Ano ang mga katangiang teknikal at aplikasyon ng mga single-phase distribution transformers?

1 Katangian Tehnolohikal ng Single - phase Transformers

Batay sa praktikal na operasyon ng mga dayuhang network ng distribusyon, nalalaman na malawak ang paggamit ng single - phase transformers. Sa paghahambing sa three - phase transformers, mayroon silang natatanging mga abilidad, na kumakatawan sa mga sumusunod:

1.1 Simple Structure

Ang katangian na ito ay nagpapahiwatig na, kapag ginamit ang parehong materyales, para sa single - phase transformers na may parehong kapasidad, mas mababa ang kanilang no - load losses kaysa sa three - phase transformers. Sa isang tiyak na antas, mas handa silang tugunan ang pangangailangan ng pagbabawas ng enerhiya at konsumo. Bilang halimbawa, ang karaniwang ginagamit na transformers na may kapasidad na 100 kVA at 50 kVA, ang paghahambing ng iba't ibang indikador ay ipinapakita sa Table 1.

Sa pagkalkula ng 8,000 oras ng taunang operasyon, ang 100 kVA D10 single - phase distribution transformer ay may 1,280 kWh na mas mababang no - load loss kaysa sa S9 three - phase unit na may parehong kapasidad; ang 50 kVA ay nagbabawas ng 880 kWh. Sa kasamaan, ang single - phase transformers ay nagbabawas ng higit sa 50% ng no - load losses kumpara sa three - phase types.

1.2 Compact & Madali I-install

Ito ay nagbibigay-daan upang mas mapalapit ang mga low - voltage lines sa mga load points, pinaaikit ang power supply radius at pinababawasan ang mga loss ng distribution network. Ang mga low - voltage grid losses ay dating nagsasakop ng malaking bahagi ng kabuuang grid losses. Bago ang pag-renovate, ang mga low - voltage overhead line losses sa lungsod ay nasa 7% - 12% (kahit na higit pa sa 30% sa ilang rehiyon). Pagkatapos ng rural grid upgrades, itinalaga ang 12% comprehensive loss target, at ang mga siyudad ay lumapit dito ngayon.

Ang dalawang pangunahing dahilan ng mataas na low - voltage losses: 1) Ang three - phase transformers para sa residential/commercial supply ay nagpapanatili ng malayo ang mga power sources mula sa mga load, bumubukod sa supply radii at line losses; ang hindi balanse na mga current ay dinadagdagan ang mga transformer losses. 2) Ang malaking radii ay nagbibigay-daan sa electricity theft, nagpapahirap sa pamamahala. Ang single - phase transformers ay naglalagay ng mga power sources malapit sa mga gumagamit, binabawasan ang supply distances, line losses, at risks ng theft.

Ang "small capacity, dense points, short radius" supply model, malawakang ginagamit sa mga low - voltage grids, ay epektibong nagbabawas ng losses—ang single - phase transformers ay mahalaga sa pagpapatupad ng approach na ito.

1.3 Relatibong Paggastos sa Project Cost

Para sa single - phase transformer power supply, 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 three - phase transformers ay nangangailangan ng three - wire high - voltage at four - wire low - voltage erection. Kaya, ang single - phase setups ay nagbabawas ng wires at nagpapababa ng paggamit ng drop - out fuses, surge arresters, at hardware.Ayonsa hindi kompleto na stats, ang single - phase ay nagbawas ng ~10% ng high - voltage line costs at 15% ng low - voltage line project costs.

1.4 Improved Power Supply Reliability

Ang single - phase transformers ay angkop sa small - capacity, dense - point scenarios, bumubuo ng mas maraming coverage ng user. Statistically, ang mas malaking base ng user ay tumaas ang reliability coefficients. Para sa pamamahala, ang rationing via single - transformer circuit - pulling ay binabawasan ang mga outage at nagpapababa ng impact sa reliability. Sa estruktura, ang three - phase transformers’ integrated coils ay may risk ng full - transformer outages kung ang isa sa coil ay mag-fail, nagdudulot ng area blackouts.

Tehnically, ang three - phase transformers (Y/Y₀ o △/Y₀) ay nakakaranas ng voltage anomalies sa iba pang phases kapag ang isa sa fuse ay nabawasan. Ang kanilang 380V/220V three - wire four - wire low - voltage systems ay may risk ng biglaang voltage surges mula sa neutral short - circuits, nagdudulot ng disruption sa lighting at damage sa equipment. Ang single - phase transformers ay malaki ang pag-iwas sa mga isyung ito, nagbibigay ng reliability.

