Kombinatutako banaketa osagaien estandarruen eta egiturako errendimenduaren analisia

Konbinatuen Indar-distribuzio Gailuen Estandaroak eta Klasifikazioa

Konbinatuen indar-distribuzio gailu asko daude. Erabili ohi direnak paketatutako subestazioak, kutxatikoa duen transformatorrak, aurrekondizitutako subestazioak, konbinatuak diren transformatorrak, europar estilotako kutxatikoa duen subestazioak eta amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioak dira.

Konbinatuen Indar-distribuzio Gailuen Estandaro Osoak

Uneko eragina duten konbinatuen indar-distribuzio gailuen estandaro osoak Txinako hainbatetan ditugu: GB/T 17467-1998 Altuko Tentsio/Baxuko Tentsio Aurrekondizitutako Subestazioak estandaro orokorra, JB/T 10217-2000 Konbinatuak Diren Transformatorrak mekaniko industriaren estandaroa, eta DL/T 537-2002 Altuko Tentsio/Baxuko Tentsio Aurrekondizitutako Kutxatikoa Duen Subestazioen Hautapen Lineak elektrizitate industriaren ordaintze estandaroa.

1995ean, IEC (International Electrotechnical Commission) publikatu zuen IEC1330-1995 Altuko Tentsio/Baxuko Tentsio Aurrekondizitutako Subestazioak estandaroa. GB/T 17467-1998 Altuko Tentsio/Baxuko Tentsio Aurrekondizitutako Subestazioak estandaro orokorra IEC1330 estandaroarekin baliokidea da. Estandaroan, aurrekondizitutako subestazioa hau bezala definitzen da: "testu mota batzuk gainditu dituen eta altuko tentsio sistematik baxuko tentsiora energia elektriko transmititzeko erabiltzen den gailua. Honek transformator bat, baxuko eta altuko tentsioko kontsultoriatzaileak, konexio-kableak eta laguntzaile ekipamenduak barne hartzen ditu."

JB/T 10217-2000 Konbinatuak Diren Transformatorrak mekaniko industriaren estandaroak adierazten du konbinatuak diren transformatorren estandaro definizioa hau dela: "transformator gorputza, kontsultoriatzaileak, fusoak, tap-changers eta dagokion laguntzaile ekipamenduak konbinatzen dituen transformatorra."

DL/T 537-2002 Altuko Tentsio/Baxuko Tentsio Aurrekondizitutako Kutxatikoa Duen Subestazioen Hautapen Lineak elektrizitate industriaren ordaintze estandaroak DL/T 537-1993 6-35kV Kutxatikoa Duen Subestazioen Ordaintze Tekniko Baldintzak berrikusi zituen, elektrizitate industriaren kutxatikoa duen subestazioen estandaroa IEC 1330-1995rekin baliokidea izatea. DL/T 537-2002 eta IEC 1330-1995 (GB/T 17467-1998) arteko ezberdintasunak Taula 1ean agertzen dira.

Gorbehar, hiru estandaro orokorrak gomendatutako estandaroak dira. Industrien desberdintasuna dela eta, estandaro bakoitzak bere ezaugarri bereziak ditu. Elektrizitate industriaren ordaintze estandaroak erabiltzailearen perspektibatik ikusten du, internazional (erregional) estandaroetan oinarrituta, eta Taula 1ean azaltzen diren edukia gehitzen du, ekipamendu hautapentarako oso zehatzeko oinarria ematen duena.

Konbinatuen Indar-distribuzio Gailuen Klasifikazioa

Estandaro horien ondoren ere, konbinatuen indar-distribuzio gailuen izendapena praktikan ez dago oso uniformea, eta klasifikazioa aldatzen da. Bi kategoria nagusi daude: bat da aurrekondizitutako subestazioak bakarrik europar estilotako kutxatikoa duen subestazio bezala definitzea; bestea da konbinatuen indar-distribuzio gailu guztiak aurrekondizitutako subestazio bezala deitzea, eta ondoren aurrekondizitutako subestazioak "europar estilotako kutxatikoa duen subestazio" eta "amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazio" bi kategoriatan banatzea. Batzuek, erabiltzaileen beharrak betetzeko, produktu batekin bi izen dituzte.

