
1 Tələfər Qrup Mühitindəki İstisnalar və Bütün Bir Fazlı Transformatorların Texniki üstünlükləri
ABŞ tələfər qrup mühiti və şəhərin xaricindəki elektrik şəbəkəsi ciddi çətinliklərlə üzləşir: köhnəlmiş infrastruktur və aşağı yüklənmişsə dərsi nəticəsində etkin olmayan elektrik təminatı, lənət dərəcəsi 7%–12%— bu, şəhər şəbəkələrinin (4%–6%) nəzəriyyəsindən daha yüksəkdir. 60%-dən çox tələfər qrup mühitində 300 metr güc təminat radiusu standartını keçir, bu da kəskin voltaj instabilitəsinə səbəb olur (zirək voltaj düşməsi 15%–20%). Aşağı yük dərsi bölgələrdə (<2 MW/sq.mi) üç fazlı transformatorlar 30% yük dərsi altında işləyir, bu da çoxlu boş yük zədələrinə səbəb olur. Bütün bir fazlı dağıtım transformatorları bu problemləri həll edir:
1.1 Texniki Xüsusiyyətlər
- Elektromaqnit Prinsipi: İlk və ikinci spirallar arasındakı spirallar nisbəti vasitəsilə voltaj çevirməsi.
- Əsas Layihəsi: Spiral əsas texnologiyası və soğuk çəkilmiş silisidən istifadə edilən addım lap joint layihəsi ilə, S9 növ üç fazlı transformatorlardan nəticəsində boş yük zədələri 30%–40% azalır.
- Kompakt Yerləşdirilmə: Kapasite aralığı: 10–100 kVA; ağırlığı: üç fazlı birimlərin 1/3; direk üzərində yerləşdirilməsi izahlayıcının yeri minimallaşdırır. Yuksək voltaj (10 kV) direkt mənzillərə giriş imkanı verir, aşağı voltaj təminat radiusunu 80–100 metrə endirir.
1.2 Nümunəlilik və Qiymət Üstünlükləri
- Enerji Nümunəlilik: 30%–60% yük dərsi altında >98% işləmə nümunəliliği demir/dərəlmə zədələrin azalması nəticəsində.
- Zədə Azalması: Lənət dərəcəsi 1%–3% (4–8 faiz nöqtəsi aşağı).
- Voltaj Stabilizasiya: Son nöqtədəki dalgalanmalar ±5% daxilində qalır, "son yarı mil" undervoltage məsələsini ortadan qaldırır.
- Iqtisadi Geri Dövr: Quraşdırma qiyməti: 50 kVA birimi üçün 8,000 ABŞ dolları vs. 315 kVA üç fazlı biri üçün 28,000 ABŞ dolları. Geri dövr müddəti: 5–6 il (rekonstruksiya) və ya 2–3 il (yeni layihələr).
2 Texniki İnnovasiyalar və Layihələr
2.1 Əsas Strukturu və Elektrik Performansı
- Spiral Konfiqurasiyası: Aşağı-yuxarı-aşağı spiral strukturu qısa circuit dayanıqlılığını (>25 kA) və termal stabilliyi artırır.
- Bağlantı Modları:
- Üç qapı aşağı voltaj: Orta spiral qapaq qrounding üçün 220V iki fazlı çıxış.
- Dörd qapı aşağı voltaj: Dual independent spirals (10kV/220V nisbəti) fəxri təminat üçün.
- Təhlükəsizlik Müvafiqiyyəti: UL-lə təsdiqlənmiş; diyelektrik sinifi: 34.5 kV (150 kV BIL); öz-geri qaytarılan sıxlama rahatlanan valvlər və yıldız himayası.
Cədvəl 1: Bütün Bir Fazlı Transformatorların Texniki Parametrləri
Kapasite (kVA)
|
Boş Yük Zədəsi (W)
|
Yük Zədəsi (W)
|
Ağırlık (kg)
|
Yağ Həcmi (kg)
|
Həzirdə Təmin Edilən Evlər
|
30
|
50
|
360
|
340
|
22
|
10–15
|
50
|
80
|
500
|
450
|
34
|
20–25
|
100
|
135
|
850
|
510
|
59
|
40–50
|
2.2 İrəliləmiş Materiallar və Akıllı Texnologiyalar
- Əsas Materiallar:
- CRGO Dəmiri: Aşağı qiymət; boş yük zədəsi ≈ 0.5 W/kg.
- Amorfi Metal (AMDT): 70% aşağı boş yük zədəsi (0.1 W/kg); dalgalanan yük üçün ideal.
