Analyse av standarder og strukturell ytelse for kombinert distribusjonsutstyr

Standarder og Klassifisering av Kombinerte Strømfordelingsenheter

Det finnes en relativt stor variasjon i kombinerte strømfordelingsenheter. Ofte brukte enheter inkluderer pakkeforsyningsstasjoner, boks-transformatorer, forhåndsmonterte forsyningsstasjoner, kombinerte transformatorer, europeiske boks-forhåndsmonterte stasjoner, og amerikanske boks-forhåndsmonterte stasjoner.

Relevante Standarder for Kombinerte Strømfordelingsenheter

De nåværende relevante standardene for kombinerte strømfordelingsenheter i Kina inkluderer hovedsakelig: den nasjonale standarden GB/T 17467-1998 Høyspennings/Lavspennings Forhåndsmonterte Forsyningsstasjoner, maskinindustriens standard JB/T 10217-2000 Kombinerte Transformatorer, og kraftindustriens bestillingsstandard DL/T 537-2002 Valgguide for Høyspennings/Lavspennings Forhåndsmonterte Boks-Forsyningsstasjoner.

I 1995 utga Den internasjonale elektrotekniske kommisjon (IEC) standarden IEC1330-1995 Høyspennings/Lavspennings Forhåndsmonterte Forsyningsstasjoner. Den nasjonale standarden GB/T 17467-1998 Høyspennings/Lavspennings Forhåndsmonterte Forsyningsstasjoner er ekvivalent med IEC1330-standarden. I denne standarden defineres en forhåndsmontert forsyningsstasjon som "utstyr som har bestått typetest og brukes til å overføre elektrisk energi fra et høyspenningssystem til et lavspenningssystem. Det inkluderer transformatorer, lavspennings- og høyspenningskontaktanordninger, koblingsledninger, og hjelpemiddelutstyr innkapslet i en kasse".

Maskinindustriens standard JB/T 10217-2000 Kombinerte Transformatorer fastsetter at standarddefinisjonen av en kombinert transformator er: "en transformator som kombinerer transformatorboksen, kontaktanordninger, sikringer, tapendring, og tilsvarende hjelpemiddelutstyr".

Kraftindustriens bestillingsstandard DL/T 537-2002 Valgguide for Høyspennings/Lavspennings Forhåndsmonterte Boks-Forsyningsstasjoner revideret den opprinnelige DL/T 537-1993 Tekniske Vilkår for Bestilling av 6-35kV Boks-Forsyningsstasjoner, gjør kraftindustriens standard for boks-forsyningsstasjoner konsekvent med IEC 1330-1995. Forskjellene mellom DL/T 537-2002 og IEC 1330-1995 (dvs. GB/T 17467-1998) vises i tabell 1.

De tre nevnte innlandsstandardene er alle anbefalte standarder. På grunn av de ulike egenskapene i forskjellige industribrancher, har hver standard sine unike trekk. Kraftindustriens bestillingsstandard er betraktet fra brukerperspektivet, basert på internasjonale (nasjonale) standarder, og legger til innholdet introdusert i tabell 1, gir en mer detaljert grunnlag for utstyrsvalg.

Klassifisering av Kombinerte Strømfordelingsenheter

Trotters de nevnte standardene, er navngivningen av kombinerte strømfordelingsenheter i praktisk bruk ikke veldig uniform, og klassifiseringen varierer også. Det er hovedsakelig to kategorier: én er å definere forhåndsmonterte forsyningsstasjoner bare som europeiske boks-forsyningsstasjoner; den andre er å kalles alle kombinerte strømfordelingsenheter forhåndsmonterte forsyningsstasjoner, og deretter dele forhåndsmonterte forsyningsstasjoner inn i "europeiske boks-forsyningsstasjoner" og "amerikanske boks-forsyningsstasjoner". Noen leverandører, for å møte behovene til ulike brukere, har selv et produkt med to navn.

Struktur og Ytelsesanalyse

Europeisk-stil Forhåndsmontert Forsyningsstasjon

I 1970-årene importerte Kina 6-10kV integrerte strømforsyningssystemer fra europeiske land som Frankrike og Tyskland. Dette innovasjonen integrerte de tre hovedkomponentene i en forsyningsstasjon (høyspenningskontaktanordninger, transformator, og lavspenningsfordelingskabinet) i en enkelt kasse, etablerte begrepet forhåndsmontert forsyningsstasjon.

I desember 1993 utga det tidligere Elektricitetsministeriet bransjestandarden DL/T 537-1993 "Tekniske Spesifikasjoner for 6-35kV Forhåndsmonterte Forsyningsstasjoner". Artikkel 3.1 i denne standarden definerer tydelig: "En kompakt komplett strømfordelingssamling bestående av høyspenningsfordelingsutstyr, krafttransformatorer, lavspenningsfordelingsutstyr, og elektrisk energimåleutstyr innkapslet i ett eller flere skap skal kalles en forhåndsmontert forsyningsstasjon, forkortet som boksforsyningsstasjon." Opprinnende fra europeiske design, ble denne konfigurasjonen kjent som europeisk stil forhåndsmontert forsyningsstasjon.

Etter publiseringen av nasjonal standard GB/T 17467-1998 "Høyspennings/Lavspennings Forhåndsmonterte Forsyningsstasjoner" i 1998, gikk den offisielle terminologien over til "forhåndsmontert forsyningsstasjon". Imidlertid fortsetter både brukere og produsenter å referere til disse installasjonene som boksforsyningsstasjoner eller europeiske stils forsyningsstasjoner i vanlig praksis.