Estruktura eta Prestazio Analisia

Europar Estilotako Aurrekondizitutako Subestazioa

1970eko hamarkadan, Txina Frantziatik eta Alemaniara arteko herrialdeetik 6-10kV integrazio-indar distribuzio ekipamendua inportatu zuen. Berrikuntza horrek subestazio baten hiru osagai nagusiak (altuko tentsioko kontsultoriatzaileak, transformatorra eta baxuko tentsioko banaketa-kontsultoriatzaileak) kutxatikoa batean integrazioa egin zuen, aurrekondizitutako subestazioaren kontzeptua sortuz.

1993ko abenduan, Elektrizitate Ministerioa DL/T 537-1993 "6-35kV Aurrekondizitutako Subestazioen Tekniko Espezifikazioak" industriaren estandaroa argitaratu zuen. Artikulu 3.1 horretan adierazten da: "altuko tentsioko banaketa ekipamendua, transformatorra, baxuko tentsioko banaketa ekipamendua eta energia elektriko neurtzeko gailuak barne hartzen dituen kompaktua eta osoa den banaketa asambladurari aurrekondizitutako subestazio deritzo, laburrago kutxatikoa duen subestazio." Europatik datorkienez, konfigurazio hori europar estilotako aurrekondizitutako subestazio bezala ezagutzen da.

1998an, GB/T 17467-1998 "Altuko Tentsio/Baxuko Tentsio Aurrekondizitutako Subestazioak" estandaro orokorra argitaratu ondoren, terminologia ofiziala "aurrekondizitutako subestazio" bihurtu zen. Hala ere, erabiltzaileek eta fabrikanteek oraindik kutxatikoa duen subestazio edo europar estilotako subestazio bezala deitzen dituzte instalazio hauei praktikan.

Estrukturako Ezaugarriak:

Europar estilotako subestazioak hiru funtzio-kompartimentu ditu:

• Altuko tentsioko gela

• Baxuko tentsioko gela

• Transformator gela

Bi konfigurazio nagusi daude:

• Lerro-zuzena: Konfigurazio estandarra

• Triangeluarra: Baxuko tentsioko zirkuitu konplexuetarako erabiltzen da

Prestazioen Alde Hobea Kontzentratsuak Aztertuz:

• Kargaren hobeto kokapena:

• Indar-bidalketaren erradioa 40-60% gutxitu

• Kable-inversioa 25-35% gutxitu

• Lineako galderak 15-20% gutxitu

• Espazioaren efizientzia:

• Ondorengo subestazioaren oinarrizko espazioaren 10% hartzen du

• Ingeniaritzaren kostuak 60-70% gutxitu

• Instalazio sinplifikatua:

• Lurrera egindako lan-denbora 50-60% gutxitu

Teknologiaren Murrizketak eta Soluzioak:

Enkaratze diseinak arazo termiko kritikoak planteatzen ditu:

• Errementazio mugatua eskuarki 8-12°C igotzen da

• Osagaien estabilitateari ezaugarri termikoak eragin dezakete (balorazioa: 10°Cko igoera bakoitzeko 3-5% prestazio gutxitu)

Industrian hedatu dugun soluzioak dira:

• Ventilazio sistema aurreratua:

• Labirinto estruktura duen enkaratze-hauta

• Axial-flow exhaust fans (ohikoa 200-400 CFM kapasitatea)

• Termika hobetze neurriak:

• Radiator optimizatua (gainazal area 20-30% gehitu)

• Erditzaile isolante (H klasea edo handiagoa)

• Soluzio hauek, efektiboak direlarik, haien ondorioak dira:

• 
  

• Estrukturaren konplexutasuna (fabricazio zikloa 15-20% luzatu)

• Energia gehigarria (laguntzaile sistemetan 5-8% totala)

• Soinu-emisioak (ohikoa 3-5 dBA gehitu)

Aldaketa teknologiko berrietan:

Fabrikante ospetsuak lortu dute urrats berriak termika kudeaketan:

• Transformatorei aplikatutako errementazio konfigurazio berriak (efizientzia 12-15% hobetu)

• Enkaratze aerodinamikoen optimizazioa (temperatura 6-8°C gutxitu)

• Zertifikatutako kapasitate handiak (≥800kVA) forzaketa gabeko ventilazio gabe

• GB 1094.11 sekula transformatzailearen muga termikoak bete (maximoa 100K)

Innovazio hauek mantentzen dute estandaro orokorrak betez:

• Energia ahorrarik (ventilatzailearen indar gutxitu 100%)

• Soinu-nivel gutxitu (4-7 dBA)

• Funtzionamendu fiablea (MTBF 20-25% hobetu)

