75 kVA:n 480 V – 208Y/120 V:n kolmivaihemuuntaja: Tekniset tiedot, käyttökohteet ja valintaopas

A 75 kVA:n 480–208Y/120 voltin kolmivaihemuuntaja on yleisesti käytetty matalajännitteinen kuivatyyppinen jakelumuuntaja, jota käytetään liikerakennuksissa, teollisuuslaitoksissa, datakeskuksissa, tuotantolaitoksissa ja muissa sähköjärjestelmissä, joissa tarvitaan sekä 208 V:n kolmivaihevirta ja 120 V:n yksivaihevirta.

Tämä muuntaja alentaa 480 V:n kolmivaiheisen jännitteen 208Y/120 V:n toisiopiiri, minkä ansiosta voidaan syöttää virtaa kolmivaiheisille laitteille ja samalla tarjota 120 V:n virtaa valaistukseen, pistorasioihin, ohjauslaitteisiin ja muihin yksivaiheisiin kuormiin.

Yhdysvalloissa ja Kanadassa toteutettavissa projekteissa yleisiä teknisiä vaatimuksia ovat 60 Hz:n taajuus, 480 V:n kolmiokytkentä ensiöpuolella, 208Y/120 V:n maadoitettu tähtikytkentä toisiopuolella, kuivarakenteinen rakenne sekä NEMA-luokitellut kotelot. Tätä jännitekokoonpanoa käytetään suurten valmistajien, kuten Schneider Electricin, Acme Electricin, Siemensin ja Eatonin, kaupallisissa tuotteissa.

Mikä on 75 kVA:n 480 V – 208Y/120 V -muuntaja?

75 kVA:n muuntajan nimellinen näennäisteho on 75 kilovolt-ampeeria (kVA).

Tyypillinen jännitekokoonpano on seuraava:

• Syöttöjännite: 480V
• Toissijainen jännite: 208Y/120 V
• Vaihe: Kolmivaiheinen
• Taajuus: 60 Hz
• Nimelliskapasiteetti: 75 kVA
• Muuntajan tyyppi: Kuivatyyppi
• Jäähdytys: AN (luonnonilma)
• Toissijainen liitäntä: Wye-kytkentä nollajohtimella
• Tyypillinen käyttökohde: Matalajännitteinen sähkönjakelu

Termi 208Y/120 V tarkoittaa, että toisiokäämi on kytketty Y-kytkentään. Kahden minkä tahansa vaiheen välinen jännite on 208 V, kun taas minkä tahansa vaiheen ja nollapisteen välinen jännite on 120 V.

Tämän vuoksi muuntaja on erityisen hyödyllinen, kun laitoksessa on sekä 208 V:n kolmivaihekuormia että 120 V:n yksivaihekuormia.

75 kVA:n muuntajan täyskuormavirta

Yksi tärkeimmistä tekijöistä muuntajaa valittaessa on sen täyskuormavirta.

Kolmivaiheisen muuntajan arvioitu täyskuormavirta voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

I = kVA × 1 000 / (√3 × V)

Ensisijainen virta

Kun kyseessä on 75 kVA:n muuntaja, jonka ensiöjännite on 480 V:

75 000 / (1,732 × 480) ≈ 90,2 A

Siksi ensisijainen täyskuormavirta on suunnilleen:

90 A

Toissijainen virta

208 V:n toisiopiirin osalta:

75 000 / (1,732 × 208) ≈ 208,2 A

Siksi toissijaisen täyskuormavirran suuruus on suunnilleen:

208 A

Vastaavan 7-mallin valmistajan tekniset tiedot5 kVA:n eristysmuuntajat niissä näkyy myös noin 90,2 A:n ensiövirta ja 208,2 A:n toisiovirta.

Johtimien, katkaisimien, erottimien ja ylivirtasuojien todelliset vaatimukset on aina määritettävä sovellettavan sähkösäännöstön ja asennussuunnitelman perusteella.

Miksi käyttää 480 V:n jännitettä 208Y/120 V:n jännitteeksi?

480 V:n jännitettä käytetään laajalti sähkönjakelussa Pohjois-Amerikan liike- ja teollisuusrakennuksissa, koska korkeampi jakelujännite voi vähentää virtaa ja jännitehäviötä.

Monet laitteistojen kuormitukset vaativat kuitenkin matalampia jännitteitä.

208Y/120V-järjestelmä tarjoaa:

208 V:n kolmivaihevirta koska:

• Moottorit
• LVI-laitteet
• Pumput
• Teollisuuskoneet
• Kaupalliset laitteet

ja:

120 V:n yksivaihevirta koska:

• Valaistus
• Pistorasiat
• Ohjauspiirit
• Toimistolaitteet
• Pienet sähkölaitteet

Yksi 480 V:n – 208Y/120 V:n muuntaja voi siten palvella useita erilaisia kuormia samassa laitoksessa.

