Hvad er de tekniske egenskaber og anvendelser af enefasedistributionstransformatorer

1 Tekniske Egenskaber af Enfase-transformatorer

Fra operationel praksis i udenlandske distributionsnet, er det kendt, at enfase-transformatorer anvendes meget bredt. I forhold til tre-fase-transformatorer har de unikke fordele, som specifikt viser sig som følger:

1.1 Enkel Struktur

Denne karakteristik gør, at når man bruger samme materialer, for enfase-transformatorer med samme kapacitet, er deres tomkørselsforbrug lavere end for tre-fase-transformatorer. I en vis grad kan de bedre opfylde behovet for energibesparelse og reduktion af forbrug. Med de ofte anvendte transformatorer med kapaciteter på 100 kVA og 50 kVA som eksempler, vises sammenligningen af forskellige indikatorer i Tabel 1.

Beregnet over 8.000 årlige driftstimer, har en 100 kVA D10 enfase-distributionstransformator 1.280 kWh mindre tomkørselsforbrug end en S9 tre-fase-enhed med samme kapacitet; en 50 kVA har 880 kWh besparelse. Gennemsnitligt nedsætter enfase-transformatorer tomkørselsforbrug med over 50% i forhold til tre-fase-typer.

1.2 Kompakt & Let at Installere

Dette gør, at lavspændingslinjer kan nå nærmere belastningspunkter, formindsker strømforsyningsradius og begrænser distributionsnettab. Lavspændingsnettab udgjorde engang en stor del af det samlede nettab. Før renovering var bylavspændingsoverskriftsledninger tab mellem 7% - 12% (i nogle regioner over 30%). Efter landsbynetopgraderinger blev et samlet tabmål på 12% sat, og byer nærmer sig dette.

To hovedårsager driver høje lavspændings-tab: 1) Tre-fase-transformatorer for bolig/kommercial strømforsyning holder strømkilder langt fra belastninger, øger strømforsyningsradius og linjetab; ubalancerede strømmer øger også transformator-tab. 2) Stor radius gør strømtyveri muligt, hvilket komplicerer forvaltning. Enfase-transformatorer placerer strømkilder tæt på brugere, formindsker strømforsyningsafstand, linjetab og risiko for strømtyveri.

"Lille kapacitet, tætte punkter, kort radius" strømforsyningsmodel, bredt anvendt i lavspændingsnet, effektivt nedsætter tab - enfase-transformatorer er nøglen til at implementere denne tilgang.

1.3 Relativ Besparelse i Projektomkostninger

For enfase-transformatorstrømforsyning, anvendes to-led erection for højspændingsgrenene, og to eller tre led for lavspændingslinjer. I modsætning hertil kræver tre-fase-transformatorer tre-led erection for højspænding og fire-led for lavspænding. Dermed sparer enfase-opstyr led og reducerer brugen af drop-out fuses, lynnedslagssikringer og hardware.Ukomplette statistikker viser: enfase-nedsætter ~10% af højspændingslinjeomkostninger og 15% af lavspændingslinjeprojektomkostninger.

1.4 Forbedret Strømforsyningsrelabilitet

Enfase-transformatorer passer til små kapaciteter, tætte punkter scenarier, øger brugerdækning. Statistisk set, en større brugerbase løfter relabilitetskoefficienter. For forvaltning, rationering via single-transformator circuit-pulling smalner nedbrydninger og nedsætter relabilitetsindflydelse. Konstruktionelt, tre-fase-transformatorers integrerede spoler risikerer fuld-transformator-nedbrydning, hvis en spole fejler, hvilket forårsager områdenedbrydning.

Teknisk set, tre-fase-transformatorer (Y/Y₀ eller △/Y₀) står over for spændingsanomalier i andre faser, når en fuse springer. Deres 380V/220V tre-led fire-led lavspændingssystem risikerer pludselige spændingsstigninger fra neutral kortslutning, forstyrrer belysning og skader udstyr. Enfase-transformatorer undgår i høj grad disse problemer, sikrer relabilitet.

