I. Принципы проектирования трансформаторов на опорах
С развитием инфраструктуры энергоснабжения трансформаторы на опорах широко используются в различных сценариях благодаря своей легкости, компактности, низким потерям, низкому уровню шума и высокой надежности. Исследования показывают, что при увеличении напряжения питания с 380В до 10кВ потери в линии снижаются на 60%, а потребление меди и инвестиции уменьшаются на 52% каждое, что приводит к значительным экономическим и социальным выгодам. Будучи продуктом современного экономического и социального развития, это эффективное и экономичное оборудование для распределения электроэнергии, способствующее продвижению высокого напряжения глубоко в центр нагрузки. В данной статье излагаются принципы их проектирования, анализируются их применения в системах распределения электроэнергии, а также обозревается их будущее развитие.
Трансформаторы на опорах представляют собой интегрированные устройства распределения электроэнергии, сочетающие в себе высоковольтное и низковольтное электрическое оборудование с трансформаторами. В настоящее время они стали ключевой частью строительства современных городских сетей энергоснабжения, часто используемые для вторичного распределения электроэнергии в новых районах, жилых зонах, на предприятиях и временных объектах энергоснабжения, повышая гибкость и надежность распределения электроэнергии. На рисунках 1 и 2 ниже показаны внешний вид масляных трансформаторов и внутренняя структура сухих трансформаторов соответственно.
На основе принципов проектирования и конструктивных особенностей, преимущества трансформаторов на опорах следующие:
Высокая степень интеграции: Объединение высоковольтного и низковольтного оборудования с трансформаторами способствует унифицированному управлению и повышает эффективность эксплуатации.
Компактная структура и экономия пространства: Занимая только 1/10 до 1/5 площади традиционной подстанции, они снижают затраты на строительство, обеспечивают безопасность оборудования, а также легкую мобильность и обслуживание. Они могут применяться в кольцевых, радиальных конечных и двойных системах распределения электроэнергии.
II. Применение трансформаторов на опорах в системах распределения
(1) Нормы применения и требования к окружающей среде
Трансформаторы на опорах должны соответствовать стандарту Высоковольтные и низковольтные сборные подстанции (GB/T 17467 - 1998). Подходящие условия окружающей среды включают: высоту ≤ 1км, температурный диапазон от -30°C до 40°C, и отсутствие серьезного загрязнения, пожаров, коррозии, взрывоопасности или интенсивных вибраций. Ключевые технические вопросы, которые необходимо решить, включают: надежность закрытых кабельных соединителей, разряды в условиях высокого и низкого напряжения, тепловыделение, влияющее на выходную мощность трансформатора, и предотвращение взрыва корпуса.
(2) Примеры использования
На строительной площадке электростанции была использована система распределения с кольцевой сетью, объединяющая сборные и комбинированные трансформаторы. Было развернуто 3 комбинированных трансформатора ZBW (1600кВА) и 5 сборных трансформаторов (1000кВА) в жилых и строительных зонах. Сборные трансформаторы были выбраны для строительного энергоснабжения из-за их меньших размеров, в то время как комбинированные трансформаторы обеспечивали стабильную нагрузку для офисов и жилых зон. Система питалась от двух коммутационных устройств (A и B), с коммутационным устройством C, обычно открытым, для быстрого восстановления питания в случае аварий на кабелях, что повышает надежность.
Практические применения показывают, что полностью герметичные трансформаторы на опорах:
Предотвращают повреждение оборудования коррозионными газами (например, солевым туманом), продлевая срок службы;
Приспособлены к ограниченным строительным пространствам благодаря компактной конструкции;
Исключают открытые токоведущие части через кабельные соединения, обеспечивая электрическую безопасность.
III. Перспективы трансформаторов на опорах
С ускорением процессов урбанизации и социально-экономического развития, ресурсы земли в городских и сельских районах становятся все более ограниченными, плотность нагрузки на электроэнергию продолжает расти, а переход городских распределительных сетей к кабельным системам ускоряется. В этих условиях традиционные столбовые трансформаторы уже не могут удовлетворить современным общественным потребностям, тогда как трансформаторы на опорах, благодаря своим уникальным преимуществам, завоевывают популярность на рынке, демонстрируя тенденцию глубокого проникновения в центры нагрузки пользователей. Практические применения доказали, что трансформаторы на опорах не только повышают безопасность энергоснабжения, но и интегрируются с окружающей средой через эстетические дизайны, играя роль в благоустройстве городского ландшафта. Можно предположить, что трансформаторы на опорах продемонстрируют огромный потенциал развития и широкое рыночное пространство в будущих системах распределения электроэнергии.
Заключение
Как важное достижение современного социально-экономического развития, трансформаторы на опорах в полной мере отвечают текущим общественным потребностям. Их полностью герметичная конструкция эффективно противостоит коррозии от коррозионных жидкостей и газов, значительно продлевая срок службы электрического оборудования. Корпуса, изготовленные из антикоррозийного алюминиевого сплава или оцинкованной окрашенной стали с особым антикоррозийным покрытием, обладают отличными водонепроницаемыми, антикоррозийными и пылезащитными свойствами, позволяющими выдерживать длительную работу на открытом воздухе. Кроме того, трансформаторы на опорах сочетают в себе благоустройство окружающей среды и безопасное энергоснабжение, предоставляя мощную поддержку для городского строительства и энергоснабжения.
Подчеркивается, что для обеспечения стабильной и надежной работы трансформаторов на опорах в жилых районах, промышленных парках, высокотехнологичных зонах развития, городских высотных зданиях и других сценариях, их проектирование, производство и использование должны строго соответствовать стандартам и спецификациям Высоковольтные и низковольтные сборные подстанции (GB/T 17467-1998). Только таким образом можно полностью использовать технические преимущества трансформаторов на опорах, чтобы постоянно предоставлять безопасную и эффективную поддержку энергоснабжения для социального развития.
Вход
