Apa saja fitur teknis dan aplikasi dari trafo distribusi fase tunggal?
1 Fitur Teknis dari Trafo Satu Fasa
Dari praktik operasi jaringan distribusi luar negeri, diketahui bahwa trafo satu fasa cukup banyak digunakan. Dibandingkan dengan trafo tiga fasa, mereka memiliki keunggulan unik, yang secara khusus tercermin sebagai berikut:
1.1 Struktur Sederhana
Karakteristik ini membuat, ketika menggunakan bahan yang sama, untuk trafo satu fasa dengan kapasitas yang sama, kerugian beban kosongnya lebih rendah dibandingkan trafo tiga fasa. Dalam batas tertentu, mereka lebih mampu memenuhi kebutuhan penghematan energi dan reduksi konsumsi. Mengambil contoh trafo umum dengan kapasitas 100 kVA dan 50 kVA, perbandingan berbagai indikator ditunjukkan dalam Tabel 1.
Dihitung selama 8.000 jam operasi tahunan, trafo distribusi satu fasa D10 100 kVA memiliki kerugian beban kosong 1.280 kWh lebih sedikit dibandingkan unit tiga fasa S9 dengan kapasitas yang sama; yang 50 kVA menghemat 880 kWh. Rata-rata, trafo satu fasa mengurangi kerugian beban kosong lebih dari 50% dibandingkan tipe tiga fasa.
1.2 Kompak & Mudah Dipasang
Ini memungkinkan jalur tegangan rendah mencapai titik beban lebih dekat, mengurangi radius pasokan listrik dan menekan kerugian jaringan distribusi. Kerugian jaringan tegangan rendah pernah menyumbang sebagian besar total kerugian jaringan. Sebelum renovasi, kerugian garis udara tegangan rendah perkotaan berada pada 7% - 12% (bahkan melebihi 30% di beberapa daerah). Setelah pembaruan jaringan pedesaan, target kerugian komprehensif 12% ditetapkan, dengan kota-kota sekarang mendekati target tersebut.
Dua penyebab utama yang mendorong kerugian tinggi pada tegangan rendah: 1) Trafo tiga fasa untuk pasokan rumah tangga/perdagangan menjaga sumber daya jauh dari beban, meningkatkan radius pasokan dan kerugian garis; arus tidak seimbang juga menambah kerugian trafo. 2) Radius besar memungkinkan pencurian listrik, mempersulit manajemen. Trafo satu fasa menempatkan sumber daya dekat dengan pengguna, mengurangi jarak pasokan, kerugian garis, dan risiko pencurian.
Model pasokan "kapasitas kecil, titik padat, radius pendek", yang luas digunakan dalam jaringan tegangan rendah, secara efektif mengurangi kerugian—trafo satu fasa adalah kunci untuk menerapkan pendekatan ini.
1.3 Hemat Relatif dalam Biaya Proyek
Untuk pasokan listrik trafo satu fasa, cabang tegangan tinggi menggunakan dua kawat, dan garis tegangan rendah menggunakan dua atau tiga kawat. Sebaliknya, trafo tiga fasa memerlukan tiga kawat tegangan tinggi dan empat kawat tegangan rendah. Dengan demikian, setup satu fasa menghemat kawat dan mengurangi penggunaan drop-out fuse, pelindung petir, dan perangkat keras. Statistik yang tidak lengkap menunjukkan: satu fasa mengurangi ~10% biaya garis tegangan tinggi dan 15% biaya proyek garis tegangan rendah.
1.4 Peningkatan Keandalan Pasokan Listrik
Trafo satu fasa cocok untuk skenario kapasitas kecil, titik padat, meningkatkan cakupan pengguna. Secara statistik, basis pengguna yang lebih besar meningkatkan koefisien keandalan. Untuk manajemen, rasio melalui penarikan sirkuit satu trafo mempersempit gangguan dan mengurangi dampak keandalan. Struktural, koil terintegrasi trafo tiga fasa berisiko kegagalan trafo penuh jika satu koil gagal, menyebabkan pemadaman area.
Secara teknis, trafo tiga fasa (Y/Y₀ atau △/Y₀) menghadapi anomali tegangan pada fase lain ketika satu sekring putus. Sistem tegangan rendah tiga kawat empat kawat 380V/220V mereka berisiko lonjakan tegangan tiba-tiba dari hubungan singkat netral, mengganggu penerangan dan merusak peralatan. Trafo satu fasa sebagian besar menghindari masalah tersebut, memastikan keandalan.