Tyypillisiä käyttökohteita

1. Liikerakennukset

75 kVA:n muuntajia voidaan käyttää toimistorakennuksissa, vähittäiskaupan tiloissa, hotelleissa ja liikekeskuksissa 208Y/120 V:n jakelujärjestelmien virransyöttöön.

2. Teollisuuslaitokset

Tuotantolaitoksissa käytetään usein 480 V:n jännitettä suurille moottoreille ja laitteille, kun taas apujärjestelmissä, ohjauslaitteissa, valaistuksessa ja yleiskäyttöisissä kuormissa tarvitaan 208Y/120 V:n jännitettä.

3. Tietokeskukset

208Y/120V-jakelujärjestelmää käytetään yleisesti tietyissä datakeskusten kuormissa, IT-laitteissa, apujärjestelmissä ja tilojen infrastruktuurissa.

Tietokeskussovelluksissa muuntajan valinnassa on mahdollisesti otettava huomioon myös harmoniset virrat, K-kertoimen vaatimukset, impedanssi, lämpötilan nousu, redundanssi ja sähkönlaatu.

4. Koulut ja oppilaitokset

Koulut, yliopistot, sairaalat ja muut julkiset rakennukset voivat käyttää 480 V:n – 208Y/120 V:n muuntajia sekakuormien virransyöttöön.

5. Vähittäiskauppa- ja palvelutilat

Ostoskeskukset, ravintolat, työpajat ja palvelutilat saattavat tarvita sekä 208 V:n kolmivaihevirtaa että 120 V:n yksivaihevirtaa.

Delta-kytkentä vs. Wye-kytkentä

Tämän muuntajan yleinen kokoonpano on seuraava:

480 V, kolmiokytkentä, ensiö → 208 Y/120 V, toisiö

Suuret valmistajat tarjoavat tämän kokoonpanon mukaisia 75 kVA:n tuotteita. Esimerkiksi Schneider Electricin valikoimassa on 75 kVA:n kolmivaiheinen kuivatyyppinen muuntaja, jonka ensiö on 480 V kolmiokytkennässä ja toisiö 208Y/120 V.

Tietyissä sovelluksissa on kuitenkin mahdollista käyttää myös 480 V:n Y-kytkentää ensiöpuolella.

Oikea ensisijainen liitäntä riippuu laitoksen tulojärjestelmästä.

Siksi ostajien tulisi ilmoittaa paitsi jännite myös tarvittava ensisijainen yhteys.

Kupari- vai alumiinikäämit?

75 kVA:n kuivatyyppisessä muuntajassa voidaan käyttää sekä kupari- että alumiinikääreitä.

Kuparikäämit

Kupari tarjoaa erinomaisen sähkönjohtavuuden ja mahdollistaa kompaktin käämitysrakenteen.

Kuparikäämityisiä muuntajia valitaan usein seuraavissa tilanteissa:

• Paikkoja on rajoitetusti
• Vaaditaan suurta mekaanista lujuutta
• Pienempi käämivastus on suositeltavaa
• Hankesuunnitelmassa vaaditaan kuparijohtimia

Alumiinikäämitykset

Alumiinia käytetään laajalti jakelumuuntajissa, ja se voi tarjota kustannustehokkaan ratkaisun.

Esimerkiksi kaupallinen 75 kVA:n muuntajat on saatavana alumiinikäämeillä, mutta tarjolla on myös kuparikäämitettyjä malleja.

Valinta tulisi perustua hankkeen vaatimuksiin, käytettävissä olevaan tilaan, tehokkuusvaatimuksiin, budjettiin ja asennusolosuhteisiin.

Tyypillinen hyötysuhde ja DOE:n vaatimukset

Yhdysvalloissa myytävien muuntajien osalta energiatehokkuusvaatimukset ovat tärkeä huomioitava seikka.

Yhdysvaltain markkinoilla tällä hetkellä saatavilla olevat vastaavat 75 kVA:n muuntajat pystyvät täyttämään Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) 10 CFR:n osa 431 vaatimukset. Joidenkin tuotteiden hyötysuhteet ovat noin 98.6% riippuen laitteen rakenteesta ja testausolosuhteista.

Kun ostaja hankkii muuntajaa Yhdysvalloissa toteutettavaa hanketta varten, hänen tulee varmistaa, mitkä DOE:n tehokkuusvaatimukset ovat kyseessä, ja pyytää valmistajalta tiedot muuntajan tehokkuudesta ja häviöistä.

