Rectifikatoru un enerģijas transformatoru variantu izpratne
Transformatoru un rektifikatoru transformatoru atšķirības
Rektifikatoru transformatori un jaudas transformatori abi pieder pie transformatoru ģimenes, bet to pielietojums un funkcionalās īpašības ir būtiski atšķirīgas. Transformatori, ko parasti redzam elektrotikstos, ir tipiski jaudas transformatori, savukārt tie, kas nodrošina strāvas elektrolīzes vai elektrolīzes iekārtām rūpnīcās, parasti ir rektifikatoru transformatori. Lai saprastu to atšķirības, jāizpēta trīs aspekti: darbības princips, strukturālās īpašības un darbības vide.
No funkcijas perspektīvas jaudas transformatori galvenokārt apgriež sprieguma līmeni. Piemēram, tie paaugstināti ģeneratora iznākumu no 35 kV uz 220 kV tālākajai transmisijai, pēc tam samazina to līdz 10 kV kopienas sadalīšanai. Šie transformatori darbojas kā pārvadātāji enerģijas sistēmā, fokusējoties tikai uz sprieguma transformāciju. Savukārt rektifikatoru transformatori ir izstrādāti AC uz DC konvertēšanai, parasti tiekot kombinēti ar rektifikācijas ierīcēm, lai konvertētu AC uz specifiskiem DC spriegumiem. Piemēram, metrotreņu trakcijas sistēmās rektifikatoru transformatori konvertē tīkla AC enerģiju uz 1,500 V DC, lai pārvietotu vagonus.
Strukturālais dizains atklāj nozīmīgas atšķirības. Jaudas transformatori uzsver lineāru sprieguma transformāciju, ar precīziem spulgu attiecībām starp augstsprieguma un zemsprieguma spulgām. Rektifikatoru transformatori, tomēr, jāņem vērā harmoniskie, kas rodas rektifikācijas laikā. To sekundārās spulgās parasti izmanto īpašas konfigurācijas, piemēram, daudzas šobiņas vai delta savienojumus, lai samazinātu specifiskās harmoniskās secības. Piemēram, viena ražotāja ZHSFPT modelis izmanto trīs spulgu struktūru ar fāzes nobīdes dizainu, efektīvi samazinot 5. un 7. harmoniskās saistību piesārņojumu tīklā.
Kernmatēriālu izvēle arī atspoguļo funkcionalās vajadzības. Jaudas transformatoros parasti izmanto standarta grauda orientētu silīcija dzelzuru, lai sasniegtu zemu zaudējumu un augstu efektivitāti. Rektifikatoru transformatoros, kas ir pakļauti nesinusoidāliem strāvas plūsmām, parasti izmanto augstās caurās caurās silīcija dzelzura; daži lielās jaudas modeļi pat izmanto amorfus legāļu kernus. Testdati parāda, ka, ar vienādu jaudu, rektifikatoru transformatori parasti ir 15%–20% augstāki bezslodzes zaudējumi nekā jaudas transformatori, tāpēc ka tiem ir unikālas darbības streses.
Darbības nosacījumi drastiski atšķiras. Jaudas transformatori darbojas relatīvi stabiliem slodzes apstākļiem, ar fiksēto tīkla frekvenci 50 Hz un apkārtējo temperatūru, kas atrodas robežās no -25°C līdz 40°C. Rektifikatoru transformatori saskaras ar sarežģītākiem apstākļiem: alūminija elektrolīzes rūpnīcās var notikt desmitiem slodzes svārstību ik dienu, ar momentānām strāvas sprādzieniem, kas pārsniedz nomērā noteiktās vērtības par 30%. Lauka mērījumi smilšu rūpnīcā rāda, ka rektifikatoru transformatoru spulgu karstās punktas temperatūras var pieaugt no 70°C līdz 105°C elektrolīzei uzsākšanas laikā, prasot augstāku termisko stabilitāti no izolācijas materiāliem.
Aizsardzības dizaini atšķiras atbilstoši. Jaudas transformatori koncentrējas uz vaismu un mitruma aizsardzību, parasti ar IP23 ratingu. Rektifikatoru transformatori, kas parasti tiek instalēti industriālās vidēs ar korozīves gāzēm, izmanto nerūstošā metāla apbalvos un augstākos aizsardzības līmeņus, piemēram, IP54. Dažas rūpnieciskās rūpnīcas pat aprīko savus rektifikatoru transformatorus ar spiediena ventilācijas sistēmām, lai novērstu skābekļa gāzu ieplūdi.
