Povzetna analiza tehnologij enofaznih distribucijskih transformatorjev v večjih uporabniških scenarijih
Uvodite 10 kV linijo v središče obremenitve. Sledenjujoči načelu "mala kapaciteta, gosta točke, kratki polmer" uporabite nov enofazni distribucijski način, ki se izstopa z značilno zmanjšanjem izgub pri nizkem napetosti, visokimi standardi energije in zanesljivostjo. Članek analizira ekonomskost in zanesljivost enofaznih in trifaznih transformatorjev v različnih situacijah ter daje predloge za njihovo uporabo in primernost.Enofazni transformatorji so razdeljeni glede na distribucijski način: ali brez izvedene neutralne točke na strani 10 kV (srednja napetost povezana z mrežnim naponom UAB/UBC/UAC, "faza do faze"), ali z izvedeno neutralno črto na strani 10 kV (srednja napetost povezana z faznim naponom UAN/UBN/UCN, "faza do zemlje"), kot je prikazano na Slikah 1 in 2.
1 Analiza izgub v enofaznem distribucijskem sistemu
V enofaznem distribucijskem sistemu izgube v omrežju glavno izvirajo iz treh delov: izgube enofaznih transformatorjev, izgube visokonapetostnih distribucijskih linij in izgube nizkonapetostnih distribucijskih linij. Za primer D11 tipa sledi izračun in analiza celostnih izgub v liniji.
1.1 Enofazni distribucijski način in povezava napetosti na strani visoke napetosti
Na strani visoke napetosti se uporablja enofazni distribucijski način in povezan med mrežnimi napeti; na strani nizke napetosti se uporablja enofazni trižični sistem. Izgube moči v območju distribucije se izračunajo kot:
V formuli je RL odpornost črte, Rdz ekvivalentna odpornost nizkonapetostne črte (enota: Ω); U je 10 kV, T je 8760 h (letne ur operiranja), in Upj je 0.38 kV (povprečna napetost na strani nizke napetosti). ΔP je aktivna energija, zabeležena drugim merilom (enota: kWh); ΔQ je reaktivna energija, zabeležena drugim merilom (enota: kWh); K je popravni koeficient, povezan s krivuljo obremenitve, z vrednostjo 1.8.
1.2 Enofazni distribucijski način (stran visoke napetosti povezana z faznim naponom)
Na strani visoke napetosti se uporablja enofazni distribucijski način in povezan med faznimi napeti. Na strani nizke napetosti se uporablja enofazni trižični sistem. Formula za izračun izgub moči v območju distribucije je naslednja:
2 Primerjava uporabe v različnih situacijah
Za primer nekega območja so bile izbrane nekaj tipičnih situacij, da bi se primerjale ekonomskosti enofaznega in trifaznega načina distribucije električne energije v različnih območjih distribucije. (Ob upoštevanju življenjskega cikla 15 let in cene električne energije 0,6083 CNY/kWh)
2.1 Mala naselja s porazdeljenimi obremenitvami
Vas št. 1 ima 37 prebivalstvenih uporabnikov, vključno z 33 enofaznimi uporabniki in 4 trifaznimi uporabniki. Kapaciteta distribucijskega transformatorja je 100 kVA, 10 kV črta je dolga 838 metrov, nizkonapetostna črta je dolga 2170 metrov, največja obremenitev je 40 kW, in letne ure izgub so 3400 ur.
Zaključek: Skupna investicija hibridnega sistema je približno 24.000 CNY višja od trifaznega sistema.
2.2 Naselja, ki jih ne more doseči črta visoke napetosti
Vas št. 2 ima 75 prebivalstvenih uporabnikov. Kapaciteta distribucijskega transformatorja je 150 kVA, 10 kV črta je dolga 752 metra, nizkonapetostna črta pa 1583 metra. Zaradi omejitev koridorja črte 10 kV ni mogoče blizu oskrbiti, kar povzroča, da je dolžina črte po merilu največ 1008 metrov, minimalna napetost na koncu črte pa 179 V. Največja obremenitev je 88 kW, letne ure izgub pa 3400 ur.
Zaključek: Enofazni sistem uhranja približno 34.000 CNY v skupni investiciji glede na trifazni sistem.
2.3 Velika naselja s koncentriranimi obremenitvami
Vas št. 3 ima 210 prebivalstvenih uporabnikov, vključno z 209 enofaznimi uporabniki in 1 trifaznim uporabnikom. Kapaciteta distribucijskega transformatorja je 400 kVA, 10 kV črta je dolga 855 metrov, nizkonapetostna črta 1968 metrov, največja obremenitev 120 kW, in letne ure izgub 3400 ur.
Zaključek: Skupna investicija hibridnega sistema je približno 118.000 CNY višja od trifaznega sistema.
2.4 Območja obremenitve v mestnih ulicah
Tržnica št. 4 ima 171 uporabnikov (vsi enofazni), s obremenitvami, porazdeljenimi na obeh straneh mestne ulice (mesana stanovanjska in trgovinska območja). Kapaciteta distribucijskega transformatorja je 500 kVA, 10 kV črta je dolga 385 metrov, nizkonapetostna črta 748 metrov, največja obremenitev 375 kW, in letne ure izgub 3400 ur.
Enofazni sistem uhranja približno 291.000 CNY v skupni investiciji glede na trifazni sistem, uporaba metod distribucije električne energije v teh tipičnih situacijah je prikazana v Tabeli 1.
3 Analiza primernosti enofazne distribucije
V mestnih območjih z visoko gostoto obremenitve je enofazna distribucija neprimerna zaradi dveh razlogov: 1) Višje investicijske stroške zaradi manjkajočih ekonomij merila transformatorjev; 2) Omejeno potencialno zmanjšanje izgub v kratkih nizkonapetostnih črtah.
V podeželskih območjih, kjer je potrebna trifazna oskrba (na primer, za navodnjavo polj), je potreben hibridni enofazni/trifazni sistem oskrbe. Izbirate enofazne povezave faza do faze, da se izognete dragim prenovam pretokov 10 kV.
Ekonomski pragovi
Kvantitativna analiza kaže, da se ekonomskost spreminja glede na dolžino črte in obremenitev. Hibridni sistemi pomagajo optimizirati investicije in zmanjšati izgube.
4 Glavni zaključki
Skupaj lahko rečemo, da investicije in izgube distribucijskih transformatorjev kažejo ekonomije merila. Velikoploskovna uporaba enofazne distribucije ni optimalni pristop. Njen ekonomski smisel bi moral biti ocenjen glede na dolžino distribucijskih črt in porabo električne energije. Splošno velja, da je ekonomsko ugodno pretvoriti trifazni način distribucije v enofazni, kadar kapaciteta trifaznega distribucijskega transformatorja v območju postaje doseže 150 kVA in dolžina nizkonapetostne črte preseže 1,5 kilometra.