2 Applications ng Single - phase Transformers
2.1 Saklaw ng Paggamit

Batay sa teknikal na katangian ng single - phase transformers, inirerekumenda ang kanilang paggamit sa mga sumusunod na scenario:

2.1.1 Residential Areas sa Urban Communities

Kasalukuyan, ang paggamit ng kuryente sa urban residential areas ay pangunahin para sa lighting at single - phase power (hal. household appliances tulad ng air conditioners at refrigerators), tugunan ang pangangailangan para sa "high - voltage power supply to households". Ayon sa disenyo ng mga bahay at load distribution, adoptin ang modelo ng power supply na "one single - phase transformer per building" o "one per unit" upang mapababa ang low - voltage network supply radius (ideally within 100 meters), pataasin ang power supply efficiency at kalidad.

2.1.2 Rural Lighting at Small - scale Power Use

Ang rural lighting at small - scale power applications (hal. small agricultural machinery, irrigation equipment) ay may mababang load at minimal fluctuation, angkop para sa small - capacity single - phase transformers. Ang wastong deployment ng mga transformers na ito ay makakatugon nang tumpak sa mga demand ng load, pababawin ang mga gastos ng power supply, at siguraduhin ang stable na supply ng kuryente.

2.1.3 Communities at Markets na May Severe Electricity Theft

Ang implementasyon ng "high - voltage power supply to households" ay maaaring iwasan 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, nagbibigay ng accurate monitoring ng power consumption losses at nagpapalakas ng power management.

2.1.4 Optimization ng Power Supply para sa Small - scale Industrial Users

Ipromote ang transition ng small - scale industrial users mula sa "shared transformers" patungo sa "dedicated transformers". Sa popularisasyon ng single - phase transformers, ang small industrial at commercial users ay maaaring mag-install ng dedicated units. Batay sa polisiya ng kuryente at presyo, ang pag-adopt ng dedicated transformers ay maaaring maging mas karaniwan, naghihiwalay sa residential lighting mula sa three - phase industrial power. Ang pagpalit ng three - phase transformers sa single - phase kung saan ang angkop ay maaaring bawasan ang mga loss sa public low - voltage lines at shared transformers, balansehin ang mga load, at pataasin ang voltage stability sa user end.

2.2 Isyu Sa Paggamit ng Single - phase Transformers

Kasalukuyan, ang karamihan sa single - phase distribution transformers ay gumagamit ng high - quality cold - rolled silicon steel sheets (annealed) bilang core material, ginagawa gamit ang wound - core tech. Ang kanilang no - load/load losses at operating noise ay mas mababa kaysa sa S9 - type three - phase transformers.

May connection group label I/I₀, may dalawang pangunahing paraan ng wiring:

• Three - tap (low - voltage side): Isang winding na may middle tap na grounded, bumubuo 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 figure, a₁, a₂ ay phase wires, at x₁, x₂, x ay neutral wires. Kapag ginagamit ang single - phase transformers, sundin ang mga sumusunod:

• Para sa power supply, ang low - voltage side ay karaniwang gumagamit ng three - wire setup. Gamitin ang x₁/x₂/x bilang neutral wire (dapat maasahan ang grounding). a_1 ，a₂ (phase wires) ay hindi maaaring paralleled; pantay-pantay na ipamahagi ang mga load upang mapababa ang neutral current sa low - voltage tap at bawasan ang mga loss.

• 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 substation’s 10 kV outlet three - phase currents. Ang imbalanced currents ay nagdudulot ng main transformer losses, nagdudulot ng negative - sequence voltage, at nagpapanganak ng risk ng protection misoperation. Kunin ang sukat ng 10 kV outlet currents una at set the tap batay sa current balance rules.

• Ang single - phase transformers ay angkop sa single - phase loads. Surveyin ang load composition at layout; hiwalayin ang single - phase at three - phase loads, ilagay ang transformers malapit sa mga load upang pataasin ang efficiency.

• Gumawa ng load forecasting; pumili ng 20–100 kVA transformer (typical range).

• Para sa low - voltage supply, mag-install ng sectional/tie pole switches (kung posible) upang mapataas ang reliability.