Разбирање на варијациите на правоугуливателите и електричните трансформатори

Разлики помеѓу ректификаторски трансформатори и енергетски трансформатори

Ректификаторските трансформатори и енергетските трансформатори се дел од породичјата на трансформаторите, но фундаментално се разликуваат по примената и функционалните карактеристики. Трансформаторите што често се видат на електрични стапови обично се енергетски трансформатори, додека оние што се користат за доставување на електролитни ќелии или опрема за галикванje во фабрики обично се ректификаторски трансформатори. За да се разберат нивните разлики, потребно е да се испитат три аспекти: работен принцип, структурни карактеристики и работна средина.

Од функционална гледна точка, енергетските трансформатори првенствено се справуваат со конверзија на ниво на напон. На пример, тие подигаат излезот на генераторот од 35 кВ до 220 кВ за долготрајна трансмисија, а потоа го понижуваат до 10 кВ за распределба во заедницата. Овие трансформатори действаат како превозници во енергетскиот систем, фокусирајќи се само на трансформација на напон. Спротивно на тоа, ректификаторските трансформатори се дизајнирани за конверзија од алтернативен на директен струја, обично парирани со ректификациони уреди за конверзија на AC во специфични DC напони. На пример, во системите за тракција на метрополитен, ректификаторските трансформатори конвертираат мрежниот AC напон во 1,500 В DC за возење на возови.

Структурниот дизајн покажува значајни различии. Енергетските трансформатори акцентираат на линеарна трансформација на напон, со прецизни односни броеви меѓу високи- и низки-напонски виткања. Ректификаторските трансформатори, сепак, мора да се земаат предвид хармониите генерираани во време на ректификација. Нивните вторични виткања често користат специјални конфигурации - како што се многу гранки или делта поврзуванја - за потиснување на специфични хармонички редови. На пример, моделот ZHSFPT од еден производител користи тројно виткање со дизајн на фазна промена за ефективно намалување на 5-ти и 7-ти хармонички загадувања на мрежата.

Изборот на основен материјал исто така одразува функционални потреби. Енергетските трансформатори обично користат стандардна ориентирана грисилинова стална за ниски губитоци и висока ефикасност. Ректификаторските трансформатори, подложени на несинусоидални струи, често користат високопермијабилна хладна ролна грисилинова стална; некои модели со висок моќ користат аморфни легировани језгра. Тестирачки податоци покажуваат дека, при иста капацитет, ректификаторските трансформатори типички имаат 15%–20% повисоки губитоци без натоварување од енергетските трансформатори поради нивните уникални оперативни стресови.

Работните услови се значајно различни. Енергетските трансформатори работат под относително стабилни натоварувања, со фиксна мрежна фреквенција од 50 Hz и околни температури од -25°C до 40°C. Ректификаторските трансформатори се соочуваат со комплексни услови: алуминиумски електролизни заводи можат да искуша десетици флуктуации на натоварување на ден, со моментални скокови на струја надвишувајќи номиналните вредности за 30%. Полеви меренја од еден плавилник покажуваат дека температурите на горещи точки во виткањата на ректификаторските трансформатори можат да се спречат од 70°C до 105°C во време на започнување на електролизер, барајќи повисок термален стабилитет од изолационите материјали.

Дизајнот на заштита се разликува соодветно. Енергетските трансформатори се фокусираат на заштита од молнии и влага, обично со IP23 класа. Ректификаторските трансформатори, често инсталирани во индустријска средина со корозивни гасови, користат нержавејачки коширни и повисоки нивоа на заштита како IP54. Некои хемиски заводи даже опремуваат своите ректификаторски трансформатори со притиснати вентилацијски системи за предотвратување на влезот на кисели гасови.

Циклусите на одржување се исто така различни. Стандардните енергетски трансформатори се подложени на инспекција на језглото секои шест години според националните регулации. Меѓутоа, записите за одржување од една стална група покажуваат дека ректификаторските трансформатори во континуирано лејачки линии бараат замена на печати секои две години и тестови на деформација на виткањата секои три години, поради забрзано стареење од појакни механички стресови под ректификаторски услови.

Структурите на трошоци се значајно различни. За единица од 1,000 кVA, стандардниот енергетски трансформатор кошта околу 250,000 RMB, додека сличен ректификаторски трансформатор обично кошта повеќе од 40% повисоко. Ова произлегува од повишено користење на материјали поради комплексни структури на виткања и додатни компоненти за потиснување на хармонии. Производствените податоци од една фабрика покажуваат дека ректификаторските трансформатори користат 18% повеќе мед и 12% повеќе грисилинова стална од еквивалентните енергетски трансформатори.

Сценариите за применување се ясно различни. Енергетските трансформатори се широко користат во трансформаторни станции, жилишни области и трговски комплекси, извршувајќи основна распределба на енергија. Ректификаторските трансформатори служат специјализирани индустрии: тракција на железнички подсистеми, електролизни соби во хемиски заводи и инверторски системи во фотоелектрични станции. Во возобновливата енергија, на пример, една сончева ферма деплоири 24 ректификаторски трансформатори за инвертирање на DC од фотолејски панели во мрежно-компатибилна AC.

Техничките параметри се исто така различни. Енергетските трансформатори обично имаат краткосрочни препречки од 4%–8%, оптимизирани за стабилност на системот. Ректификаторските трансформатори бараат прецизно пресметување на препречките; дизајн документите за еден модел специфицираат 8,5% за ограничување на струјата при грешка и осигурување на сигурна работа на ректификаторот. Соодветно на температурниот подиг, енергетските трансформатори ограничуваат температурата на врхот на масло до 95°C, додека ректификаторските трансформатори дозволуваат временски врхови до 105°C, како што е експлицитно наведено во техничките спецификации.

Стандартите за енергетска ефикасност се различни. Енергетските трансформатори мора да се придружат на GB 20052 ефикасни класи, со строги ограничувања на губитоци без натоварување и со натоварување за Класа I ефикасност. Ректификаторските трансформатори до сега не се покриени со задолжителни национални стандарди за ефикасност, иако водечки производители следат IEEE C57.18.10. Компаративни тестови покажуваат дека напредните ректификаторски трансформатори постигнуваат 12% повисока целосна ефикасност од конвенционалните модели, што спасува десетки хиляди RMB годишно во трошоци за електричество.

Изборот зависи многу од примената. За распределбена соба во жилишна област, SCB13 сувиштен енергетски трансформатор е доволен. За линија за галикванje, ректификаторски трансформатор со балансирачен реактор - како ZHS серијата - е неопходен. Предупредување доаѓа од автомобилна фабрика што погрешно користела стандарден енергетски трансформатор за електрофоретско галикванje, што причинило наситување на језглото поради DC офсет и резултирало со изгорење на виткањата во рамки на три месеци.

Будущите трендови се разликуваат. Енергетските трансформатори се напредуваат кон интелигенција, со многу нови модели кои интегрираат онлајн мониторинг. Ректификаторските трансформатори продолжуваат да прават преминувања во потиснување на хармонии; последниот модел на една марка користи динамичко регулирање на напон за намалување на входната страна на хармоничката деформација од 28% под 5%. Овие технологички еволуции се согласуваат со нивните респективни потреби за применување.