Ano ang mga katangiang teknikal at aplikasyon ng mga single-phase distribution transformers?
1 Mga Katangian Teknikal ng mga Single-phase Transformers
Sa pamamagitan ng praktikal na operasyon ng mga dayuhang network ng distribusyon, nalalaman na malawak ang aplikasyon ng mga single-phase transformers. Sa paghahambing sa mga three-phase transformers, mayroon silang natatanging mga pakinabang, na partikular na ipinapakita bilang sumusunod:
1.1 Simple na Estruktura
Ang katangiang ito ay nagbibigay na, kapag ginamit ang parehong materyales, para sa mga single-phase transformers na may parehong kapasidad, mas mababa ang kanilang mga no-load losses kaysa sa mga three-phase transformers. Sa isang tiyak na antas, mas makakapagtugon sila sa pangangailangan ng enerhiya at pagbabawas ng konsumo. Bilang halimbawa, ang mga karaniwang ginagamit na transformers na may kapasidad ng 100 kVA at 50 kVA, ang paghahambing ng iba't ibang indikador ay ipinapakita sa Table 1.
Tinatakdang 8,000 oras ng taunang operasyon, ang 100 kVA D10 single-phase distribution transformer ay may 1,280 kWh na mas mababa ang no-load loss kaysa sa S9 three-phase unit ng parehong kapasidad; ang 50 kVA ay nakakatipid ng 880 kWh. Sa kasamaang-palad, ang mga single-phase transformers ay bumabawas ng higit sa 50% ng no-load losses kumpara sa mga three-phase types.
1.2 Masikip at Madali Ipagtayo
Ito ay nagbibigay-daan upang mas mapalapit ang mga low-voltage lines sa mga load points, na nagbabawas ng radius ng power supply at nagpapababa ng mga pagkawala ng distribusyon. Ang mga pagkawala ng low-voltage grid ay naging malaking bahagi ng kabuuang pagkawala ng grid. Bago ang pagsasara, ang mga pagkawala ng urban low-voltage overhead line ay umabot sa 7% - 12% (kahit na higit pa sa 30% sa ilang rehiyon). Pagkatapos ng rural grid upgrades, itinakda ang 12% na target ng comprehensive loss, at ang mga lungsod ay lumapit dito.
Ang dalawang pangunahing dahilan para sa mataas na pagkawala ng low-voltage: 1) Ang mga three-phase transformers para sa residential/commercial supply ay nagsasaloob ng mga pinagmulan ng power malayo sa mga load, na nagpapataas ng mga supply radii at line losses; ang hindi balanse na mga current ay dinadagdagan ang mga pagkawala ng transformers. 2) Ang malalaking radii ay nagbibigay-daan sa electricity theft, na nagpapahirap sa pagmamaneho. Ang mga single-phase transformers ay naglalagay ng mga pinagmulan ng power malapit sa mga gumagamit, na nagbubuwis ng supply distances, line losses, at mga panganib ng theft.
Ang "maliliit na kapasidad, masikip na puntos, maikling radius" na modelo ng supply, na malawak na ginagamit sa mga low-voltage grids, ay epektibong nagbabawas ng mga pagkawala—ang mga single-phase transformers ay mahalaga sa pag-implemento ng ganitong pamamaraan.
1.3 Relatibong Pagbabawas sa Cost ng Proyekto
Para sa supply ng power ng single-phase transformer, ang high-voltage branches ay gumagamit ng two-wire erection, at ang low-voltage lines ay gumagamit ng two o three wires. Sa kabilang banda, ang mga three-phase transformers ay nangangailangan ng three-wire high-voltage at four-wire low-voltage erection. Kaya, ang mga setup ng single-phase ay nagbabawas ng mga wire at nagbabawas ng paggamit ng mga drop-out fuses, surge arresters, at hardware.Hindi kompleto ang stats: ang single-phase ay nagbabawas ng ~10% ng cost ng high-voltage line at 15% ng cost ng proyekto ng low-voltage line.
1.4 Pinahusay na Paghahanda ng Power Supply
Ang mga single-phase transformers ay angkop sa mga scenario ng maliliit na kapasidad at masikip na puntos, na nagpapataas ng coverage ng mga gumagamit. Estadistikal, ang mas malaking base ng mga gumagamit ay nagpapataas ng reliability coefficients. Para sa pamamahala, ang pag-ration ng single-transformer circuit-pulling ay nagbabawas ng mga brownout at nagpapababa ng mga epekto sa reliability. Sa estruktura, ang integrated coils ng mga three-phase transformers ay may panganib ng full-transformer brownout kung ang isang coil ay nabigo, na nagdudulot ng area brownouts.
Teknikal, ang mga three-phase transformers (Y/Y₀ o △/Y₀) ay nakakaranas ng voltage anomalies sa iba pang phases kung ang isang fuse ay naputol. Ang kanilang 380V/220V three-wire four-wire low-voltage systems ay may panganib ng biglaang pagtaas ng voltage mula sa neutral short-circuits, na nagdudulot ng pagkasira ng ilaw at equipment. Ang mga single-phase transformers ay malaking iwas sa mga isyu, na nag-aalamin ang reliability.