Apkopes cikli arī atšķiras. Standarta jaudas transformatori veic kernu inspekciju katros sešus gadus saskaņā ar valsts regulējumiem. Tomēr, apkopes ieraksti no virsbūves grupas rāda, ka rektifikatoru transformatori nepārtrauktās liešanas līnijās prasa seguma maiņu katros divus gadus un spulgu deformācijas testus katros trīs gadus, tāpēc ka paātrināts novecošanās procesu no stiprākām mehāniskām stresēm rektifikācijas apstākļos.
Izdevumu struktūras būtiski atšķiras. 1,000 kVA vienībai standarta jaudas transformators maksā aptuveni 250,000 RMB, savukārt līdzīgs rektifikatoru transformators parasti maksā vairāk par 40%. Tas izriet no palielinātā materiālu izmantošana dēļ sarežģītākas spulgu struktūras un pievienoto harmoniskās saistību samazināšanas komponentu. Ražošanas dati no vienas rūpnīcas rāda, ka rektifikatoru transformatori izmanto 18% vairāk meda un 12% vairāk silīcija dzelzura nekā līdzīgi jaudas transformatori.
Lietošanas scenāriji ir skaidri atšķirīgi. Jaudas transformatori ir plaši izplatīti pārveidotājos, dzīvojamajos rajonos un komerciālos kompleksos, veicot pamata enerģijas sadalīšanu. Rektifikatoru transformatori kalpo specializētām nozarēm: metrotreņu trakcijas pārveidotājos, hlorālkalisko rūpnīcu elektrolīzes telpās un PV staciju inverteru sistēmās. Atjaunojamā enerģija, piemēram, viens saules enerģijas parks izmantoja 24 rektifikatoru transformatorus, lai invertētu DC no fotovoltaiska paneļiem uz tīkla sagatavotu AC.
Tehniskie parametri arī atšķiras. Jaudas transformatori parasti ir īssaites impedances 4%–8%, optimizēti sistēmas stabilitātei. Rektifikatoru transformatoriem ir nepieciešama precīza impedancu kalkulācija; viena modeļa dizaina dokumenti norāda 8.5%, lai ierobežotu defektu strāvu un nodrošinātu drošu rektifikatoru darbību. Attiecībā uz temperatūras kāpumu jaudas transformatori ierobežo augšējo eļļas temperatūru līdz 95°C, savukārt rektifikatoru transformatori ļauj pagaidu virsotnes līdz 105°C, kā eksplīcitā veidā norādīts tehniskajos specifikācijos.
Enerģijas efektivitātes standarti atšķiras. Jaudas transformatoriem jāievēro GB 20052 efektivitātes grādi, ar stingriem ierobežojumiem bezslodzes un slodzes zaudējumiem I klases efektivitātei. Rektifikatoru transformatoriem vēl nav obligātu valsts efektivitātes standartu, tomēr vadošie ražotāji seko IEEE C57.18.10. Salīdzinoši testdati parāda, ka moderni rektifikatoru transformatori sasniedz 12% augstāku kopējo efektivitāti nekā tradicionālie modeļi, ietaupot desmitiem tūkstošu RMB gadā enerģijas izmaksās.
Izvēle būtiski atkarīga no lietošanas. Dzīvojamās sadalīšanas telpai SCB13 sauss jaudas transformators ir pietiekams. Elektrolīzes līnijai, rektifikatoru transformators ar balansējošu reaktoru, piemēram, ZHS sērijas, ir būtisks. Uzmanības piemērs no automašīnu rūpnīcas, kas kļūdaini izmantoja standarta jaudas transformatoru elektroforetiskajai apklāšanai, izraisot kerna satura saturu tāpēc, ka DC nobīde, kas rezultēja spuldžu sasildīšanos trīs mēnešos.
Nākotnes tendences atšķiras. Jaudas transformatori strādā uz intelektualitāti, ar daudziem jauniem modeļiem, kas integrē onlain monitoringu. Rektifikatoru transformatori turpina panākt progresu harmoniskās saistību samazināšanā; viena zīmes jaunākais modelis izmanto dinamisku sprieguma regulēšanu, lai samazinātu ieveduma puses harmoniskās saistības no 28% līdz zemāk par 5%. Šie tehnoloģiskie evolūcijas tieši atbilst to attiecīgo lietošanas prasībām.
