როგორ აირჩიოთ სწორი ტრანსფორმატორი?
ტრანსფორმატორების შერჩევისა და კონფიგურაციის სტანდარტები
1. ტრანსფორმატორების შერჩევისა და კონფიგურაციის მნიშვნელობა
ტრანსფორმატორებს ელექტრო სისტემებში მნიშვნელოვანი როლი ეთამაშებათ. ისინი არეგულირებენ ძაბვის დონეს, რათა შეესაბამონ სხვადასხვა მოთხოვნებს და უზრუნველყონ ელექტროენერგიის ეფექტური გადაცემა და განაწილება ელექტროსადგურებიდან. ტრანსფორმატორის არასწორი შერჩევა ან კონფიგურაცია სერიოზულ პრობლემებს იწვევს. მაგალითად, თუ სიმძლავრე ძალიან პატარაა, ტრანსფორმატორი შესაძლოა არ უმკლავდეს მიბმულ ტვირთს, რაც იწვევს ძაბვის დაცემას და აღჭურვილობის მუშაობის დარღვევას – სამრეწვამო მანქანები შეიძლება შენელდეს ან მთლიანად გაითიშოს. პირიქით, ზედმეტად დიდი სიმძლავრის არჩევა რესურსების დანახარჯს და ხარჯების ზრდას იწვევს. შესაბამისად, სწორი ტრანსფორმატორის მოდელის შერჩევა და მისი სწორი კონფიგურაცია მნიშვნელოვანია ელექტრო სისტემის სტაბილური და ეფექტური მუშაობის უზრუნველსაყოფად.
2. ტრანსფორმატორის შერჩევის ძირეული პარამეტრები
(1) სიმძლავრე
ტრანსფორმატორის სიმძლავრე უნდა განისაზღვროს ფაქტობრივი ტვირთის მოთხოვნის საფუძველზე. ჯერ უნდა გამოითვალოს მიბმული ტვირთის საერთო მოცულობა ყველა ელექტრო მოწყობილობის სიმძლავრეების შეკრებით. შემდეგ უნდა გათვალისწინდეს მომავალი გაფართოება. მაგალითად, თუ საცხოვრებელი კომუნის მიმდინარე ტვირთი 500 კვტ-ია, მაშინ ელექტრომობილების დამტენების მსგავსი დამატებითი ტვირთის შესაძლებლობის გათვალისწინებით, უნდა შეირჩეს ცოტათი უფრო მაღალი სიმძლავრის ტრანსფორმატორი – მაგალითად, 630 კვა. ეს უზრუნველყოფს საიმედო მუშაობას პიკური ტვირთის დროს ან ახალი ტვირთის დამატების შემთხვევაში და არიდებს ზეტვირთვით გამოწვეულ გამართულებებს.
(2) ძაბვის დონე
ძაბვის დონე უნდა შეესაბამებოდეს ელექტრო სისტემის საერთო დონეს. გავრცელებული ძაბვის დონეებია 10 კვ, 35 კვ და 110 კვ. სახლის მოწყობილობების ან პატარა სამრეწვამო მოწყობილობების მსგავსი დაბალ ძაბვის მოთხოვნის შემთხვევაში, საერთო შემთხვევაში გამოიყენება 10 კვ-იანი ტრანსფორმატორი, რომელიც მაღალ ძაბვას ქვედა, გამოყენებად დონემდე იკლებს. დიდი სამრეწვამო საწარმოებისთვის ან გრძელი მანძილის გადაცემისთვის შეიძლება მოითხოვონ 35 კვ ან მასზე მეტი მაღალი ძაბვა. მაგალითად, დიდი მაღაროს ექსპლუატაციის დროს, სადაც მაღალი სიმძლავრის მოწყობილობები მდებარეობს სუბსტანციებიდან შორს, შეიძლება გამოყენებულ იქნეს 35 კვ-იანი ტრანსფორმატორი, რათა შემცირდეს გადაცემის დანაკარგები.
