Progettazzjoni tal-Prototip ta' Trasformatur għal Distribuzzjoni Singlu Faż 20 kV

1. Progett tal-Trasformatur Distributiv Singlu ta’ 20 kV

Is-sistemi distributtivi ta’ 20 kV solitament jagħmlu użu minn linji tal-kabli jew minn reġistri mistaxxel tal-kabli u l-linji tal-aer, u l-punt neutrali huwa qabel għal dawk b’mod komuni permezz ta’ reżistanza żgħira. Meta jikkarra il-kojna singula, ma jiġix problema li t-tensjoni tal-faż ikun tifletta aktar mill-√3 darba kif jikkarra fis-sistema ta’ 10 kV. Għalhekk, il-trasformatur distributiv singlu tas-sistema ta’ 20 kV tista’ tagħmel użu mid-dinja tal-kojnijiet tal-kojna. Dan jista’ jidherreġgoli l-insulazzjoni prinċipali tal-trasformatur distributiv singlu, f’dan mod li l-volum u l-kost ta’ trasformatur distributiv singlu ta’ 20 kV ma jiġux differenti hemmex tant mill-10 kV.

2. Selezzjoni tal-Tensjonijiet tal-Impuls u tal-Prova

Għat-tas-sil tal-impuls (BIL) u l-livell tal-prova tal-insulazzjoni tal-trasformatur distributiv singlu ta’ 20 kV, is-silġ huwa b’mod wieħed:

Il-standard nazzjonali Amerikan ANSI C57.12.00—1973 (IEEE Std 462—1972) stipula li l-livell tal-impuls (BIL) tal-laqgħa tal-tensjoni (20 kV) huwa 125 kV; it-tensjoni nominata tal-komponent tal-tensjoni uġħal hija 15.2 kV, u l-tensjoni tal-prova AC (60 Hz/min) hi 40 kV.

Il-prova tal-insulazzjoni stipula li ma jkollux ikun meħtieġ prova tal-appoġġ tal-tensjoni, imma hija meħtieġa prova tal-indukazzjoni. Fl-aħħar, wara l-appoġġ tal-tensjoni għall-terminal tal-ewwel kojnijiet, it-tensjoni tal-kull terminal tal-tensjoni uġħal għal ftit 1 kV plus 3.46 darba it-tensjoni nominata tal-kojnijiet tal-trasformatur. Dak huwa, fl-aħħar tal-prova tal-indukazzjoni (prova tal-doppja frekwenza u tensjoni), it-tensjoni uġħal hi:

2.1 L-Laqgħa tal-Tensjoni Inferuri (240/120 V)

• Livell tal-impuls (BIL): 30 kV

• Tensjoni tal-prova AC (60 Hz/min): 10 kV

2.2 Skont ir-Regoli Nazzjonali ta’ Kwalità u Prova tal-Trasformatur tal-Ċina

• L-laqgħa tal-tensjoni uġħal:

• Livell tal-impuls (BIL): 125 kV (tal-ondi sħiħa), 140 kV (tal-ondi mqtajja)

• Tensjoni tal-prova tal-indukazzjoni (200 Hz/min): 40 kV

• L-laqgħa tal-tensjoni inferuri:

• Tensjoni tal-appoġġ (50 Hz/min): 4 kV

3. Struttura u Karatteristiċi tal-Trasformatur Distributiv Singlu ta’ 20 kV

Żewġ spesifikazzjonijiet (50 kVA u 80 kVA) ġew ipprototipa, kull waħda tagħmel użu minn struttura tal-ħadid estern. Biex tindherreggoli l-insulazzjoni prinċipali, ġie ammexxi struttura tal-insulazzjoni tal-aqrun. Sejjaħ unika ġiet emplikata għal is-silġ. It-taqsam tal-kojnijiet tal-tensjoni uġħal huwa għadmit mal-kaxxa, u l-kojnijiet tal-tensjoni inferuri huma struttura tal-kojnijiet waħda.

3.1 Konfront tal-Performanża Tekniċa Bejn il-Prototipi tal-Trasformatur Distributiv Singlu ta’ 20 kV u 10 kV

• Il-konfront tal-perditi bejn il-20 kV u l-10 kV (fil-kaz ta’ 50 kVA u 80 kVA) huwa mostrat fit-Tavola 1.

• Il-konfront tal-pizzu bejn il-20 kV u l-10 kV (fil-kaz ta’ 50 kVA u 80 kVA) huwa mostrat fit-Tavola 2.

4. Trasformatur Distributiv Singlu Dual-Volt tal-20 kV∥10 kV

It-taġġornament mis-sistema ta’ 10 kV għal sistema ta’ 20 kV inkludiv l-irrapliment tal-equipament eżenċjali kif is-sistemi tal-trasformatur. Il-kost ta’ rrapliment ta’ kost alt u l-interruzzjonijiet tal-enerġija li jiġu misservati għal produzzjoni jgħin fil-progettar trasformatur dual-volt (10 kV/20 kV) singlu biex jisolvi dawn il-problemi.