Amerikar Estilotako Kutxatikoa Duen Subestazioak (Konbinatuak Diren Transformatorrak)

1990eko hamarkadan, amerikar estilotako hiru faseko banaketa-transformatorrak Txinara sartu ziren. Amerikar Estandaro Nazional (ANSI) C57.12.26-1992 Pad-Mounted Compartmentalized Self-Cooled Three-Phase Distribution Transformers with High-Voltage Plug-in Connectors estandaroaren arabera, altuko tentsioko kableak transformatorrekin konektatzen dira altuko tentsioko gelan, eta baxuko tentsioko kableak baxuko tentsioko terminalak boltsen bidez konektatzen dira baxuko tentsioko gelan. Pad-mounted compartmentalized distribution transformeraren oil-tank high-voltage fuses eta four-position load switches ditu. Transformatora bukaera gisa edo loop network gisa funtzionatu dezake, transformatorren altuko tentsioko aldean indar-bidalketaren egoera babestu eta kontrolatzen du.

Txinan, transformatori fabrikanteek baxuko tentsioko gelan amerikar estilotako produktuetan baxuko tentsioko circuit-breakers eta elektrizitate-neurgailuak gehitu zituzten, konbinatuak diren indar-distribuzio gailuak sortuz. Hauek erabili ohi dira bizilagun taldeetan. Europar estilotako kutxatikoa duen subestazioen artean bereizteko, amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazio bezala deitzen zaie, edo konbinatuak diren transformatorrak. Mehaniko industriaren estandaroa JB/T 10217-2000 Konbinatuak Diren Transformatorrak konbinatuak diren transformatorren estandaro definizioa ulertzeko (goian adierazita). 3.7. atalak "altuko eta baxuko tentsioko gelak" honela defini du: "altuko eta baxuko tentsioko kable-terminations eta elektrikoen kontrol eta erabilpen osagaiak oil-tank pareten artean". Europar estilotako kutxatikoa duen subestazioen artean dagoen diferentzia estruktural bat da hau.

Estandaroak konbinatuak diren transformatorrak (amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioak) bi motara banatzen ditu oil-tank egitura arabera: common-tank type eta separate-tank type. Common-tank typean, altuko tentsioko elektriko osagaiak transformator gorputzaren oil-tankarekin partekatzen dute, ZG letrak erabiliz adierazten da. Separate-tank typean, altuko tentsioko elektriko osagaiak, adibidez, load switches, oil-tank desberdinean kokatzen dira, beste altuko tentsioko elektriko osagaiak eta transformator gorputza beste oil-tank batean instalatzen dira. Oil-tank bietako oil-circuits ez dira konektatzen, ZF letrak erabiliz adierazten da.

Common-tank Type Combined Transformers

Europar estilotako kutxatikoa duen subestazioen ondoren, common-tank combined transformers-en ondorengo aldetan daude:

• Espazio txikiagoa: Europar estilotako kutxatikoa duen subestazioaren espazioaren 3/5 hartzen du.

• Errementazio hobea: Transformatorra zuzenean eskuratzen da, errementazioa hobetzen du. Estruktura sinpleagoa da, eta salmenta-prezioa baxuagoa (europar estilotako kutxatikoa duen subestazioaren prezioaren 3/5).

• Transportazio eta instalazio erraza: Bolumen txikiagoa dute, transportazioa eta instalazioa errazagoa egiten du.

Txinako kontextuan, kanpo bertatik inportatutako amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioak hainbat gaizki ditu:

• Transformatoriaren oil degradeatzen da: Altuko tentsioko load switch funtzionatzen denean, arkua sortzen da, transformatoriaren oil-a deskonposatzen du, amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioaren orokorrengoko iraungitzea eragiten du.

• Phasen falta: Altuko tentsioko fusea hutsegitean, transformatorra phasen falta duen egoeran funtzionatu dezake.

• Altuko tentsioko zirkuituaren funtzio limitatuak: Altuko tentsioko zirkuituak funtzio sinpleak ditu, elektrizitatearen funtzionamenduaren erregulazio aktualen eskerrak bete ez dizkiele.

