Düzeltici ve Güç Trafonunun Varyasyonlarının Anlamak

Düzleştirici Trafolardan ve Güç Trafolarından Arasındaki Farklar

Düzleştirici trafo ve güç trafi her ikisi de trafonun ailesine aittir, ancak uygulama ve işlevsel özellikler açısından temel olarak farklıdırlar. Sokak direklerinde yaygın olarak görülen trafolar genellikle güç trafolarıdır, fabrikalarda elektroliz hücresi veya elektrot kaplama ekipmanlarına besleme sağlayanlar ise genellikle düzleştirici trafolarıdır. Bunların farklarını anlamak için çalışma prensibi, yapısal özellikleri ve işletim ortamı üç yönünü incelemek gerekir.

İşlevsel açıdan, güç trafoları çoğunlukla voltaj seviyesi dönüştürmeyi ele alır. Örneğin, jeneratör çıktısını uzun mesafe iletimi için 35 kV'den 220 kV'ye yükseltir, ardından toplum dağıtımında 10 kV'ye düşürür. Bu trafolar, sadece voltaj dönüşümüne odaklanan güç sistemlerinde taşıyıcı görevini görür. Buna karşılık, düzleştirici trafolar AC'den DC'ye dönüştürme için tasarlanmıştır, genellikle belirli DC voltajlarına dönüştürmek için düzleştirici cihazlarla birlikte kullanılır. Örneğin, metro çekme sistemlerinde, düzleştirici trafolar ağ AC gücünü trenleri sürmek için 1,500 V DC'ye dönüştürür.

Yapısal tasarım önemli farklılıklar gösterir. Güç trafoları, yüksek ve düşük voltaj sarımları arasındaki kesin bobin oranları ile doğrusal voltaj dönüşümünü vurgular. Düzleştirici trafolar ise, düzleştirme sırasında üretilen harmonikleri dikkate almalıdır. İkincil sarımları genellikle belirli harmonik sıralarını baskılamak için çoklu dallar veya delta bağlantıları gibi özel yapılandırmalar kullanır. Örneğin, bir üreticinin ZHSFPT modeli, beşinci ve yedinci harmonik kirliliği üzerinde etkili bir şekilde azaltmak için faz kayması tasarımı olan üç sarım yapısını kullanır.

Kern malzemesi seçimi de işlevsel ihtiyaçları yansıtır. Güç trafoları, düşük kayıp ve yüksek verim için standart grain-oriented silikon çeliği kullanır. Düzleştirici trafolar, sinusoidal olmayan akımlara maruz kalınca, genellikle yüksek geçirgenlikli soğuk rulo silikon çeliğini; bazı yüksek güç modelleri amorf alaşım kernlerini kullanır. Test verileri, aynı kapasitede, düzleştirici trafoların, benzersiz işletim streslerinden dolayı güç trafolarına göre genellikle %15-20 daha yüksek boş yük kayıplarına sahip olduğunu gösterir.

İşletim koşulları büyük ölçüde farklıdır. Güç trafoları, 50 Hz sabit ağ frekansı ve -25°C ile 40°C arasında değişen çevresel sıcaklıklarda nispeten istikrarlı yükler altında çalışır. Düzleştirici trafolar karmaşık koşullarla karşı karşıya kalır: alüminyum elektrolizi tesisleri, günlük onlarca yük dalgalanmasına sahip olabilir, anlık akım sıçramaları nominal değerlerin %30'ünü aşabilir. Bir fırının alan ölçümleri, düzleştirici trafoların sarım sıcak nokta sıcaklıkları, elektroliz başlatma sırasında 70°C'den 105°C'ye çıkabildiğini gösterir, bu da yalıtım malzemelerinden daha yüksek termal istikrar talep eder.

Koruma tasarımları buna göre değişir. Güç trafoları, genellikle IP23 derecesiyle yıldırım ve nem korumasına odaklanır. Düzleştirici trafolar, genellikle koruyucu gazlar içeren endüstriyel ortamlarda kurulur, paslanmaz çelik kaplama ve IP54 gibi daha yüksek koruma seviyeleri kullanır. Bazı kimya tesisleri, asit gazlarının girmesini önlemek için düzleştirici trafolarına basınçlı havalandırma sistemleri ekler.

