단상 분배 변압기의 기술적 특징과 응용은 무엇인가요?
1 단일상 변압기의 기술적 특징
외국 배전망의 운영 경험에 따르면, 단일상 변압기는 상당히 널리 사용되고 있습니다. 세상 변압기와 비교하여 그들은 독특한 장점을 가지고 있으며, 이는 다음과 같이 구체적으로 나타납니다:
1.1 간단한 구조
이 특성은 동일한 재료를 사용할 때 동일 용량의 단일상 변압기의 무부하 손실이 세상 변압기보다 낮음을 의미합니다. 일정 정도로 에너지 절약 및 소비 감소의 요구사항을 더 잘 충족할 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 100 kVA와 50 kVA 변압기를 예로 들면, 다양한 지표의 비교는 표 1에 나와 있습니다.
연간 8,000 시간의 운영 시간으로 계산하면, 100 kVA D10 단일상 분배 변압기는 동일 용량의 S9 세상 유닛보다 1,280 kWh 적은 무부하 손실을 가집니다; 50 kVA 변압기는 880 kWh를 절약합니다. 평균적으로 단일상 변압기는 세상 타입보다 무부하 손실을 50% 이상 줄입니다.
1.2 컴팩트하고 설치가 쉽다
이는 저압 라인이 부하 지점에 더 가까이 도달하여 공급 반경을 줄이고 배전망 손실을 억제하게 합니다. 과거에는 저압 그리드 손실이 전체 그리드 손실의 큰 부분을 차지했습니다. 개선 전에는 도시 저압 상공선 손실이 7% - 12% (일부 지역에서는 30% 이상)였습니다. 농촌 그리드 업그레이드 후에는 12%의 종합 손실 목표가 설정되었고, 현재 도시에서는 이를 접근하고 있습니다.
저압 손실이 높은 주요 원인은 두 가지입니다: 1) 주거용/상업용 공급을 위한 세상 변압기는 전력원을 부하에서 멀리 유지하여 공급 반경과 선로 손실을 증가시키며, 불균형 전류도 변압기 손실을 증가시킵니다. 2) 큰 반경은 전력 도난을 가능하게 하여 관리를 복잡하게 만듭니다. 단일상 변압기는 전력원을 사용자 근처에 배치하여 공급 거리를 줄이고 선로 손실 및 도난 위험을 줄입니다.
저압 그리드에서 널리 사용되는 "작은 용량, 밀집된 지점, 짧은 반경" 공급 모델은 효과적으로 손실을 줄이며, 단일상 변압기는 이러한 접근 방식을 구현하는 데 핵심적입니다.
1.3 프로젝트 비용 절감
단일상 변압기 공급의 경우 고압 분기선은 2선 설치를 사용하고, 저압 선로는 2선 또는 3선을 사용합니다. 반면 세상 변압기는 3선 고압과 4선 저압 설치가 필요합니다. 따라서 단일상 시스템은 선로와 드롭아웃 퓨즈, 서지 아레스터, 하드웨어 사용을 줄입니다. 불완전한 통계에 따르면: 단일상은 고압 선로 비용의 약 10%와 저압 선로 프로젝트 비용의 15%를 절감합니다.
1.4 공급 신뢰성 향상
단일상 변압기는 소용량, 밀집된 지점 시나리오에 적합하며, 사용자 범위를 확장합니다. 통계적으로 더 많은 사용자 베이스는 신뢰성 계수를 높입니다. 관리 측면에서, 단일 변압기 회로를 통해 배분하면 정전 범위를 줄이고 신뢰성 영향을 줄입니다. 구조적으로 세상 변압기의 통합 코일은 하나의 코일이 실패할 경우 전체 변압기 정전으로 인해 지역 정전을 초래할 위험이 있습니다.
기술적으로 세상 변압기(Y/Y₀ 또는 △/Y₀)는 하나의 퓨즈가 끊어질 경우 다른 상에서 전압 이상이 발생할 수 있습니다. 그들의 380V/220V 3선 4선 저압 시스템은 중성 단락으로 인해 갑작스러운 전압 상승이 발생하여 조명을 방해하고 설비를 손상시킬 위험이 있습니다. 단일상 변압기는 이러한 문제를 대부분 피하여 신뢰성을 보장합니다.