4.1 Progett

Bass il-trasformatur distributiv singlu tal-kojnijiet tal-10 kV, din il-versjon dual-volt tuża relazzjoni 20 kV = 2×10 kV, użant kojnijiet primarju serjali-paralleli. Ma’ żewġ kojnijiet tal-tensjoni uġħal paralleli, żewġ kolonni tal-ħadid ikollhom kojnijiet tal-tensjoni uġħal/tal-tensjoni inferuri (kojnijiet tal-tensjoni uġħal paralleli). Żewġ kojnijiet tal-tensjoni inferuri serjali fl-“mid-point” jagħmlu output ±220 V - ground għal żewġ utenti. L-W₁ (numru tal-turns tal-tensjoni uġħal) u W₂ (numru tal-turns tal-tensjoni inferuri). Fi parallel, U₁/U₂ = W₁/W₂ = 10 kV/220V, u l-kurrent totali tal-tensjoni uġħal ikollox doppju mill-kurrent tal-kojnijiet wahda. Fi serji, l-kurrent tal-input tal-tensjoni uġħal huwa l-istess sa l-kurrent tal-kojnijiet.

4.2 Aplikazzjoni tal-Switching

Il-kapaċità tibqa’ konstanti għal input tal-tensjoni uġħal ta’ 20 kV jew 10 kV. Għal input tal-20 kV, żewġ kojnijiet tal-tensjoni uġħal fi serji ifisser wkoll 10 kV għal kulhadd. Ma’ kurrent tal-tensjoni uġħal I₁, il-kapaċità S₁ = I₁×20 = 20I₁(kVA). Fisswitchjat għal 10 kV, kojnijiet tal-tensjoni uġħal paralleli jagħmlu 2I₁ kurrent tal-input, skont S₁ = 2I₁×10 = 20I₁ (kVA). Għalhekk, S₁ = S₂).

4.3 Struttura

• Il-struttura tmatchi l-trasformatur singlu tal-kojnijiet (patent No. 4612429).

• Il-switching tal-tensjoni 10 kV/20 kV uża switch changer tal-tap reliable.

• L-insulazzjoni tmintaxx il-standard tal-IEC għal trasformatur tal-20 kV (tensjoni nominali tal-impuls: 125 kV).

• Il-noise tmintaxx il-standard tal-IEC u l-specifikazzjonijiet tekniki relevanti tal-kumpaniji tal-enerġija.

4.4 Avvantaggi tal-Trasformatur Singlu Dual-Volt

• Konservazzjoni tal-Enerġija：Il-perdita tal-linji tas-sistema distributtiva ta’ 20 kV hi 25% tal-perdita tas-sistema ta’ 10 kV, taraħ ħsieb ta’ 75% tal-enerġija. Dawn il-progett tal-teknoloġija tal-kojnijiet tal-kojnijiet singlu, il-perdita tal-blank tal-trasformatur hi 30% inqas milli l-trasformatur distributiv tip S11 attwalment magħmul użu.

• Efsienza tal-Kost tat-Talb：Waqt it-taġġornament mis-10 kV għal 20 kV, biss switch tal-kammutatur huwa meħtieġ biex jswitchja l-volt. Dan jidherreġgoli l-ħin tal-interruzzjoni tal-enerġija, u l-proċess operattiv kollu jista’ jkun komplett f’minuti qawwi.

5. Konklussjoni

• Il-punt neutrali tal-20 kV sistema huwa qabel għal dawk b’mod komuni permezz ta’ sistemi ta’ reżistanza żgħira. Għalhekk, huwa ijjor biex jikkontrolla l-insulazzjoni prinċipali tal-trasformaturi singuli tal-20 kV minn dak tal-10 kV.

• Il-perdita tal-carigħ tal-20 kV klassi trasformaturi singuli hi fuq livell analogu mal-10 kV klassi; il-pizzu tagħhom huwa anke fuq livell paragonabbli. Fil-kundizzjoni tal-perdita tal-blank, il-20 kV huwa inqas mill-10 kV. Fl-impeđiment, il-trasformatur singlu ta’ 20 kV huwa 20% aktar milli l-10 kV.

• Il-trasformatur singlu ta’ 20 kV huwa relativament ekonomiku. Is-silġ tagħu ma seffara mhux differenza sostanzjali milli trasformaturi singuli tal-10 kV.

• Il-trasformatur distributiv singlu dual-volt tal-20 kV∥10 kV tista’ tiġi użat f’sistemi distributtivi ta’ 10 kV u 20 kV. Waqt it-taġġornament mis-10 kV għal sistema ta’ 20 kV, ma jkunx meħtieġ li jirraplani l-trasformatur; biss switching tal-kammutatur suffici. Huwa metodu relativament ekonomiku u convenjent.