Výber suchého transformátora pre vysoké budovy: Komplexný sprievodca požiarnej bezpečnosti a určovania veľkosti

Vysoké budovy, vzhľadom na ich zložitú štruktúru, vysokú hustotu obyvateľstva, veľkú spotrebu elektrickej energie a vysoké požiadavky na spoľahlivosť dodávky energie, kladú prísne požiadavky na výber základného vybavenia pre rozvod elektrickej energie. Suchý silový transformátor, vďaka svojim základným výhodám, ako je absencia oleja, požiarna odolnosť a malé rozmery, sa stal preferovaným vybavením pre systémy rozvodu elektrickej energie vo vysokých budovách. Tento článok poskytne profesionálny sprievodca pre výber vybavenia pri inžinierskom návrhu a zakázkovom nákupu z dvoch základných hľadísk: požiarnej bezpečnosti a výberu výkonu.

---

i. Požiarna bezpečnosť: Prečo musia vysoké budovy používať Suché transformátory

Vysoké budovy majú najvyššie požiadavky na protipožiarnu ochranu zo všetkých aplikačných scenárov. Podľa článku 4.3.5 normy „Pravidlá pre elektrický návrh občianskych budov“ (GB51348-2019) ide o **povinné ustanovenie**: transformátory inštalované v občianskych budovách sa musia vyberať z suchých transformátorov, transformátorov s plynovou izoláciou alebo transformátorov s nehorľavou kvapalinovou izoláciou.

Základnou logikou tejto povinnej regulácie sú zrejmé bezpečnostné úvahy: Olejom chladené transformátory obsahujú veľké množstvo horľavého izolačného oleja. V prípade medzikruhových skratov alebo porúch preťaženia môžu vytvárať plyn a spôsobiť požiar alebo dokonca výbuch. Naopak, suché transformátory používajú vzduch alebo výliatku epoxidovej živice ako izolačné prostredie a ich návrh bez oleja zásadne eliminuje riziká úniku oleja a požiarov súvisiacich s olejom. Vo vysokých budovách s veľkým počtom ľudí a ťažkým evakuačným prístupom je výber suchých transformátorov základnou zárukou bezpečnosti životov a majetku.

Kľúčové body výberu a implementácie:

- Ak sa inštalujú v kritických oblastiach, ako sú miestnosti distribúcie protipožiarnej elektrickej energie a jadrové počítačové miestnosti, mali by sa uprednostniť požiarovzdorné suché transformátory. Ich vinutia, jadrá a iné komponenty prešli požiarovzdornou posilnenou úpravou.

- Pre miesta s vysokými požiadavkami na požiarnu bezpečnosť by trieda spaľovacej výkonnosti transformátora mala dosiahnuť F1.

- Izolačné materiály by mali mať požiarovzdorné alebo nehorľavé vlastnosti. Izolačné materiály triedy F (umožňujú maximálnu teplotu 155 ℃) a triedy H (180 ℃) sú bežnou voľbou. Materiály triedy H majú väčšiu tepelnú odolnosť a sú obzvlášť vhodné pre uzavreté rozvodné miestnosti so zlou ventiláciou.

---

iI. Výber výkonu pre Suchý typ silového transformátoru : Ako presne prispôsobiť požiadavky zaťaženia vysokých budov

Výber výkonu suchých transformátorov priamo ovplyvňuje spoľahlivosť dodávky energie a hospodárny prevádzkový režim. Vyžaduje komplexné zohľadnenie z hľadiska výpočtu zaťaženia aj stratégií konfigurácie.

1. Výpočet zaťaženia a určenie výkonu

Prvým krokom pri výbere výkonu transformátora je výpočet celkového vypočítaného zaťaženia budovy. Elektrické zaťaženie vysokých budov je zložité a zahŕňa osvetlenie, klimatizáciu, výťahy, zásobovanie vodou a odvodňovanie, protipožiarne systémy, inteligentné bezpečnostné systémy atď. Výkon sa musí určiť na základe vypočítaného zaťaženia, teda menovitý výkon transformátora by nemal byť nižší ako vypočítané zaťaženie.