Lämpötilan nousu ja eristysluokka

Tämän tehoalueen tyypillisiä kuivatyyppisiä muuntajia voidaan tarjota seuraavilla ominaisuuksilla:

• 115 °C:n lämpötilan nousu
• 150 °C:n lämpötilan nousu
• 180 °C:n tai 220 °C:n eristysjärjestelmät

Näitä teknisiä tietoja ei pidä sekoittaa toisiinsa.

Eristysluokka viittaa eristysjärjestelmän suurimpaan lämmönkestävyyteen, kun taas lämpötilan nousu tarkoittaa odotettua käämilämpötilan nousua nimelliskäyttöolosuhteissa.

Esimerkiksi kaupalliseen käyttöön tarkoitettuja 75 kVA:n tuotteita on saatavilla 150 °C:n lämpötilan nousulla ja 220 °C:n eristysjärjestelmillä.

Suunnittelua, jossa lämpötilan nousu on pienempi, saatetaan pitää parempana, kun hyötysuhde, käyttöikä tai käyttölämpötila ovat erityisen tärkeitä.

NEMA-kotelointivaihtoehdot

Kotelo on valittava asennusympäristön mukaan.

Yleisiä kokoonpanoja ovat muun muassa:

NEMA 1

Käytetään yleensä sisäasennuksissa, joissa tarvitaan suojaa tahattomalta kosketukselta ja joissa altistuminen ympäristövaikutuksille on vähäistä.

NEMA 3R

Suunniteltu ulkokäyttöön tai vaativampiin olosuhteisiin, joissa tarvitaan suojaa sateelta ja muilta sääolosuhteilta.

Kaupalliseen käyttöön tarkoitettuja 75 kVA:n 480 V – 208Y/120 V -muuntajia on saatavana NEMA 3R -koteloilla varustettuina.

Ulkokäyttöön asennettaessa on otettava huomioon muuntajan kotelo, ilmanvaihto, turvavälit, säänkestävyys ja kiinnitystapa kokonaisuutena.

Tarvitsetko sähköstaattisen suojan?

Sähköstaattinen suojaus on valinnainen ominaisuus, joka voidaan asentaa ensiö- ja toisiokäämittöjen väliin.

Se voi olla hyödyllinen sovelluksissa, joissa on tärkeää vähentää korkeataajuisten sähköhäiriöiden siirtymistä ensiö- ja toisiopiirien välillä.

Tyypillisiä käyttökohteita voivat olla esimerkiksi:

• Herkät elektroniikkalaitteet
• Terveydenhuoltopalvelut
• Tietokeskukset
• Teollisuuden ohjausjärjestelmät
• Mittausjärjestelmät

Joitakin markkinoilla olevia 75 kVA:n 480 V – 208Y/120 V -muuntajia on saatavana sähköstaattisella suojauksella varustettuina.

Suojan tarpeellisuus riippuu sähköisestä ympäristöstä ja hankkeen vaatimuksista.

Tyypilliset muuntajan tekniset tiedot

Tähän käyttötarkoitukseen tarkoitetun tyypillisen 75 kVA:n muuntajan tekniset tiedot voivat olla seuraavanlaiset:

Nämä ovat suuntaa-antavia arvoja, eivätkä ne muodosta yleispätevää erittelyä. Lopullinen suunnittelu on vahvistettava projektin vaatimusten mukaisesti.

75 kVA verrattuna muihin muuntajakokoihin

75 kVA:n valinnan tulisi perustua todelliseen kytkettyyn kuormitukseen ja huippukuormitukseen sen sijaan, että muuntaja valittaisiin pelkästään suurimman yksittäisen kuormituksen perusteella.

Esimerkiksi:

Jos laskettu kuorma on lähellä 75 kVA:ta, insinöörin tulisi ottaa huomioon jatkuvat kuormat, tulevat laajennukset, moottorien käynnistys, yliaallot, ympäristön lämpötila sekä muuntajalle asetetut kuormitusvaatimukset ennen koon lopullista määrittämistä.

Kuinka valita oikea 75 kVA:n muuntaja

Ennen kuin tilaat 75 kVA:n 480 V – 208Y/120 V -muuntajan, varmista seuraavat seikat:

1. Ensisijainen jännite

Varmista, onko lähde:

480 V, kolmiokytkentä

tai jokin muu 480 V:n kokoonpano.

2. Toissijainen jännite

Varmista, että järjestelmä täyttää seuraavat vaatimukset:

208Y/120 V

ja että tarvitaan nollaliitäntä.

3. Taajuus

Useimmissa yhdysvaltalaisissa hakemuksissa:

60 Hz

4. Käämimateriaali

Määritä:

Kupari tai alumiini

hankkeen vaatimusten mukaan.