2 Mga Application ng Single-phase Transformers
2.1 Saklaw ng Paggamit
Batay sa mga katangian teknikal ng mga single-phase transformers, inirerekomenda ang kanilang application sa mga sumusunod na scenarios:
2.1.1 Urban Communities sa Residential Areas
Kasalukuyan, ang paggamit ng kuryente sa mga urban residential areas ay pangunahing para sa lighting at single-phase power (halimbawa, mga household appliances tulad ng air conditioners at refrigerators), na nasasapat sa mga pangangailangan para sa "high-voltage power supply to households". Ayon sa disenyo ng mga bahay at distribusyon ng load, adoptin ang modelo ng supply ng power na "isa single-phase transformer per building" o "isa per unit" upang makamit ang pinakamaliit na radius ng supply ng low-voltage network (ideally within 100 meters), na nagpapataas ng efisiensiya at kalidad ng supply ng power.
2.1.2 Rural Lighting at Small-scale Power Use
Ang rural lighting at small-scale power applications (halimbawa, small agricultural machinery, irrigation equipment) ay may mababang load at minimal fluctuation, na ginagawang angkop para sa small-capacity single-phase transformers. Ang wastong pag-deploy ng mga transformers na ito ay maaaring tumpakin ang mga demand ng load, bawasan ang mga cost ng supply ng power, at tiyakin ang stable na supply ng kuryente.
2.1.3 Communities at Markets na May Malubhang Electricity Theft
Ang pag-implement ng "high-voltage power supply to households" ay maaaring tanggalin ang electricity theft na dulot ng illegal na low-voltage wiring. Bukod dito, ito ay nagpapadali ng line-by-line at transformer-by-transformer line loss assessment, na nagbibigay-daan sa accurate monitoring ng mga pagkawala ng consumption ng power at pagpapalakas ng pamamahala ng power.
2.1.4 Optimization ng Supply ng Power para sa Small-scale Industrial Users
Ipromote ang paglipat ng mga small-scale industrial users mula sa "shared transformers" patungo sa "dedicated transformers". Sa popularization ng mga single-phase transformers, ang mga maliliit na industriyal at komersyal na gumagamit ay maaaring mag-install ng dedicated units. Batay sa mga polisiya ng kuryente at presyo, ang pag-adopt ng dedicated transformers ay magiging mas karaniwan, na naghihiwalay sa residential lighting mula sa three-phase industrial power. Ang pagpalit ng mga three-phase transformers sa mga single-phase transformers kung angkop ay maaaring bawasan ang mga pagkawala sa mga public low-voltage lines at shared transformers, balansehin ang mga load, at mapabuti ang stability ng voltage sa user end.
2.2 Isyu sa Paggamit ng Single-phase Transformers
Kasalukuyan, ang karamihan ng mga single-phase distribution transformers ay gumagamit ng high-quality cold-rolled silicon steel sheets (annealed) bilang core material, na gawa sa wound-core tech. Ang kanilang no-load/load losses at operating noise ay mas mababa kaysa sa S9-type three-phase transformers.
May koneksyon group label I/I₀, may dalawang pangunahing pamamaraan ng wiring:
Three-tap (low-voltage side): Isang winding na may gitnang tap na grounded, na nagpapabuo ng dalawang windings. Voltage ratio: 10 kV/0.22 kV. Wiring: Tingnan ang Figure 1 (a₁, a₂ = phase wires; x = neutral).
Four-tap (low-voltage side): Double windings (walang electrical connection sa pagitan nila). Voltage ratio (high-to-low): 10 kV/0.22 kV. Wiring: Tingnan ang Figure 2.
Sa larawan, a1, a2 ay phase wires, at x1, x2, x ay neutral wires. Kapag ginagamit ang mga single-phase transformers, tandaan ang mga sumusunod:
Para sa supply ng power, ang low-voltage side ay karaniwang gumagamit ng three-wire setup. Gamitin ang x1/x2/x bilang neutral wire (dapat reliably grounded). a1 ，a2 (phase wires) hindi pwedeng iparalelo; pantay na ipamahagi ang mga load upang mabawasan ang neutral current sa low-voltage tap at bawasan ang mga pagkawala.
Para sa low-voltage supply, gamitin ang TT system (neutral switch-controllable) o TN system (neutral non-switch-controllable).
Pumili ng high-voltage tap batay sa 10 kV outlet three-phase currents ng substation. Ang imbalanced currents ay nagdudulot ng pagtaas ng main transformer losses, nagdudulot ng negative-sequence voltage, at may panganib ng protection misoperation. Sukatin muna ang 10 kV outlet currents at itakda ang tap ayon sa rules ng current balance.
Ang mga single-phase transformers ay angkop para sa single-phase loads. Surin ang load composition at layout; hiwalayin ang single-phase at three-phase loads, ilagay ang transformers malapit sa loads upang mapataas ang efisiensiya.
Gumawa ng load forecasting; pumili ng 20–100 kVA transformer (typical range).
Para sa low-voltage supply, i-install ang sectional/tie pole switches (kung posible) upang mapataas ang reliability.