Strukturelle Trekk:

Den europeiske stil forsyningsstasjonen består typisk av tre funksjonelle rom:

• Høyspenningsrom

• Lavspenningsrom

• Transformatorrom

To primære konfigurasjoner benyttes:

• Lineær oppsett: Standardoppsett

• Trekantoppsett: Brukes for komplekse lavspenningskretsbehov

Ytelsesfordeler sammenlignet med tradisjonelle forsyningsstasjoner:

• Optimalisering av belastningsnærhet:

• Reduserer strømforsyningens radius med 40-60%

• Reduserer kabelinvesteringskostnadene med 25-35%

• Senker linje-tap med 15-20%

• Plassbrukseffektivitet:

• Omkreiser omtrent 10% av tradisjonell forsyningsstasjonens fotavtrykk

• Reduserer byggkostnader med 60-70%

• Forenklet installasjon:

• Feltkonstruksjonstid redusert med 50-60%

Tekniske Begrensninger og Løsninger:

Innkapslingsdesignet presenterer kritiske termiske forvaltningsutfordringer:

• Begrenset varmeavgiving øker innenstemperaturen (typisk ΔT økning: 8-12°C)

• Potensielle termiske effekter på komponentstabilitet (estimert ytelsesnedgang: 3-5% per 10°C økning)

Industrielle løsninger inkluderer:

• Avanserte ventilasjonssystemer:

• Labirint-strukturerte kassevegger

• Aksial-luftaustakventilatorer (typisk 200-400 CFM kapasitet)

• Termiske forbedringsforanstaltninger:

• Radiatoroptimalisering (overflaten økes med 20-30%)

• Varmedempende isoleringsmaterialer (klasse H eller høyere)

• Disse løsningene, selv om effektive, introduserer:

• 
  

• Strukturell kompleksitet (produksjonssyklus forlenget: 15-20%)

• Tilleggsenergiforbruk (hjelpeanlegg: 5-8% av total belastning)

• Akustiske utslipp (typisk støyøkning: 3-5 dBA)

Nylige Teknologiske Fremgangsmåter:

Ledende produsenter har oppnådd gjennombruddsutviklinger i termisk forvaltning:

• Ny varmeavgigingskonfigurasjoner for transformatorer (forbedret effektivitet: 12-15%)

• Optimalisert kasseaerodynamikk (temperaturnedgang: 6-8°C)

• Sertifiserte høykapasitetsdesign (≥800kVA) uten tvinget ventilasjon

• Overholdelse av GB 1094.11 tørre transformatorers termiske grenser (maksimal vindingsvarmetilleg: 100K)

Disse innovasjonene holder overholdelse av nasjonale standarder mens de oppnår:

• Energibesparelser (ventilatorforbruk redusert: 100%)

• Støyredusjon (4-7 dBA)

• Forbedret driftsfiabilitet (MTBF forbedring: 20-25%)

Amerikansk-stil Boks-Forsyningsstasjoner (Kombinerte Transformatorer)

I 1990-årene trådte amerikanske compartimentaliserte trefas-distribusjonstransformatorer inn på den kinesiske markedet. Ifølge den amerikanske nasjonale standarden (ANSI) C57.12.26-1992 Standard for Platte-Monterte Compartimentaliserte Selvkjølte Trefas-Distribusjonstransformatorer med Høyspennings Plug-in Koblinger, kobles høyspenningskabler til transformatoren gjennom kabelforbindelser i høyspenningsrommet, og lavspenningskabler kobles til lavspenningskontaktene med bolter i lavspenningsrommet. Oljetanken til plate-monterte compartimentaliserte distribusjonstransformatorer er utstyrt med høyspenningsikringer og fireposisjons belastningskontaktorer. Transformator kan operere som terminal eller i en ringnett, beskytte og kontrollere strømforsyningstillstanden på høyspenningsiden av transformatoren.

Transformatorprodusenter i Kina har lagt til lavspenningsbrytere og strømmålere i lavspenningsrommene til amerikanske produkter, gjør dem til kombinerte strømfordelingsenheter. Disse enhetene er vidt brukte i boligområder. For å skille dem fra europeiske boks-forsyningsstasjoner, kalles de amerikanske boks-forsyningsstasjoner, også kjent som kombinerte transformatorer. Maskinindustriens standard JB/T 10217-2000 Kombinerte Transformatorer utdyper standarddefinisjonen av kombinerte transformatorer (som nevnt ovenfor). I 3.7 definerer den "høy- og lavspenningsrom" som "rom der høy- og lavspenningskablendepunkter og drifts- og kontrolleringsdeler av elektriske komponenter er innkapslet av stålplater, avhengig av oljetankens vegger". Dette er en av de strukturelle forskjellene fra europeiske boks-forsyningsstasjoner.

Denne standarden klassifiserer kombinerte transformatorer (amerikanske boks-forsyningsstasjoner) i to typer basert på oljetankstrukturen: felles-tanketype og separat-tanketype. I felles-tanketypen deler høyspenningskomponenter en transformatoroljetank med transformatorboksen, betegnet med bokstaven ZG. I separat-tanketypen plasseres høyspenningskomponenter som belastningskontaktorer i en separat oljetank, mens andre høyspenningskomponenter og transformatorboksen monteres i en annen oljetank. Oljecirkuitene i de to oljetankene er ikke forbundet, betegnet med bokstaven ZF.

Felles-tanketypen Kombinerte Transformatorer

I tillegg til fordelerne ved europeiske boks-forsyningsstasjoner, har felles-tanketypen kombinerte transformatorer følgende fordeler:

• Mindre areal: Opperer ca. 3/5 av arealet til en europeisk boks-forsyningsstasjon.

• Bedre varmeavgi