Трансформаторларды таңдау және конфигурациялау стандарттары
1. Трансформаторларды таңдау және конфигурациялаудың маңызы
Трансформаторлар энергиялық системаларда маңызды рөл атқарады. Олар әртүрлі талаптарға ыңғайлы болатын напрямдама деңгейлерін басқарады, электростанцияларда жасалған электр энергиясын нығайту мен тарату үшін ұқсас етеді. Дұрыс емес трансформаторды таңдау немесе конфигурациялау солтүстік мәселелерге әкелуі мүмкін. Мысалы, егер қабілеті төмен болса, трансформатор қосылған жүкті қолдай алмайды, бұл напрямдамада төмендетулерге және құрылғылардың иіс-әрекетіне әсер етеді - өнеркәсіптік машиналар жауып кетуі мүмкін немесе тоқтауы мүмкін. Сол сияқты, өте үлкен қабілетті таңдау ресурстарды жоюға және қосымша заттарға әкеледі. Сондықтан, дұрыс трансформатор модельін таңдау және оны дұрыс конфигурациялау энергиялық системаның стабилді және ықтимал еңбектенуі үшін маңызды.
2. Трансформаторларды таңдаудың негізгі параметрлері
(1) Қабілет
Трансформатордың қабілеті нақты жүк талаптарына қарай анықталады. Бірінші, барлық электр құрылғылардың энергия қабілеттерін қосу арқылы жалпы қосылған жүкті есептеңіз. Енді, болашақты қосымша қызметтерге қараңыз. Мысалы, егер аймақтағы жалпы жүк 500 кВт болса, электр автомобилдерінің зарядтау станциялары сияқты қосымша қызметтерді ескере отырып, артықшы қабілетті, мысалы 630 кВА, трансформаторды таңдаңыз. Бұл пиктік талап же жаңа жүктер қосылғанда иіс-әрекетті және жүктерден шығу мәселелерінен қорғау үшін қажет.
(2) Напрямдама деңгейі
Напрямдама деңгейі барлық энергиялық системаның деңгейімен сәйкестікті болуы керек. Кездесетін напрямдама деңгейлері 10 кВ, 35 кВ және 110 кВ. Уақытша қолданылатын үлкен қабілетті құрылғылар немесе үлкен қашықтықтағы энергия тарату үшін 35 кВ немесе одан жоғары напрямдама деңгейлері қажет болуы мүмкін. Мысалы, үлкен қазақстандағы қуатты құрылғылар субстанциялардан қашық болса, 35 кВ трансформаторын қолдану арқылы тарату жоюларын минималдау мүмкін.
(3) Фазалар саны
Трансформаторлар бір фазалы және үш фазалы конфигурацияларда қолжетімді. Бір фазалы құрылғылар аз қабілетті қолданылымдарда, мысалы, жарық схемаларында, қолданылады. Үш фазалы трансформаторлар өнеркәсіптік заводтарда, коммерциялық зертханаларда және ауылшаруашылық комплекстерде қолданылады, себебі олар ыңғайлырақ және стабилді энергия беру қабілетіне ие. Мысалы, үш фазалы моторлар мен жарық қолданылатын заводтар үш фазалы трансформаторлардан пайдаланады, олар үлкен қабілетке және әр түрлі жүк масштабтарына ыңғайлауға ыңғайлы.
3. Трансформаторды конфигурациялаудағы экологиялық факторлар
(1) Температура
Аймақтың температурасы трансформатордың иіс-әрекетіне әсер етеді. Жоғары температура виткалардың қарсылығын арттыратын, мисыр жоюларын және изоляцияның ыңғайлауын жеделдетеді. Жылуы аймақтарда, жақсы жылу сыну қабілетіне ие трансформаторларды таңдау керек. Мысалы, маңызды жылу сыну қабілетіне ие маңызды жылу сыну қабілетіне ие трансформаторлар тропикалық аймақтардағы сыртқы субстанциялар үшін ыңғайлы. Бұл дизайны фанды немесе жылу сыну қабілетін жақсартады. Соғыс аймақтарда, халықаралық жылу сыну қабілеті төмендейді, бірақ майлау қабілетін жақсарту үшін дәлелденген жылу сыну әдістері қолданылуы керек.