(3) ფაზების რაოდენობა
ტრანსფორმატორები ხელმისაწვდომია ერთფაზიან და სამფაზიან კონფიგურაციებში. ერთფაზიანი მოდელები საერთო შემთხვევაში გამოიყენება პატარა სიმძლავრის მოთხოვნების მქონე და დაცვის დონის დაბალი მოთხოვნების მქონე მომხმარებლებთან, მაგალითად, შუქავთობის წრეებში. სამფაზიანი ტრანსფორმატორები ფართოდ გამოიყენება სამრეწვამო ქარხნებში, სავაჭრო შენობებში და საცხოვრებელ კომპლექსებში, რადგან ისინი უფრო მაღალ ეფექტურობას და სტაბილურ ელექტრომომარაგებას უზრუნველყოფენ. მაგალითად, სამფაზიანი ძრავებისა და შუქავთობის მქონე ქარხნები სარგებლობენ სამფაზიანი ტრანსფორმატორებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ უფრო მაღალ სიმძლავრეს და უმჯობეს ადაპტაციას სხვადასხვა ტვირთის მასშტაბებთან.
3. ტრანსფორმატორების კონფიგურაციისას გარემოს ფაქტორები
(1) ტემპერატურა
გარემოს ტემპერატურა მნიშვნელოვნად ახდენს გავლენას ტრანსფორმატორის მუშაობაზე. მაღალი ტემპერატურა ზრდის ქვეითების წინაღობას, რაც იწვევს სამართლის დანაკარგების ზრდას და იზოლაციის დაბერების აჩქარებას. ცხელ კლიმატში უნდა შეირჩეს უმჯობესი გაგრილების მაჩვენებლის მქონე ტრანსფორმატორები. მაგალითად, ზედაპირზე გამაგრილებელი ჰაერით გაგრილებადი ზეთით შევსებული ან იძულებითი გამაგრილებით მოწყობილი მშრალი ტიპის ტრანსფორმატორები იდეალურია ტროპიკულ რეგიონებში მდებარე სადგურებისთვის. ასეთი კონსტრუქციები აუმჯობესებენ სითბოს გასხივებას შეიძლება შეიძლება გამოიყენონ მაღალი ტემპერატურის შემთხვევაში დამხმარე გამაგრილებელი პროცესების გამოყენებით. ცივ რეგიონებში, მიუხედავად იმისა, რომ თერმული დატვირთვა შემცირებულია, უნდა გაითვალისწინდეს ზეთის სიბლანტის ზრდა, რაც შეიძლება შეაფერხოს გაგრილება. მაინც უნდა გამოყენებულ იქნეს შესაბამისი გაგრილების მეთოდები საიმედო მუშაობის უზრუნველსაყოფად.
(2) ტენიანობა
მაღალი ტენიანობა აახანგრძლივებს იზოლაციის მუშაობას. ტენის შეღწევა ამცირებს იზოლაციის წინაღობას და ზრდის წადინების დენის რისკს – განსაკუთრებით მშრალი ტიპის ტრანსფორმატორებში. ტენიან გარემოში, როგორიცაა სანაპირო ზოლები ან ტენიანი შიდა სივრცეები, რეკომენდებულია ტენის მიმართ მდგრადი მოდელების გამოყენება. მშრალი ტიპის მოწყობილობები შეიძლება გამოიყენონ ჰიდროფობური იზოლაციის მასალები ან სპეციალური ლაქები ტენის მიმართ მდგრადობის გასაუმჯობესებლად. ზეთით შევსებულ ტრანსფორმატორებს საჭიროებს მკაცრ დახურვას, ზეთის დონის რეგულარულ შემოწმებას და ტენის მონიტორინგს შესრულების დეგრადაციის თავიდან ასაცილებლად.
