Evaluatie en analyse van de belastingskenmerken van distributietransformatoren

Diepgaande Analyse en Belangrijke Overwegingen voor de Evaluatie van Belastingskenmerken

De evaluatie van belastingskenmerken is een hoeksteen in het ontwerp van distributietransformatoren, wat direct invloed heeft op capaciteitsselectie, verdeling van verliezen, temperatuurstijgingscontrole en operationele economie. De evaluatie moet worden uitgevoerd over drie dimensies: belastingstype, tijdsdynamiek en milieugekoppelde factoren, met een verfijnd model gebaseerd op de werkelijke bedrijfsomstandigheden.

1. Verfijnde Analyse van Belastingstypen

• Classificatie en Kenmerken

• Woonlasten: Gedomineerd door verlichting en huishoudelijke apparaten, met een dagelijkse belastingscurve die twee pieken toont (ochtend en avond) en een lage jaarlijkse belastingsfactor (ongeveer 30%–40%).

• Industriële Lasten: Gecategoriseerd als continu (bijv., staalbedrijven), onderbroken (bijv., machinebouw) en impactlasten (bijv., elektrische boogovens), waarbij aandacht nodig is voor harmonischen, spanningsschommelingen en startstromen.

• Commerciële Lasten: Zoals winkelcentra en datacenters, gekenmerkt door seizoensgebonden variaties (bijv., zomerairconditioning) en niet-lineaire kenmerken (bijv., UPS, frequentieomzetters).

• Belastingsmodellering

• Gebruik equivalent circuit modellen of gemeten gegevens passen om de vermogensfactor (PF), harmonische inhoud (bijv., THDi) en fluctuaties in belastingsgraad te kwantificeren.

2. Dynamische Analyse op Tijdpercepties

• Dagelijkse Belastingscurve

• Afgeleid uit veldmonitoring of standaardcurves (bijv., IEEE), waarbij piek- en dalperioden en hun duur worden benadrukt.

• Voorbeeld: De dagelijkse curve van een industrieel park toont dubbele pieken van 10:00–12:00 en 18:00–20:00, met nachtelijke belastingsgraden onder de 20%.

• Jaarlijkse Belastingscurve

• Rekening houdend met seizoensgebonden variaties (bijv., zomerkoeling, winterverwarming) en voorspelling van toekomstige belastingsgroei op basis van historische gegevens.

• Belangrijke Metrieken: Jaarlijkse maximale belastingsbenuttinguren (Tmax), belastingsfactor (LF) en belastingscoëfficiënt (LF%).

3. Milieuafhankelijkheid en Correlatieanalyse

• Temperatuurinvloed

• Elke stijging van 10°C in de omgevingstemperatuur vermindert de geselecteerde transformatorkapaciteit met ongeveer 5% (op basis van thermische verouderingsmodellen), waardoor de overbelastingscapaciteit moet worden geverifieerd.

• Hoogteinvloed

• Elke stijging van 300m in hoogte vermindert de isolatiesterkte met ~1%, wat aanpassingen in het isolatieontwerp of capaciteitsreductie vereist.

• Vervuilingsgraad

• Gecategoriseerd volgens IEC 60815 (bijv., lichte, zware vervuiling), wat de selectie van bushings en isolatoren en de kruipafstand beïnvloedt.

4. Evaluatiemethoden en -hulpmiddelen

• Op Meting Gebaseerde Aanpak

• Verzamelt echte belastingsgegevens via slimme meters en oscilloscopen, gevolgd door statistische analyse (bijv., belastingsgraaddistributie, harmonisch spectrum).

• Op Simulatie Gebaseerde Aanpak

• Gebruikt software zoals ETAP of DIgSILENT om elektriciteitsnetwerken te modelleren onder verschillende scenario's.

• Empirische Formules

• Zoals de belastingsformule in IEC 60076 voor snelle schatting van transformatorkapaciteit.

5. Toepassing van Evaluatie Resultaten

• Capaciteitsselectie

• Bepaalt de transformatorkapaciteit op basis van belastingsgraad (bijv., 80% ontwerpmarge) en overbelastingscapaciteit (bijv., 1,5× nominale stroom voor 2 uur).

• Verdeling van Verliezen

• IJzerverliezen (PFe) zijn onafhankelijk van de belasting, terwijl koperverliezen (PCu) evenredig zijn met de belasting in het kwadraat, wat een balans tussen leegloop- en belastingsverliezen noodzakelijk maakt.

• Controle van Temperatuurstijging

• Berekent de warmtepunten van de windingen op basis van belastingskenmerken om overeenkomstig de thermische classificaties van de isolatiematerialen te blijven (bijv., Klasse A ≤105°C).

Conclusie

De evaluatie van belastingskenmerken moet belastingstype, tijdsdynamiek en milieuafhankelijkheid integreren met behulp van meting, simulatie en empirische methoden om een verfijnd model te bouwen. De resultaten hebben directe invloed op capaciteitsselectie, verdeling van verliezen en operationele betrouwbaarheid, en vormen de basis voor het ontwerp van distributietransformatoren.

• Economische Analyse

• Vergelijkt de investeringsrendementen van verschillende capaciteiten via een levenscycluskosten (LCC) beoordeling.