguzwa. Chanzo: IEEE C57.110.
Bainisha mahitaji ya kiendesha LED:Kipengele cha nguvu ≥0.95, ufanisi ≥90 asilimia, THD ≤15 asilimia (IEC 61000-3-2 Daraja C). Mkondo wa kuingia ≤5 × hali ya kudumu, chaguo la kuanza kwa upole. Upeo mpana wa voltage ya kuingia (90-305V AC). Chanzo: IEC 61000-3-2.
Bainisha vivunja mzunguko kwa uratibu wa mkondo wa kuingia: Tumia vivunja mzunguko vya mkunjo wa H (maalum kwa LED) vilivyo na kipimo cha sumaku kilichowekwa kati ya 10 hadi 20× mkondo uliokadiriwa. Kwa vikundi vikubwa (zaidi ya taa 200), tumia relay za kuanza kwa mfuatano (vipindi vya sekunde 0.5). Chanzo: IEC 60898.
Bainisha mipaka ya kushuka kwa voltage kwa mujibu wa ANSI C84.1: Jumla ya kushuka kwa voltage kutoka kwa upili wa transformer hadi taa ya mbali zaidi ≤5 asilimia (asilimia 3 mzunguko wa tawi, asilimia 2 mlishaji). Tumia kikokotoo cha kushuka kwa voltage; chagua ukubwa wa waya ipasavyo (6 AWG kwa mita 500, 277V, 200A). Chanzo: ANSI C84.1.
Upimaji wa sampuli kwa miradi mikubwa (zaidi ya taa 500):Sakinisha taa 50 kwenye mzunguko wa majaribio yenye urefu wa kiwakilishi (umbali mrefu zaidi). Pima mkondo wa hali ya utulivu, mkondo wa kuingia (oscilloscope), kushuka kwa voltage, na THD. Thibitisha upakiaji wa transformer (VA) unalingana na hesabu. Rekebisha muundo ikiwa VA iliyopimwa inazidi hesabu kwa zaidi ya asilimia 10.
Dhamana na nyaraka: Tafuta dhamana ya transformer ya miaka 20, dhamana ya kiendeshi cha miaka 5. Hitaji ripoti za majaribio ya kiendeshi (PF, ufanisi, THD, mkondo wa kuingia). Omba ripoti ya majaribio ya transformer ya K-factor (IEEE C57.110). Chanzo: IEEE C57.110.
Uchunguzi wa Kesi ya Uhandisi
Aina ya mradi: Urekebishaji wa taa za barabarani za manispaa (kubadilisha 250W HPS na 150W LED) – barabara ya kilomita 10, taa 300 (nafasi ya mita 33).
Mahali: Texas, Marekani (hali ya hewa ya joto, mfumo wa 277V, transformer iliyopo ya 100 kVA).
Mfumo uliopo wa HPS: Transformer ya 100 kVA inahudumia taa 200 za HPS (kila moja 250W, PF 0.90). VA kwa kila HPS = 250W / 0.90 = 278 VA. Jumla ya VA = 200 × 278 = 55,600 VA (56 kVA). Transformer inafanya kazi kwa mzigo wa asilimia 56.
Hesabu ya urekebishaji wa LED:Taa ya LED 150W, ufanisi wa dereva 90%, PF 0.95 → VA = (150/0.90)/0.95 = 175 VA kwa taa. Transfoma iliyopo (100 kVA) inaweza kuhudumia (100,000 × 0.80) / 175 = taa 457 (kiwango cha juu cha kinadharia). Urekebishaji halisi: taa 300 za LED (300 × 175 = 52,500 VA) – mzigo wa transfoma 52.5 kVA (asilimia 52.5).
Matokeo na faida:Transfoma sasa inafanya kazi kwa mzigo wa asilimia 52.5 (chini ya asilimia 80). Kushuka kwa voltage kulipimwa asilimia 2.2 (ndani ya kikomo cha asilimia 3). Mkondo wa kuanza kwa mfululizo (kanda 3, kuchelewa kwa sekunde 1) – hakuna kivunja mzunguko kinachojikata. THD ilipimwa asilimia 12 (inakubalika). Akiba ya nishati: HPS 250W → LED 150W (kupungua kwa asilimia 40) × taa 300 × saa 4,000 kwa mwaka = 120,000 kWh zilizookolewa kila mwaka. Maisha ya transfoma yameongezwa (upakiaji mdogo hupunguza joto). Jiji sasa linatumia transfoma ya 100 kVA kwa hadi taa 450 za LED (150W). Chanzo: Tathmini ya baada ya mradi, IEEE C57.91, IEC 61000-3-2, ANSI C84.1.
Sehemu ya Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Swali: Je, transfoma ya 100 kVA inaweza kuwasha taa ngapi za barabarani za LED 150W?
A: Upeo wa kinadharia: 100,000 VA / 176 VA kwa taa moja = taa 568. Kwa vitendo (upakiaji wa 80%): taa 454. Upunguzaji zaidi kwa ajili ya kushuka kwa voltage na mkondo wa kuanza unaweza kupunguza hadi taa 400 hadi 450. Chanzo: IEEE C57.91.Swali: Kuna tofauti gani kati ya upakiaji wa transfoma kwa taa za LED na HPS?
Jibu: Vifaa vya kuendesha LED vina kipengele cha nguvu cha juu (0.95 dhidi ya 0.90) na VA kwa watt chini (176 VA dhidi ya 278 VA kwa LED ya 150W dhidi ya HPS ya 250W). Transfoma ya 100 kVA inaweza kuwasha taa 454 za LED dhidi ya taa 200 za HPS (zaidi ya mara mbili). Chanzo: IEEE C57.91.Swali: Je, kipengele cha nguvu kinaathiri vipi idadi ya taa?
