Mitkä ovat yksivaiheisten jakautumustransformatorien tekniset ominaisuudet ja sovellukset?
1 Yksivaiheisten muuntimien tekniset ominaisuudet
Ulkomaisten jakeluverkkojen käytännön toiminnasta tiedetään, että yksivaiheisia muuntimia sovelletaan hyvin laajasti. Niillä on verrattuna kolmivaiheisiin muuntimiin ainutlaatuisia etuja, jotka ilmaisuvaltaisesti näkyvät seuraavasti:
1.1 Yksinkertainen rakenne
Tämä piirre tarkoittaa, että samalla materiaalilla valmistettujen samaa kapasiteettia olevien yksivaiheisten muuntimien tyhjäkuormahäviöt ovat alhaisempia kuin kolmivaiheisten muuntimien. Tämä mahdollistaa energiansäästön ja kulutuksen vähentämisen tietysti tietyssä määrin. Käytettyjen 100 kVA ja 50 kVA kapasiteettisten muuntimien esimerkin avulla eri mittareiden vertailu näkyy Taulukossa 1.
Laskettuna 8 000 vuodessa käytettävästä ajasta 100 kVA D10 yksivaiheinen jakeluverkon muuntin tyhjäkuormahäviöt ovat 1 280 kWh pienemmät kuin S9 kolmivaiheisen muuntimen vastaavalla kapasiteetilla; 50 kVA malli säästää 880 kWh. Keskimäärin yksivaiheiset muuntimet vähentävät tyhjäkuormahäviöitä yli 50 prosenttia verrattuna kolmivaiheisiin tyyppeihin.
1.2 Kompakti & helppo asentaa
Tämä mahdollistaa, että alijännitteiset johtotie pääsevät lähemmäksi kuormapisteitä, supistamalla sähköntarjonnan säteitä ja vähentäen jakeluverkon häviöitä. Alijännitteiset verkkohäviöt olivat aiemmin suuri osa kokonaisverkkohäviöistä. Kaupunkien alijännitteisten ilmajohdosten häviöt olivat ennen uudistusta 7-12 % (joissakin alueissa jopa yli 30 %). Maaseutuverkkojen päivitysten jälkeen asetettiin 12 % yhteishäviötavoite, jota kaupungit nyt lähestyvät.
Kaksi pääasiallista tekijää aiheuttavat korkeita alijännitteisiä häviöitä: 1) Asunnon/kaupan tarjoamiseen tarkoitettujen kolmivaiheisten muuntimien pitkät sähköntarjonnan säteet lisäävät tarjonnan säteitä ja johtohäviöitä, epätasapainoiset virrat lisäävät myös muuntimien häviöitä. 2) Suuret säteet mahdollistavat sähkön varastamisen, mikä monimutkistaa hallintaa. Yksivaiheiset muuntimet asennetaan lähelle käyttäjiä, mikä lyhentää tarjonnan etäisyyttä, johtohäviöitä ja varastusriskejä.
"Pieni kapasiteetti, tiheitä pisteitä, lyhyt säde" -malli, jota laajasti käytetään alijännitteisiin verkkoihin, vähentää tehokkaasti häviöitä – yksivaiheiset muuntimet ovat avain tämän lähestymistavan toteuttamiseen.
1.3 Suhteelliset säästöt projektituotteissa
Yksivaiheiselle muuntimelle tarvittavissa sähköntarjonnassa korkeajännitteiset haarat rakennetaan kahden johtojen avulla, ja alijännitteiset linjat käyttävät kahden tai kolmen johtoa. Vastaavasti kolmivaiheisille muuntimille tarvitaan kolme korkeajännitteistä johtoa ja neljä alijännitteistä johtoa. Näin ollen yksivaiheiset asennukset säästävät johtoja ja vähentävät tiputussuluttimien, surgesuojausten ja metalliosien käyttöä.Puutteelliset tilastot näyttävät, että yksivaiheiset vähentävät noin 10 % korkeajännitteisten linjojen kustannuksista ja 15 % alijännitteisten linjojen projektikustannuksista.
1.4 Parannettu sähköntarjonnan luotettavuus
Yksivaiheiset muuntimet sopivat pieniin kapasiteetteihin ja tiheisiin pisteisiin, mikä parantaa käyttäjien kattavuutta. Tilastollisesti suurempi käyttäjäkunta nostaa luotettavuuskertoimia. Hallinnollisesti yhden muuntimen sähköntarjonta rajoittaa sähkökatkoja ja vähentää luotettavuuden vaikutuksia. Rakenteellisesti kolmivaiheisten muuntimien integroitu keila voi aiheuttaa koko muuntimen katkon, jos yksi keila epäonnistuu, mikä aiheuttaa alueellisen sähkökatkon.
Teknologisesti kolmivaiheiset muuntimet (Y/Y₀ tai △/Y₀) kohtaavat muita vaiheita koskevia jännitesepityksiä, kun yksi sulake sammuu. Heidän 380V/220V kolme johtoa neljä johtoa alijännitteinen järjestelmä riskiä neutraalin lyhittyessä, mikä aiheuttaa valojen sammumisen ja laitteiden vaurioitumisen. Yksivaiheiset muuntimet välttävät suurelta osin tällaisia ongelmia, taaten luotettavuuden.