5. Lämpötilan nousu

Yleisiä vaihtoehtoja ovat:

115 °C tai 150 °C

6. Liite

Valitse:

NEMA 1 sisäkäyttöön

tai

NEMA 3R sopii ulkokäyttöön.

7. Hanat

Tavallisissa muuntajamalleissa on 2,5%-napausasetukset, joilla kompensoidaan syöttöjännitteen vaihteluita. Todellinen napausasetus on tarkistettava valmistajalta.

8. Sertifikaatit ja standardit

Yhdysvalloissa tehtävien hakemusten osalta varmista, että seuraavat vaatimukset täyttyvät:

• DOE:n tehokkuusvaatimukset
• UL 1561
• NEMA ST-20
• CSA-vaatimukset, mikäli sovellettavissa

Tämän luokan kaupalliset tuotteet ovat yleensä UL 1561- ja/tai CSA-vaatimusten mukaisia.

75 kVA:n muuntajien valmistaja

EverNew Transformer tarjoaa räätälöityjä kuivatyyppisiä muuntajia ja jakelumuuntajia kaupallisiin, teollisiin, infrastruktuuri- ja uusiutuvan energian sovelluksiin.

Esimerkiksi 75 kVA:n 480 V – 208Y/120 V:n kolmivaihemuuntaja, asiakkaat voivat määrittää:

• Kupari- tai alumiinikäämit
• 480 V kolmiokytkentä ensiöpuolella
• 208Y/120 V toisiopuoli
• 60 Hz
• Erilaiset lämpötilan nousuvaihtoehdot
• Sisä- tai ulkokotelo
• NEMA-luokitellut kotelointikokoonpanot
• Sähköstaattinen suojaus
• Räätälöidyt hanat
• Räätälöidyt mitat ja liittimien sijoittelu

Yhdysvalloissa toteutettavien hankkeiden osalta vaaditut sertifiointi-, hyötysuhde-, kotelo- ja asennusvaatimukset on vahvistettava ennen tuotannon aloittamista.

Usein kysytyt kysymykset

Mihin 75 kVA:n 480 V – 208Y/120 V -muuntajaa käytetään?

Sitä käytetään pääasiassa 480 V:n kolmivaihevirran muuntamiseen 208 V:n kolmivaihevirraksi ja 120 V:n yksivaihevirraksi kaupalliseen ja teolliseen sähkönjakeluun.

Kuinka monta ampeeria 75 kVA:n muuntaja tuottaa?

480 V:n kolmivaihevirralla primaarivirta on suunnilleen 90,2 A. Kolmivaihevirralla 208 V toisiovirta on suunnilleen 208.2A.

Onko 208Y/120V sama kuin 208V?

Ei aivan. 208Y/120V-järjestelmässä jännite vaiheiden välillä on noin 208 V ja kunkin vaiheen ja nollajohtimen välillä 120 V.

Riittääkö 75 kVA:n muuntaja laitokseeni?

Se riippuu lasketusta kuormitusvaatimuksesta. Muuntaja tulisi valita todellisen sähkökuormituksen, tulevan laajennuksen, käynnistysvirtojen, yliaaltojen, ympäristöolosuhteiden ja sovellettavien sähkömääräysten perusteella.

Voiko 75 kVA:n muuntajassa käyttää kuparikäämejä?

Kyllä. Sekä kupari- että alumiinikäämit ovat saatavilla markkinoilla. Kupari valitaan usein silloin, kun hankkeen vaatimukset tai tilarajoitukset puoltavat kuparikäämiä.

Voiko tämän muuntajan asentaa ulos?

Kyllä, jos laitteeseen toimitetaan sopiva ulkokäyttöön tarkoitettu suojakotelo ja se on suunniteltu kyseisiin ympäristöolosuhteisiin. NEMA 3R -versioita on yleisesti saatavilla sopiviin ulkokäyttökohteisiin.

Päätelmä

A 75 kVA:n 480–208Y/120 voltin kolmivaihemuuntaja on käytännöllinen ratkaisu kohteisiin, joissa on tarpeen jakaa sekä 208 V:n kolmivaihevirtaa että 120 V:n yksivaihevirtaa 480 V:n sähköjärjestelmästä.

Tärkeimmät tarkistettavat tekniset tiedot ovat ensiö- ja toisiöjännite, vaihekokoonpano, taajuus, käämimateriaali, lämpötilan nousu, hyötysuhde, kytkentäpisteet, kotelotyyppi, sertifikaatit ja asennusympäristö.

Yhdysvalloissa toteutettavan hankkeen osalta muuntajan lopulliset tekniset tiedot on tarkistettava sovellettavien sähkömääräysten, DOE:n tehokkuusvaatimusten ja hankekohtaisten sertifiointivaatimusten perusteella ennen valmistusta ja asennusta.