Bakım dönemleri de farklıdır. Standart güç trafoları, ulusal düzenlemelere göre altı yılda bir kern incelemesi geçer. Ancak, bir çelik grubundan bakım kayıtları, sürekli döküm hatlarında rectifier trafolarının, daha güçlü mekanik stresler altında hızlandırılmış yaşlanmadan dolayı iki yılda bir mühür değiştirme ve üç yılda bir sarım deformasyon testi gerektirdiğini gösterir.

Maliyet yapıları önemli ölçüde farklıdır. 1,000 kVA bir birim için, standart bir güç transformatörü yaklaşık 250,000 RMB tutarındadır, benzer bir düzleştirici transformatörün maliyeti genellikle bunun %40’ından fazladır. Bu, karmaşık sarım yapıları ve ek harmonik baskılayıcı bileşenlerden dolayı artan malzeme kullanımı nedeniyledir. Bir fabrikanın üretim verilerine göre, düzleştirici trafolar, eşdeğer güç trafolarına kıyasla %18 daha fazla bakır ve %12 daha fazla silikon çeliği kullanmaktadır.

Uygulama senaryoları açıkça farklıdır. Güç trafoları, temel güç dağıtımını gerçekleştiren substationlarda, yerleşim alanlarında ve ticari komplekslerde yaygın olarak bulunur. Düzleştirici trafolar, raylı ulaşım çekme substationları, klor-alkali tesisleri elektroliz odaları ve PV istasyon inverter sistemleri gibi özel endüstrileri hizmet eder. Yenilenebilir enerjide, örneğin, bir güneş çiftliği, fotovoltaik panellerden elde edilen DC'yi ağ uyumlu AC'ye dönüştürmek için 24 düzleştirici transformatör kullandı.

Teknik parametreler de farklıdır. Güç trafoları genellikle sistemin istikrarı için optimize edilmiş 4%–8% kısa devre impedanslarına sahiptir. Düzleştirici trafolar, hassas impedans hesaplaması gerektirir; bir modelin tasarım belgeleri, arızalı akımı sınırlamak ve güvenli düzleştirme işlemi sağlamak için 8.5% belirtir. Sıcaklık artışına gelince, güç trafoları üst yağ sıcaklığını 95°C'ye sınırlar, düzleştirici trafolar ise teknik şartnamelere göre geçici zirvelerde 105°C'ye kadar izin verir.

Enerji verimlilik standartları ayrılır. Güç trafoları, sınıf I verimliliği için boş yük ve yüklü kayıplar üzerinde sıkı sınırlar getiren GB 20052 verimlilik derecelerine uymak zorundadır. Düzleştirici trafolar henüz zorunlu ulusal verimlilik standartları kapsamında değildir, ancak öncü üreticiler IEEE C57.18.10'ı takip eder. Karşılaştırmalı test verileri, gelişmiş düzleştirici trafoların geleneksel modellere göre %12 daha yüksek genel verimliliğe sahip olduğunu, yıllık elektrik maliyetlerinde on binlerce RMB tasarruf sağladığını gösterir.

Seçim, uygulamaya bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Bir yerleşim dağıtım odası için, SCB13 kuru tip güç transformatörü yeterlidir. Elektrot kaplama hattı için, dengeleyici reaktöre sahip bir düzleştirici transformatör—ZHS serisi gibi—gereklidir. Uyarı örnekleri, otomobil fabrikasından geliyor, burada standart bir güç transformatörü yanlışlıkla elektroforik kaplama için kullanılmış, DC ofseti nedeniyle çekirdek doygunluğu oluşmuş ve üç ay içinde sarım yanmış.

Gelecek trendleri ayrılır. Güç trafoları, birçok yeni model online izleme entegre ederek akıllılaşmaya doğru ilerliyor. Düzleştirici trafolar, giriş tarafı harmonik bozulmasından %28'den %5'in altına indirilebilen dinamik voltaj düzenleme ile en son modelini kullanan bir marka gibi, harmonik azaltma konusunda devam ediyor. Bu teknolojik evrimler, kendi uygulama talepleriyle yakından uyumludur.