2 Yksivaiheisten muuntimien sovellukset
2.1 Sovellusalat
Yksivaiheisten muuntimien teknisten ominaisuuksien perusteella niiden käyttöä suositellaan seuraavissa skenaarioissa:
2.1.1 Kaupunkiyhteisöjen asuinalueet
Nykyisin kaupunkiasuinalueiden sähkönkulutus on pääasiassa valaistukseen ja yksivaiheiseen sähköntarjontaan (esimerkiksi kotitalouksissa käytettyihin ilmastointilaitteisiin ja jääkaappeihin), mikä vastaa "korkeajännitteistä sähköntarjontaa kotitalouksiin". Rakennusten suunnittelun ja kuorman jakautumisen mukaan otetaan käyttöön "yksi yksivaiheinen muuntin per talo" tai "yksi per yksikkö" -sähköntarjontamalli, joka minimoi alijännitteisen verkoston tarjonnan säteen (parhaassa tapauksessa alle 100 metriin), parantaen sähköntarjonnan tehokkuutta ja laatua.
2.1.2 Maaseudun valaistus ja pienimuotoiset sähköntarpeet
Maaseudun valaistus ja pienimuotoiset sähköntarpeet (esimerkiksi pieni maatalouskoneistus, vesiviljelylaitteet) ovat matala kuorma ja vähäiset fluktuoinnit, mikä tekee niistä sopivia pieniin kapasiteettisiin yksivaiheisiin muuntimiin. Nämä muuntimet voidaan asentaa tarkasti vastaamaan kuorman vaatimuksia, vähentää sähköntarjonnan kustannuksia ja taata vakaa sähköntarjonta.
2.1.3 Yhteisöt ja markkinat, joissa sähkönvarasto on vakava ongelma
"Korkeajännitteinen sähköntarjonta kotitalouksiin" -mallin käyttö poistaa laittoman alijännitteisen johtohenkilön aiheuttaman sähkönvaraston. Lisäksi se helpottaa linjan ja muuntimen sähköntarjonnan häviöarvioinnin tarkkaa seurantaa, mahdollistaen sähköntarjonnan häviöiden tarkkamittauksen ja sähköntarjonnan hallinnan vahvistamisen.
2.1.4 Pienimuotoisten teollisuuskäyttäjien sähköntarjonnan optimointi
Edistä pienimuotoisten teollisuuskäyttäjien siirtymistä "yhteisestä muuntimesta" "omille muuntimille". Yksivaiheisten muuntimien yleistyessä pienet teollisuus- ja kauppakäyttäjät voivat asentaa omia muuntimia. Sähkön ja hinnoittelupolitiikan ohjeistuksen mukaisesti omien muuntimien käyttö tulee yleistymään, erottelemaan asuntojen valaistuksen kolmivaiheisesta teollisuussähköstä. Kolmivaiheisten muuntimien korvaaminen yksivaiheisilla muuntimilla sopivissa tapauksissa vähentää yhteisten alijännitteisten linjojen ja yhteismuuntimien häviöitä, tasapainottaa kuormia ja parantaa käyttäjän päätepisteen jännitetä.
2.2 Ongelmat yksivaiheisten muuntimien käytössä
Nykyään useimmat yksivaiheiset jakeluverkon muuntimet käyttävät korkealaatuisia kyyneltyä levyromuttua silikonteräslevyjä (lämmityskyyneltyjä) ydinmateriaalina, valmistettuna kyyneltyä ympärilevyteknologian avulla. Niiden tyhjäkuorma/kuormahäviöt ja toimintaäänit ovat paljon pienemmät kuin S9-typen kolmivaiheisten muuntimien.
Yhdistämistapa I/I₀ on kaksi pääasiallista johtamistapaa:
Kolme pistettä (alijännitteinen puoli): Yksi kytkentä keskitapana maanjäristetty, muodostamalla kaksi kytkentää. Jänniteratio: 10 kV/0,22 kV. Kytkentä: Katso Kuva 1 (a₁, a₂ = vaihejohtimet; x = neutraali).
Neljä pistettä (alijännitteinen puoli): Kaksi kytkentää (ei sähköistä yhteyttä niiden välillä). Jänniteratio (korkeajännitteinen - alijännitteinen): 10 kV/0,22 kV. Kytkentä: Katso Kuva 2.
Kuvassa a1, a2 ovat vaihejohtimet, ja x1, x2, x ovat neutraalijohtimet. Kun käytetään yksivaiheisia muuntimia, huomioi seuraavat asiat:
Sähköntarjoamiseen alijännitteinen puoli käyttää yleensä kolmea johtoa. Ota x1/x2/x neutraalijohdoksena (täytyy olla luotettavasti maanjäristetty). a1 ，a2 (vaihejohtimet) eivät voi yhdessä; tasapainota kuormat vähentääksesi neutraalivirtaa alijännitteisessä pistossa ja vähentääksesi häviöitä.
Alijännitteiseen tarjontaan käytä TT-järjestelmää (neutraali kytkettävä) tai TN-järjestelmää (neutraali ei-kytkettävä).
Valitse korkeajännitteinen pisto substation 10 kV ulosjohtojen kolmivaiheisista virroista. Epätasapainoiset virrot lisäävät päämuuntimen häviöitä, aiheuttavat negatiivisen järjestyksen jännitteen ja riskeerivät suojamitoitusvirheen. Mitan 10 kV ulosjohtovirrot ensin ja aseta pisto virran tasapainoon mukaisesti.
Yksivaiheiset muuntimet sopivat yksivaiheisiin kuormiin. Tutki kuorman koostumusta ja sijoitusta; erottele yksivaiheiset ja kolmivaiheiset kuormat, sijoita muuntimet lähelle kuormia parantaen tehokkuutta.
Suorita kuorman ennustaminen; valitse 20–100 kVA muuntin (typinen alue).
Alijännitteiseen tarjontaan asenna osiot/puuhavainnot (jos mahdollista) parantaen luotettavuutta.