2 Anvendelser af Enfase-transformatorer
2.1 Anvendelsesområde

Baseret på tekniske egenskaber af enfase-transformatorer, anbefales deres anvendelse i følgende scenarier:

2.1.1 Boligområder i Bysamfund

I øjeblikket er elektricitetsforbrug i byboligområder hovedsageligt til belysning og enfase-strøm (f.eks. husholdningsapparater som aircondition og køleskabe), opfylder kravene for "højspændingsstrømforsyning til husholdninger". Baseret på boligdesign og belastningsfordeling, anvendes en strømforsyningsmodel af "en enfase-transformator per bygning" eller "en pr. enhed" for at minimere lavspændingsnetstrømforsyningsradius (ideelt inden for 100 meter), forbedrer strømforsyningseffektivitet og kvalitet.

2.1.2 Landsbybelysning og Små-skala Strømforbrug

Landsbybelysning og små-skala strømanvendelser (f.eks. små landbrugs maskiner, vanding udstyr) har lav belastning og minimal svinging, gør dem passende for små kapacitets enfase-transformatorer. Passende installation af sådanne transformatorer kan præcist matche belastningsbehov, reducere strømforsyningsomkostninger, og sikre stabil strømforsyning.

2.1.3 Samfund og Markeder med Alvorlig Strømtyveri

Implementering af "højspændingsstrømforsyning til husholdninger" kan eliminere strømtyveri forårsaget af ulovlige lavspændingsledninger. Desuden gør det lettere at vurdere linjetab linje for linje og transformator for transformator, muliggør præcis overvågning af strømforbrugetab og styrkelse af strømforvaltning.

2.1.4 Optimering af Strømforsyning for Små-industrielle Brugere

Promoverer overgangen fra "delte transformatorer" til "dedikerede transformatorer" for små industrielle brugere. Med populariseringen af enfase-transformatorer, kan små industrielle og kommercielle brugere installere dedikerede enheder. Guidet af strøm- og prispolitikker, vil adoptionen af dedikerede transformatorer blive mere udbredt, adskiller boligbelysning fra tre-fase industrielle strøm. Erstatning af tre-fase-transformatorer med enfase-transformatorer, hvor det er passende, kan reducere tab i offentlige lavspændingslinjer og delte transformatorer, balancere belastninger, og forbedre spændingsstabilitet ved brugernes ende.

2.2 Problemer ved Anvendelse af Enfase-transformatorer

I øjeblikket anvender de fleste enfase-distributions-transformatorer højkvalitets kolde-rullede silicium-stålplader (glødte) som kerne-material, produceret via vundne-kerneteknologi. Deres tomkørsels/belastningsforbrug og driftslyd er langt lavere end S9-tre-fase-transformatorer.

Med forbindelsesgruppe mærkat I/I₀, findes der to hovedforbindelsesmetoder:

• Tre-tap (lavspændings-side): Et enkelt vindings med en midtertap jordet, danner to vindinger. Spændingsforhold: 10 kV/0.22 kV. Forbindelse: Se Figur 1 (a₁, a₂ = faseledninger; x = neutral).

• Fire-tap (lavspændings-side): To vindinger (ingen elektrisk forbindelse imellem dem). Spændingsforhold (høj-spænding til lav-spænding): 10 kV/0.22 kV. Forbindelse: Se Figur 2.

I figuren, a₁, a₂ er faseledninger, og x₁, x₂, x er neutralledninger. Når man anvender enfase-transformatorer, bemærk følgende:

• Til strømforsyning, anvendes normalt en tre-led opsætning på lavspændings-siden. Tag x₁/x₂/x som neutralledning (må være pålideligt jordet). a_1 ，a₂ (faseledninger) kan ikke parallelliseres; fordeler belastningen ligeligt for at minimere neutralstrøm på lavspændings-tappen og reducere tab.

• Til lavspændingsforsyning, anvendes TT-system (neutral switch-begrænset) eller TN-system (neutral ikke switch-begrænset).

• Vælg højspændingstappen baseret på understations 10 kV udgangs tre-fase strømme. Ubalancerede strømme øger hovedtransformator-tab, forårsager negativ sekvensspænding, og risikerer beskyttelsesmisoperation. Mål 10 kV udgangsstrømme først og sæt tappen ifølge strømbalance-regler.

• Enfase-transformatorer passer til enfase-belastninger. Undersøg belastningssammensætning og layout; adskil enfase og tre-fase belastninger, placer transformatorer tæt på belastninger for at øge effektivitet.

• Foretag belastningsprognoser; vælg en 20-100 kVA transformator (typisk område).

• Til lavspændingsforsyning, installer sektionelle/tie pole-switches (hvis muligt) for at forbedre relabilitet.