(3) სიმაღლე ზღვის დონიდან
როგორც კი იზრდება სიმაღლე ზღვის დონიდან, აირის სიმკვრივე მცირდება, რაც ამცირებს როგორც გაგრილების ეფექტურობას, ასევე დიელექტრიკულ მდგრადობას. ზოგადად, თითო 100 მეტრზე ზღვის დონიდან მაღლა, ტრანსფორმატორის გამოტაცის სიმძლავრე უნდა შემცირდეს დაახლოებით 1%-ით. მაგალითად, 2000 მეტრზე სიმაღლეზე, ნომინალური სიმძლავრე უნდა შემცირდეს, ან უნდა შეირჩეს მაღალი სიმაღლისთვის განკუთვნილი ტრანსფორმატორი. ასეთ მოწყობილობებს ხში სამრეცხო დაფინანსებული ფაქტორიები აკომპლექტებენ განსხვავებულ და მაღალი მოთხოვნის ტექნიკას, როგორიცაა მოტორები, სიძნელეები და ღია-ჟანგვები, შეცვლის ტვირთით. პატარა ფაბრიკები, რომლებიც აქვთ მოდერნული ენერგიის მოთხოვნა (მაგალითად, 200 kW-იანი მექანიკური მართვა), შეიძლება გამოიყენონ 10 kV-იანი ზეთით დავრცელებული ან გაუმჯობესებული ტრანსფორმატორები (მაგალითად, 315 kVA). დიდი ფაბრიკები, როგორიცაა სტალის ან ცემენტის ფაბრიკები, მოითხოვენ მასშტაბურ ენერგიის წყაროს, რაც ხშირად მოითხოვს 35 kV-ზე ან უფრო მაღალ სისტემებს რამდენიმე MVA-იანი მოცულობით. მაგალითად, სტალის წარმოების ფაბრიკა, რომელსაც აქვს ათეული MW-ის მოთხოვნა, შეიძლება დაჭირდეს 10 MVA+ 35 kV-იანი ტრანსფორმატორი. მითითებული სამრეცხო გარემოების (ხილი, ზეთი) გამო, ტრანსფორმატორები უნდა ჰქონდეს მაღალი IP რეიტინგი და მაღალი გაცენტრება—ზეთით დავრცელებული ერთეულები დახურული ტანკებით და დამატებითი რადიატორებით, ან სრულიად დახურული გაუმჯობესებული ტიპები, რომლებიც არიან იდეალური არჩევანი. (3) კომერციული შენობები კომერციული შენობები, მათ შორის მონაღდები, ბიზნეს ცენტრები და სასტუმროები, აქვთ განსხვავებული ტვირთები. მონაღდები აქვთ დიდი მასშტაბის განათება, HVAC, ლიფტები და მიმდევარი ტექნიკა; ბიზნეს ცენტრები ძირითადად იყენებენ კომპიუტერებს და განათებას; სასტუმროები დაემატება სტუმრების და კუზინის ტვირთები. სამფაზის დისტრიბუციის ტრანსფორმატორები არიან სტანდარტული. 10,000 m²-იანი მონაღდე, რომელსაც აქვს 800–1,200 kVA-ის მოთხოვნა, შეიძლება გამოიყენოს 1,000 kVA-იანი გაუმჯობესებული ტრანსფორმატორი. მაღალი დასაქმების და დამგარანტებლობის მოთხოვნების გამო, ტრანსფორმატორები უნდა იყვნენ დამგარანტებელი და დავალების მარტივი. გაუმჯობესებული ტიპები მიიღებენ თავის დარბაზში დასაქმების დაბალი დონის, უსაფრთხოების და კომპაქტური ფუტპრინტის გამო, რაც საშუალებას აძლევს შიდა დაყენებას გარეშე დიდი სივრცის გამოყენების გარეშე. 5. ტრანსფორმატორების შერჩევის ეკონომიკური ანალიზი (1) ტექნიკის შესყიდვის ღირებულება ტრანსფორმატორების ფასები სიმკვრივით, ვოლტაჟის კლასით და ტექნოლოგიით სიდიდეებით განსხვავდება. დიდი, მაღალი ვოლტაჟის ან დამატებითი მოდელები უფრო ძვირია. 