- Akıllı İnteqrasiya:
- Voltaj/akım/harmonikaların real zamanlı izlənməsi.
- Dialəktik yaşlanma xəbərdarlıqları üçün temperatur izlənməsi.
- Avto reaktiv kompensasiya (güclü faktor >0.95).
- Xətanın tapılması və bərpa olunma vaxtı (məsələn, 2.3 saatdan 27 dəqiqəyə qədər).
3 Quraşdırılma Strategiyaları və Senaryoları
3.1 Hədəf Tətbiq Sahələri
- Aşağı yük dərsi bölgələr: Nüfus dərsi <500/sq.mi; yük dərsi <1 MW/sq.mi.
- Doğrusal relief (məsələn, yol yanaşma cəmiyyətləri).
- Son nöqtədəki voltaj məsələləri (<110V).
- Çalıcı bölgələr (aşağı voltaj tələflərin riskinin azalması).
3.2 Hibrid Bütün Bir Fazlı/Üç Fazlı Şəbəkə Arxitekturu
- Topoloji: 10 kV bazası (üç fazlı, qroundsiz neutral) iki fazlı xəttlər vasitəsilə (məsələn, AB-faz) bütün bir fazlı transformatorlara təminat edir.
- Faz Balansı: Rotasyonel faz bağlantı (AB→BC→CA) dengesizlik <15% limitləyir.
- Kapasite Nisbəti: Bütün bir fazlı birimlər ümumi kapasitenin 40%–60% təşkil edir.
Cədvəl 2: Senaryo Göre Konfiqurasiya
Senaryo
|
Transformator Növü
|
Kapasite
|
Təminat Radiusu
|
Bağlantı
|
Daşılmış evlər
|
Bütün bir fazlı
|
30 kVA
|
≤80 m
|
Üç tel
|
Şəhərin xaricindəki cəmiyyət
|
Bütün bir fazlı qrup
|
2×50 kVA
|
≤100 m
|
Çox fazlı
|
Ticarət küçəsi
|
Hibrid bir fazlı/üç fazlı
|
100+315 kVA
|
≤150 m
|
Güç/ışığ
|
Tarla işləmə zonası
|
Üç fazlı
|
500 kVA
|
≤300 m
|
Dyn11
|
3.3 Quraşdırılma Optimizasiya
- Direk Standartları: 12 m/15 m beton direk (yüklənmişsə dərsi ≥2 ton).
- Məkan Planlaşdırma: GIS əsasında "altın mərkəzi nöqtə" analizi minimal lənət üçün.
- Diyelektrik: 15 kV çapraz bağlı polietilen kondüktör (95 kV yıldız toleransı).
Nümunə Vəziyyəti: Lancaster County, PA 127 bütün bir fazlı birim (ortalama radius: 82 m) quraşdırdı, lənət dərəcəsi 8.7% dan 3.1%-ə azaldı və yılda 1.2 GWh saxlandı.
4 Nümunə Vəziyyətləri və Faydaları
4.1 Layihə Analizi
- Iowa Grinnell Tələfər Qrup Rekonstruksiyası:
- 4×315 kVA üç fazlı birimləri 31×50 kVA bütün bir fazlı transformatorlarla əvəz etdi.
- Nəticələr: Voltaj 117–122V stabilləşdi; lənət 2.3% azaldı; illik saxlama: 389,000 kWh; geri dövr: 5.2 il.
- Arizona Şəhərin Xaricindəki Genişləndirilməsi:
- Hibrid layihə (1×167 kVA üç fazlı + 8×25 kVA bütün bir fazlı) 18% ön maliyyə saxladı (154K vs. 188K) və illik lənət 5,800 kWh azaldı.
4.2 Kvantifikasiya Olunmuş Faydalar
Metr
|
Rekonstruksiyadan Əvvəl
|
Rekonstruksiyadan Sonra
|
İyiləşmə
|
Ortalama təminat radiusu
|
310 m
|
85 m
|
–72.6%
|
Lənət dərəcəsi
|
7.2–8.5%
|
2.8–3.5%
|
~60%
|
Voltaj stabillik
|
105–127V
|
114–123V
|
+75%
|
Soyuğun tezliyi
|
3.2/illik
|
1.1/illik
|
–65.6%
|
Iqtisadi və Mühit Etkisi:
- Aşağı CAPEX: Üç fazlı həllərə nəzərən 20–40% saxlama.
- Illik Saxlama: $85–120/kVA lənət azalması nəticəsində.
- CO₂ Azalması: Kömürə asılı bölgələrdə 1% lənət azalması başına 8.5 ton/yıl.