Gaizki hauei aurre egiteko, fabrikante domestiak hainbat hobekuntza egin dituzte. Goian adierazita, baxuko tentsioko gelan amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioetan baxuko tentsioko intelligent air-circuit breakers gehitu zituzten, over-load, under-voltage, short-circuit, eta grounding-fault protektionak lortzeko. Honek baxuko tentsioko lineetan short-circuit edo over-load gertatzen denean altuko tentsioko fuses hutsegiteko kasua kendu du, transformatorrak phasen falta duen egoeran funtzionatzeko saihestu du. Bigarren, altuko aldea berriro diseinatu egin da. Adibidez, altuko tentsioko babesetan, amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioak load switches erabiltzen ditu load power supply-a mozteko, eta backup protection fuses eta plug-in fuses erabiltzen ditu full-range power protection-a lortzeko.

Separate-tank Type Combined Transformers

Orain arte, transformatori fabrikanteek egindako amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazio asko ZG-type common-tank combined transformers dira. Common-tank combined transformers-en gaizki hauei aurre egiteko, fabrikante domestiak altuko tentsioko osagaiak, adibidez, load switches eta backup protection fuses, transformatoriaren oil-tank-etik bereiztu dituzte. Altuko tentsioko osagaien gelan flash-puntu altuko oil-a injektatzen dute, eta transformatoriaren oil-tank-etan oil arrunta (No. 25) injektatzen dute. Honek transformatoriaren oil-ageing problema ebazten du load switch funtzionatzen denean, eta altuko flash-puntu oil-a erabiltzeak sortzen duen errementazio-arazoak (oilaren bisgortasuna handiagatik).

Amorphous Alloy Transformers-en Erabilera

Transformatorra kutxatikoa duen subestazioaren osagai handiena eta kalor handiena sortzen duena da. Bere estruktura eta galderen maila lotuta dago kutxatikoa duen subestazioaren diseinu orokorrearekin.

1996an, Txina behar bezala amorphous distribution transformers-ak garatu eta ekoiztu zituen, baina ekoizpena txikia izan zen, eta ekoizpen handia ez zen lortu. 1998an, Shanghai Xindian Electric Company General Electric (GE) companytik amorphous transformers-en diseinu eta ekoizpen teknologia inportatu zuen ekoizpen handira. Une honetan, 20 baino gehiagoko amorphous transformer fabrikante daude. Amorphous alloy iron cores-en no-load loss S9 seriearen 20% da, energiaren ahorroaren eragina oso handia da.

ANSI distribution transformer standards-ek ere eragina dute transformatori teknologiaren eta merkatuaren kontextuan. Hala ere, amorphous alloy transformers-en erabilera domestiaren kutxatikoa duen subestazioen barruan mugatzen duena prezioa da, eta harentzat politika estimaldirik beharrezkoa da. Bereiz, amorphous alloy transformers-en erabilera estimaldi politika asko daude hemengo eta kanpo. Taiwaneko fabrikanteek esaten dute Taiwan regionak amorphous alloy transformer produkturentzako estandaro zorrotzak sortu dituela. Nonahi ere amorphous alloy transformers erabili badira, transformatoriaren kapasitatearen arabera laguntza jaso dezake, kW bakoitzeko milaka New Taiwan Dollars ematen zaizkie.

Europar Estilotako eta Amerikar Estilotako Kutxatikoa Duen Subestazioen Konparaketa

Goian adierazita, amerikar estilotako eta europar estilotako kutxatikoa duen subestazioak espazio, espazio-lurralde, eta ingurumeneko harremanetan ondorio positiboak partekatzen dituzte. Amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioak, ANSI distribution transformer-related norms-ekin diseinatuta, espazio-lurralde, prezio, eta errementazioan europar estilotako bakoitzarekin alderatuta, batez ere DXB(W)-1.10 motako kutxatikoa duen subestazioan, transformatoriaren altuko eta baxuko tentsioko bushings, tap-changers, oil conservators, eta oil drain valves pareten batetik instalatzen dira, altuko eta baxuko tentsioko gailu-kompartimentu desberdinak. Horrela, transformatori kutxatikoa duen subestazioaren karkasa osagai bat da, eta gainerako hiru paretan airean erakusgarriak diren corrugated heat sinks instalatzen dira. Honek errementazioaren egoera hobetzen du, eta galderak gutxitzen ditu.

Hala ere, amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioen errementazio-osagaiak luzean airean erakusgarriak direnez, materialen korrosio eta natura erdigunearen eraginez, gailuaren iraungitzea eragin dezake. Gainera, uztailan, amerikar estilotako kutxatikoa duen subestazioen errementazio-osagaien tenperatura 80-90°C arte iritsi daitezke, pertsona bat gertu pasatzen denean sunbistu arriskua dago