(2) Немістік
Жоғары немістік изоляцияның иіс-әрекетін төмендетеді. Су инфильтрациясы изоляция қарсылығын азайтады және жылу жоюларының рискин арттырады - әсіресе құрғақ түрдегі трансформаторларда. Жаңылыс аймақтар сияқты неміс аймақтарда немесе сыртқы ішкі аймақтарда неміс-қолдану қабілетіне ие моделдер ұсынылады. Құрғақ түрдегі құрылғылар су-қолдану қабілетіне ие изоляция материалдарын немесе арнайы лактарды қолдану арқылы неміс-қолдану қабілетін жақсартуға болады. Майлармен толтырылған трансформаторлар қатаң басқыру, май деңгейінің регулярлық тексеруі және неміс бақылауы талап етеді, бұл иіс-әрекетті төмендету арқылы қолданылады.
(3) Биіктикті
Биіктикті арттыру артықшылықты азайтады, сонымен қатар жылу сыну қабілетін және диэлектрикалық қабілетін төмендетеді. Негізгі, деңіз деңгейінен әр 100 метр үшін, трансформатордың шығыс қабілетін қатарын құрамында 1% азайту керек. Мысалы, 2,000 метр биіктиктің жоғары қабілетін төмендету үшін немесе жоғары биіктикті қолдану үшін трансформаторды таңдау керек. Сол сияқты құрылғылар көбінесе жақсартылған изоляция және оптимизацияланған жылу сыну құрылғыларымен қамтамасыз етіледі, бұл қышқылы аймақтардағы қауіпсіз және иіс-әрекетті қолданылады.
4. Әр түрлі қолданылымдар үшін трансформаторларды таңдау
(1) Ауылшаруашылық аймақтар
Ауылшаруашылық аймақтар әсіресе жарық, кондиционер, TV және сейферлер сияқты үй жүкті қолданады. Жүк таратуы көбінесе жарық болып, кеш уақытында пикке жетеді. Үш фазалы тарату трансформаторлары көбінесе қолданылады. Қабілеті үйлердің саны мен түріне қарай анықталады:
Орта биіктиктеғі апартаменттер: ~400–600 кВА 1,000 үйге
Жоғары биіктиктеғі құрылғылар: ~800–1,200 кВА 1,000 үйге
Мысалы, 1,000 орта биіктиктеғі және 1,000 жоғары биіктиктеғі құрылғылары бар аймақ үшін ~1,000 кВА үш фазалы трансформатор қажет. Жұқтықтың әсерін қалаушы жүктер үшін, құрғақ түрдегі трансформаторлар таңдалады - олар таяуымен жұмыс істейді және жұмысшыларға қолданылатын құрылғылардың қауіпсіздігін минималдайды.
(2) Өнеркәсіптік заводтар
Көптеген жүгіртуші заттар, моторлар, жоюу машиналары және топырақ құйылу машиналары сияқты жоғары деңгейдегі энергия қажетті болатын өнеркәсіpterі бар. Жоғары деңгейдегі энергия талап етпейтін кіші өнеркәсістер (мисалы, 200 кВт механикалық жұмыс орталығы) 10 кВ масаның ішінде немесе суық типтегі трансформаторларды (мисалы, 315 кВА) қолдануы мүмкін. Асбесттеу және цемент теуілері сияқты үлкен өнеркәсістерге артықша энергия қажет, бұл 35 кВ немесе одан жоғары деңгейдегі системалармен, бірнеше МВАға жететін қабілеттермен қамтамасыз етіледі. Мисалы, ондаған МВ талап ететін демір өнеркәсісі үшін 10 МВА+ 35 кВ трансформаторы қажет болады. Күрделі өнеркәсісі шарттарына (пыс, мас) қарағанда, трансформаторлар жоғары IP рейтингі болуы керек және денсаулықты қолдану - масаның ішіндегі заттар, сүйікті баулар мен қосымша радиаторлар, немесе толығымен ашылған суық типтегі трансформаторлар идеалды таңдаулар.