2 단일상 변압기의 응용
2.1 사용 범위
단일상 변압기의 기술적 특성에 따라 다음 시나리오에서 사용을 권장합니다:
2.1.1 도시 커뮤니티의 주거 지역
현재 도시 주거 지역의 전기 소비는 주로 조명과 단일상 전력(예: 에어컨, 냉장고 등 가전 제품)에 집중되어 "가구까지의 고압 공급" 요구사항을 충족합니다. 주택 설계와 부하 분포에 따라 "건물 당 하나의 단일상 변압기" 또는 "유닛 당 하나"의 공급 모델을 채택하여 저압 네트워크 공급 반경을 최소화(최대 100미터)하여 공급 효율과 품질을 향상시킵니다.
2.1.2 농촌 조명 및 소규모 전력 사용
농촌 조명 및 소규모 전력 사용(예: 소형 농업 기계, 관개 설비)은 낮은 부하와 최소한의 변동을 특징으로 하며, 작은 용량의 단일상 변압기에 적합합니다. 이러한 변압기의 적절한 배치는 부하 요구 사항을 정확히 충족시키고 공급 비용을 줄이며 안정적인 전력 공급을 보장합니다.
2.1.3 전력 도난이 심각한 지역 및 시장
"가구까지의 고압 공급"을 구현하면 불법 저압 배선으로 인한 전력 도난을 제거할 수 있습니다. 또한, 선로별 및 변압기별 손실 평가를 용이하게 하여 전력 소비 손실을 정확히 모니터링하고 전력 관리를 강화할 수 있습니다.
2.1.4 소규모 산업 사용자의 공급 최적화
소규모 산업 사용자가 "공유 변압기"에서 "전용 변압기"로 전환하도록 촉진합니다. 단일상 변압기의 보급으로 소규모 산업 및 상업 사용자는 전용 변압기를 설치할 수 있습니다. 전기 및 가격 정책에 따라 전용 변압기의 채택이 더욱 일반화될 것이며, 주거용 조명과 세상 산업 전력을 분리합니다. 적절한 경우 세상 변압기를 단일상 변압기로 교체하면 공용 저압 선로와 공유 변압기의 손실을 줄이고 부하를 균형 잡고 사용자 끝의 전압 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
2.2 단일상 변압기 사용 시 주의사항
현재 대부분의 단일상 분배 변압기는 고품질 냉간 압연 실리콘 강판(열처리)을 코어 재료로 사용하며, 와인딩 코어 기술로 제조됩니다. 그들의 무부하/부하 손실과 작동 소음은 S9 형 세상 변압기보다 훨씬 낮습니다.
I/I₀ 연결 그룹 라벨을 사용할 때, 주요 배선 방법은 다음과 같습니다:
세 개의 접속점(저압측): 중간 접속점이 접지된 단일 와인딩으로 두 개의 와인딩을 형성합니다. 전압 비율: 10 kV/0.22 kV. 배선: 도표 1 참조 (a₁, a₂ = 상선; x = 중성선).
네 개의 접속점(저압측): 두 개의 와인딩(그들 사이에 전기적 연결 없음). 전압 비율(고압-저압): 10 kV/0.22 kV. 배선: 도표 2 참조.
도표에서, \(a_1\), \(a_2\)는 상선이고, \(x_1\), \(x_2\), \(x\)는 중성선입니다. 단일상 변압기를 사용할 때 주의해야 할 사항은 다음과 같습니다:
공급 시, 저압측은 일반적으로 3선 구성으로 사용됩니다. \(x_1\)/\(x_2\)/\(x\)를 중성선으로 사용하며(신뢰성 있게 접지해야 함). \(a_1\), \(a_2\) (상선)은 병렬로 연결하지 않으며, 부하를 균등하게 분배하여 저압 탭에서 중성선 전류를 최소화하고 손실을 줄입니다.
저압 공급 시, TT 시스템(중성선 스위치 제어 가능) 또는 TN 시스템(중성선 스위치 제어 불가능)을 사용합니다.
고압 탭은 변전소의 10 kV 출구 세상 전류에 따라 선택합니다. 불균형 전류는 주 변압기 손실을 증가시키고 부호 순서 전압을 발생시키며 보호 오동작의 위험이 있습니다. 먼저 10 kV 출구 전류를 측정하고, 전류 균형 규칙에 따라 탭을 설정합니다.
단일상 변압기는 단일상 부하에 적합합니다. 부하 구성과 배치를 조사하고, 단일상 부하와 세상 부하를 분리하여 변압기를 부하 근처에 배치하여 효율성을 향상시킵니다.
부하 예측을 수행하고, 20-100 kVA 변압기를 선택합니다(일반적인 범위).
저압 공급 시, 가능하다면 구획/연결 전주 스위치를 설치하여 신뢰성을 향상시킵니다.