2 Aplikasi Trafo Satu Fasa
2.1 Ruang Lingkup Penggunaan
Berdasarkan karakteristik teknis trafo satu fasa, penggunaannya direkomendasikan dalam skenario berikut:
2.1.1 Area Perumahan di Komunitas Perkotaan
Saat ini, konsumsi listrik di area perumahan perkotaan sebagian besar untuk penerangan dan daya satu fasa (misalnya, peralatan rumah tangga seperti AC dan kulkas), memenuhi persyaratan "pasokan listrik tegangan tinggi ke rumah tangga". Sesuai dengan desain perumahan dan distribusi beban, adopsi model pasokan listrik "satu trafo satu fasa per gedung" atau "satu per unit" untuk meminimalkan radius jaringan tegangan rendah (idealnya dalam 100 meter), meningkatkan efisiensi dan kualitas pasokan listrik.
2.1.2 Penerangan Pedesaan dan Penggunaan Daya Skala Kecil
Penerangan pedesaan dan aplikasi daya skala kecil (misalnya, mesin pertanian kecil, peralatan irigasi) memiliki beban rendah dan fluktuasi minimal, membuatnya cocok untuk trafo satu fasa kapasitas kecil. Penempatan trafo semacam itu dengan tepat dapat memenuhi permintaan beban, mengurangi biaya pasokan listrik, dan memastikan pasokan listrik stabil.
2.1.3 Komunitas dan Pasar dengan Pencurian Listrik yang Parah
Implementasi "pasokan listrik tegangan tinggi ke rumah tangga" dapat menghilangkan pencurian listrik yang disebabkan oleh kabel tegangan rendah ilegal. Selain itu, memfasilitasi penilaian kerugian garis per garis dan per trafo, memungkinkan pemantauan akurat kerugian konsumsi listrik dan memperkuat manajemen listrik.
2.1.4 Optimalisasi Pasokan Listrik untuk Pengguna Industri Skala Kecil
Promosikan transisi pengguna industri skala kecil dari "trafo bersama" ke "trafo khusus". Dengan populernya trafo satu fasa, pengguna industri dan komersial kecil dapat menginstal unit khusus. Didorong oleh kebijakan listrik dan harga, adopsi trafo khusus akan menjadi lebih umum, memisahkan penerangan rumah tangga dari daya tiga fasa industri. Mengganti trafo tiga fasa dengan trafo satu fasa di tempat yang sesuai dapat mengurangi kerugian di garis tegangan rendah publik dan trafo bersama, menyeimbangkan beban, dan meningkatkan stabilitas tegangan di ujung pengguna.
2.2 Masalah Ketika Menggunakan Trafo Satu Fasa
Saat ini, sebagian besar trafo distribusi satu fasa menggunakan lembaran silikon baja dingin berkualitas tinggi (diannealed) sebagai bahan inti, diproduksi melalui teknologi inti gulungan. Kerugian beban kosong/beban dan suara operasi mereka jauh lebih rendah dibandingkan trafo tiga fasa tipe S9.
Dengan label grup koneksi I/I₀, ada dua metode kabel utama:
Tiga tap (sisi tegangan rendah): Satu gulungan dengan tap tengah di-ground, membentuk dua gulungan. Rasio tegangan: 10 kV/0.22 kV. Kabel: Lihat Gambar 1 (a₁, a₂ = kawat fase; x = netral).
Empat tap (sisi tegangan rendah): Dua gulungan (tidak ada koneksi listrik antara keduanya). Rasio tegangan (tinggi ke rendah): 10 kV/0.22 kV. Kabel: Lihat Gambar 2.
Dalam gambar, a1, a2 adalah kawat fase, dan x1, x2, x adalah kawat netral. Ketika menggunakan trafo satu fasa, perhatikan hal-hal berikut:
Untuk pasokan listrik, sisi tegangan rendah biasanya menggunakan setup tiga kawat. Ambil x1/x2/x sebagai kawat netral (harus di-ground dengan andal). a1 ，a2 (kawat fase) tidak boleh diparalel; distribusikan beban secara merata untuk meminimalkan arus netral di tap tegangan rendah dan mengurangi kerugian.
Untuk pasokan tegangan rendah, gunakan sistem TT (netral switch-controllable) atau sistem TN (netral non-switch-controllable).
Pilih tap tegangan tinggi berdasarkan arus tiga fasa outlet 10 kV substation. Arus tidak seimbang meningkatkan kerugian trafo utama, menyebabkan tegangan urutan negatif, dan berisiko kesalahan operasi perlindungan. Ukur arus outlet 10 kV terlebih dahulu dan atur tap sesuai aturan keseimbangan arus.
Trafo satu fasa cocok untuk beban satu fasa. Survei komposisi dan tata letak beban; pisahkan beban satu fasa dan tiga fasa, tempatkan trafo dekat beban untuk meningkatkan efisiensi.
Lakukan peramalan beban; pilih trafo 20-100 kVA (rentang tipikal).
Untuk pasokan tegangan rendah, instal sakelar sectional/pole tie (jika memungkinkan) untuk meningkatkan keandalan.