100 kVA-იანი გაუმჯობესებული ერთეული შეიძლება ღირდეს ათასები დოლარი, ხოლო 10 MVA 110 kV-იანი ზეთით დავრცელებული ტრანსფორმატორი შეიძლება გადაჭარბოს ასეული ათას დოლარი. მეტი დარჩენა ზრდის საწყის ინვესტიციას და ასახავს რესურსებს; მცირე დარჩენა რისკის მისამართებს მომავალი განახლებებისა და დამატებით ხარჯების. ოპტიმალური შერჩევა ბალანსირებს მომსახურებას და ბიუჯეტს საუკეთესო ღირებულების მისაღებად. (2) შესაძლებლობების ხარჯები შესაძლებლობების ხარჯები შედგება ენერგიის ხარჯისა და დავალების შესახებ. ენერგიის ადამიანი ხარჯი განსხვავდება მოდელით—ენერგიის ეფექტური ტრანსფორმატორები ხარჯავენ ნაკლებ ენერგიას. თუმცა საწყისი ფასით უფრო ძვირია, ისინი დროთა განმავლობაში ენერგიის ხარჯს ეკონომიას უზრუნველყოფენ. მაგალითად, სტანდარტული ტრანსფორმატორი, რომელიც ხარჯავს 100,000 kWh/წელს, წინააღმდეგ ეფექტური მოდელის, რომელიც ხარჯავს მხოლოდ 80,000 kWh/წელს, ეკონომია 20,000 kWh-ს წლიურად. როდესაც
0.50/kWh, ეს ეკუთვნის 10,000 წლიურ ეკონომიას. დავალების ხარჯებიც განსხვავდება: გაუმჯობესებული ტიპები საჭიროებენ ნაკლებ დავალებას, ხოლო ზეთით დავრცელებული ერთეულები საჭიროებენ რეგულარულ ზეთის ტესტირებას და დასავსებლად, რაც ზრდის შრომისა და მასალის ხარჯებს. შესაძლებლობების ხარჯები უნდა იყოს შერჩევის გადაწყვეტილებებში ჩათვლილი. (3) ციკლის ხარჯები ციკლის ხარჯები შედგება შესყიდვის, დაყენების, შესაძლებლობების, დავალების და დეკომისიონირების ხარჯებით. დაბალი ხარჯების ტრანსფორმატორი, რომელიც აქვს მაღალი ადამიანი და ხშირი დავალება, შეიძლება დახარჯოს უფრო ბევრი თავის ციკლის განმავლობაში, ვიდრე უფრო ძვირი, ეფექტური, დაბალ დავალების მოდელი. სრული ციკლის ანალიზი დაეხმარება უფრო ეკონომიური გადაწყვეტილების იდენტიფიკაციას. მაგალითად, ცოტა უფრო ძვირი ტრანსფორმატორი, რომელიც აქვს უფრო მაღალი ეფექტურობა და დამგარანტებლობა, შეიძლება შეიძინოს მნიშვნელოვან ეკონომიას 20–30 წლის განმავლობაში. ასევე, ეკონომიური შეფასება უნდა თავისი მთლიანი მფლობელობის ხარჯების განხილვას ჩათვალოს, არა მხოლოდ საწყისი ფასი. შედეგი ტრანსფორმატორების შერჩევა და კონფიგურაცია არის რთული, მაგრამ მნიშვნელოვანი პროცესი. ეს მოითხოვს ელექტროტექნიკური პარამეტრების, გარემოების, გამოყენების სცენარის და ეკონომიური ფაქტორების ფრთებით განხილვას. მხოლოდ იმ ტრანსფორმატორის და კონფიგურაციის შერჩევით და შესაბამისი დაყენებით შეიძლება უზრუნველყოფა სტაბილური ენერგიის სისტემის მუშაობა, ენერგიის ეფექტურობის გაუმჯობესება, ხარჯების შემცირება და დამგარანტებელი ელექტროენერგიის უზრუნველყოფა სახლებისა და სამრეცხო სექტორებისთვის ერთად.