Jibu: Kipengele cha nguvu cha chini huongeza nguvu inayoonekana (VA) kwa nguvu halisi sawa (W). Kwa LED ya 150W, PF 0.95 → VA 158; PF 0.85 → VA 176 (asilimia 11 ya taa chache). Taja PF ≥0.95. Chanzo: IEC 61000-3-2.Swali: Je, mkondo wa kuanza wa kifaa cha kuendesha LED unaathiri ukubwa wa transfoma?
A: Mkondo wa kuanza (mara 3 hadi 10 ya hali ya kudumu kwa muda wa 2 hadi 10 ms) hauathiri ukadiriaji wa transformer unaoendelea lakini unaweza kukatisha vifaa vya mzunguko. Tumia uanzishaji wa mfuatano au vifaa vya mzunguko vya H-curve. Transformer inaweza kushughulikia mkondo wa kuanza (muda mfupi) bila kupunguza ukadiriaji. Chanzo: IEC 60898.Swali: K-factor transformer ni nini na kwa nini inahitajika kwa taa za LED?
Jibu: K-factor transformer imeundwa kushughulikia mikondo ya harmonic (kutoka kwa vidhibiti vya LED, VFDs) bila kupasha joto kupita kiasi. Mizigo ya LED inahitaji transformer ya K-4 au K-9. Transformer ya kawaida inaweza kupasha joto kupita kiasi ikiwa THD inazidi asilimia 15. Chanzo: IEEE C57.110.Swali: Je, ninaweza kuzidi asilimia 80 ya upakiaji wa transformer kwa taa za LED?
Jibu: Si kwa uendeshaji unaoendelea (taa za barabarani usiku kwa masaa 12). Upakiaji wa asilimia 80 (IEEE C57.91) unahakikisha ongezeko la joto la transformer linabaki ndani ya mipaka ya darasa la insulation (ongezeko la 65°C). Kuzidi asilimia 80 kunapunguza maisha ya transformer (ongezeko la 10°C linaongeza kasi ya kuzeeka mara mbili). Chanzo: IEEE C57.91.Swali: Je, voltage ya mfumo (120V dhidi ya 277V) inaathiri vipi idadi ya taa?
A: Voltage ya chini huongeza mkondo (kwa VA sawa), na kusababisha kushuka kwa voltage zaidi. Kwa 277V, mkondo = VA / 277; kwa 120V, mkondo = VA / 120 (mara 2.3 zaidi). 277V inaruhusu nyaya ndefu (kushuka kwa voltage kidogo) na taa nyingi kwa kila transfoma (kupunguza hasara ya waya). Chanzo: ANSI C84.1.Swali: Kikomo cha kawaida cha kushuka kwa voltage kwa taa za barabarani za LED ni kipi?
Jibu: ANSI C84.1 inapendekeza jumla ≤asilimia 5 (kutoka transfoma hadi taa ya mbali zaidi). Viendeshaji vya LED hufanya kazi hadi 90% ya voltage ya kawaida (mfano, 249V kwa mfumo wa 277V). Kushuka kwa voltage >5% kunaweza kusababisha kumeta au kuzima. Chanzo: ANSI C84.1.Swali: Ninahesabuje VA jumla kwa nguvu za LED zilizochanganywa?
Jibu: Jumlisha VA za kibinafsi = Σ (nguvu ya LED / ufanisi wa kiendeshi / kipengele cha nguvu). Mfano: 100W (100/0.9/0.95=117 VA), 150W (175 VA), 200W (234 VA). VA jumla = 117 + 175 + 234 = 526 VA kwa taa tatu. Chanzo: IEC 61000-3-2.Swali: Je, ninaweza kutumia transfoma ya 100 kVA kwa taa 500 za LED (150W kila moja)?
A: Kinadharia 500 × 176 VA = 88,000 VA (88 kVA) – ndani ya ukadiriaji wa 100 kVA. Hata hivyo, upakiaji wa asilimia 88 unazidi mzigo unaoendelea wa asilimia 80 uliopendekezwa (IEEE C57.91). Transfoma inaweza kupata joto kupita kiasi (ongezeko la 40°C dhidi ya 65°C inayoruhusiwa). Tumia transfoma ya 125 kVA kwa taa 500. Chanzo: IEEE C57.91.
Omba Usaidizi wa Kiufundi au Nukuu
Kwa wahandisi wa umeme na wasimamizi wa ununuzi wa manispaa, usaidizi wa kiufundi unapatikana ili kukagua nguvu za LED, vipimo vya dereva (PF, ufanisi, THD, mwendo wa kuanza), urefu wa mzunguko, na uwezo wa transfoma uliopo. Omba nukuu ya bei kwa transfoma za K-factor (100 kVA, K-4 hadi K-13), vidhibiti vya LED vyenye PF ≥0.95 na kuanza kwa laini, na vivunja mzunguko vya H-curve kwa miradi mikubwa ya taa za barabarani.
Kuhusu Mwandishi
Mwongozo huu uliandikwa na wahandisi wa mifumo ya nguvu na wataalamu wa miundombinu ya taa wenye uzoefu wa zaidi ya miaka 15 katika kubuni na kubainisha transfoma za usambazaji na viendeshi vya LED kwa ajili ya taa za mitaa za manispaa, taa za barabara kuu, na miradi ya maegesho ya magari kote Amerika Kaskazini, Ulaya, na Asia. Mapendekezo yote yanafuata viwango vya IEEE C57.91, IEEE C57.110, IEC 61000-3-2, IEC 60898, na ANSI C84.1.