Rozvádzačové transformátory pre vysoké budovy sa zvyčajne vyberajú s uzemnením Dyn11. Dôvodom je, že tento typ uzemnenia účinne potláča tretiu harmonickú zložku a zníži nulový impedančný moment, čo prináša významné výhody pri zvyšovaní citlivosti ochrany pred jednofázovým skratom.

Kľúčové body pri výbere zariadenia:

– Pri výbere sa odporúča rezervovať 15 % až 20 % zálohu zaťaženia, aby sa zabránilo dlhodobému prevádzkovaniu v preťaženom režime počas špičkových hodín.

– Dlhodobá pracovná záťaž transformátora by nemala prekročiť 85 %, aby sa zabezpečil hospodárny prevádzkový režim.

– Ak sú prítomné primárne a sekundárne zaťaženia (napr. systémy protipožiarnej ochrany, výťahy, núdzové osvetlenie), predpisy vyžadujú inštaláciu aspoň dvoch transformátorov. V prípade poruchy jedného z nich by zvyšné transformátory mali byť schopné pokryť celú energetickú potrebu všetkých primárnych a sekundárnych zaťažení.

2. Horný limit jednotkového výkonu a redundantné nastavenie

Výkon transformátora nie je nevyhnutne tým lepší, čím je väčší. Predpisy stanovujú jasné obmedzenia pre výkon jednotlivého zariadenia.

Ak je napätie na nízko napäťovej strane 0,4 kV, výkon jedného transformátora by nemal prekročiť 1250 kVA; ak je inštalovaný len jeden transformátor, jeho výkon tiež nesmie prekročiť 1250 kVA.

Pre veľmi vysoké budovy alebo projekty s obzvlášť koncentrovaným zaťažením sa odporúča použiť samostatný prevádzkový režim viacerých transformátorov, napríklad dva transformátory po 800 kVA alebo tri transformátory po 500 kVA. Tým sa nielen splní celková požiadavka na zaťaženie, ale zároveň sa dosiahne rozdelenie zaťaženia a redundancia dodávky energie.

3. Racionálne využívanie preťažovacej kapacity

Suché transformátory majú určitú krátkodobú preťažovaciu kapacitu, avšak je potrebné ju využívať vedecky. Za podmienok prirodzeného vzduchového chladenia (AN) môže transformátor dlhodobo pracovať nepretržite pri menovitej kapacite; pri použití voliteľného systému núteného vzduchového chladenia (AF) sa výstupná kapacita môže dočasne zvýšiť o 50 %, avšak ide o núdzové opatrenie a nesmie sa používať ako trvalý prevádzkový režim.

Kľúčové body výberu a implementácie:

- Pre miesta s výraznými rozdielmi zaťaženia počas dňa a noci (napr. klimatizácia a osvetlenie) je možné pri výbere suchých transformátorov primerane využiť ich preťažovaciu kapacitu. Avšak musí byť vybavený úplným systémom monitorovania teploty.

- Pri prevádzke transformátora v preťaženom režime sa musí teplota vinutí monitorovať v reálnom čase. Teplota, pri ktorej sa aktivuje alarm pre transformátory s izoláciou triedy F, je 130 °C, a teplota, pri ktorej sa aktivuje vypnutie, je 150 °C.

---

iII. Rýchla referenčná tabuľka pre výber typu

---

iV. Záver

Výber suchých transformátorov pre vysoké budovy sa zameriava na vyváženie troch cieľov: **bezpečnosť proti požiaru, spoľahlivosť dodávky energie a úspora energie a ekonomická efektívnosť**. Povinný predpis „suchý“ zabezpečuje základnú úroveň bezpečnosti, zatiaľ čo výber kapacity je kľúčový pre zaručenie dlhodobej ekonomickej prevádzky. V reálnych projektoch sa odporúča komplexne určiť konečné riešenie s ohľadom na špecifické charakteristiky zaťaženia budovy, priestorové podmienky rozvodného priestoru a požiadavky miestneho energetického dodávateľa.

Jiangsu Unita Electric Equipment Co., Ltd. (JSZONMA) vám môže poskytnúť vhodné výrobky pre váš projekt podľa vašich požiadaviek. Ak potrebujete ďalšie informácie, neváhajte nás kontaktovať.