(3) Сатып алу бағасы
Сатып алу бағасы, қабілет, напряжение классы және технология бойынша трансформаторлардың бағасы өте әртүрлі болады. Үлкен, жоғары напряжение немесе өнімді моделдер қымбатырақ болады. 100 кВА суық типтегі бірлік тендерлерден неше мың долларға сатылады, ал 10 МВА 110 кВ масаның ішіндегі трансформаторы миллиондарға жететін бағада сатылады. Талапқа сай емес таңдау бастапқы инвестицияны арттырып, ресурстарды жоғалтады; жеңілдету болашақта жаңартулар мен қосымша траталар рисқында. Оптималды таңдау өнімділік пен бюджеттен ең жақсы мөлшерді жеткізуді қамтамасыз етеді.
(2) Иш-аракеттердің траталары
Иш-аракеттердің траталары энергия жұмсалуы мен техникалық қызмет көрсету барысын қамтиды. Энергия жұмсалуы модельге байланысты өзгереді - энергия экономиясын жасайтын трансформаторлар аз энергия жұмсады. Бастапқыда қымбатырақ болса да, олар уақытша электр энергиясын экономиялауға мүмкіндік береді. Мисалы, жыл сайын 100,000 кВт·сағ/жыл энергия жұмсайтын стандарт трансформатор мен 80,000 кВт·сағ/жыл энергия жұмсайтын өнімді модель арасында 20,000 кВт·сағ/жыл энергия экономиясы болады. 0.50/кВт·сағ, бұл жыл сайын 10,000 доллар экономиясына жетеді. Техникалық қызмет көрсету траталары да өзгешелер: суық типтегі трансформаторлар аз қызмет көрсету қажет, ал масаның ішіндегі трансформаторлар тұрақты масаны тексеру және толтыру үшін қол және материалдық траталарды арттырады. Узақ мезгіл ішіндегі иш-аракет траталары таңдау шешімдеріне қатысты ескерілетіні керек.
(3) Жүзеге асыру бағасы
Жүзеге асыру бағасы сатып алу, орнату, иш-аракет, техникалық қызмет көрсету және демонтаж траталарын қамтиды. Жоғары жұмсалу және тұрақты техникалық қызмет көрсету қажет болатын арзан трансформатор өмірінің жүзеге асыру мезгілінде қымбат, өнімді, аз техникалық қызмет көрсету қажет болатын модельге қарағанда қымбатырақ болуы мүмкін. Толық жүзеге асыру анализі ең қымбат емес шешімді анықтауға көмектеседі. Мисалы, өнімділігі және тиімділігі жоғары, бірақ бастапқыда арзанырақ болатын трансформатор 20-30 жыл ішінде өте қанағатты экономиясы болуы мүмкін. Сондықтан, экономикалық бағалау барлық мұліктік траталарды, ғана бастапқы бағаны емес, ескере отырып жүргізілуі керек.
Қорытынды
Трансформаторларды таңдау және конфигурациялау құралы процесс, бірақ өте маңызды. Электр параметрлері, экологиялық шарттар, қолдану сценарилары және экономикалық факторларды дәл ескеріп, дұрыс трансформаторды таңдап, оны дұрыс конфигурациялау қажет. Сонымен ғана біз стабильді электр система қызметін, энергия өнімділігін жою, траталарды азайту және үйлер мен өнеркәсістерге тиімді электр энергиясын қамтамасыз етуге болады.
