
1. Структурни принципи и предности во ефикасност
1.1 Структурни разлики кои влијаат на ефикасноста
Еднофазните распределбени трансформатори и трифазните трансформатори имаат значајни структурни разлики. Еднофазните трансформатори типично користат E-тип или вивчен јадерен строј, додека трифазните трансформатори користат трифазен јадерен или групен строј. Оваа структурна варијација директно влијае на ефикасноста:
- Вивченото јадро во еднофазните трансформатори оптимизира дистрибуцијата на магнетниот флукс, сманувајќи високоредни хармоници и поврзаните загуби.
- Податоците покажуваат дека еднофазните вивчени јадерни трансформатори имаат 10%–25% помалку загуби при празно и ~50% помалку струји при празно споредено со традиционалните трифазни ламинирани јадерни трансформатори, со значително намалени нивоа на шум.
1.2 Работен принцип за намалување на загубите
- Еднофазните трансформатори обработуваат само еднофазна алтернативна струја, поедноставувајќи дизајнот со елиминација на разликите во фази и проблемите со балансирање на магнетниот потенцијал внатрешни за трифазните системи.
- Во трифазните трансформатори, несбалансирани нагрузки причинуваат додатни загуби: ротирачки магнетни полиња во јадерните јазици и претрчни флукси на ламинирани јазици зголемуваат енергијската дисипација.
- Еднофазните трансформатори избегнуваат овие проблеми поради независни магнетни патишта, подобрувајќи оперативната ефикасност.
1.3 Модел на снабдување со електрична енергија за оптимизација на загубите во линиите
- Еднофазните трансформатори овозможуваат модел на снабдување со електрична енергија со мала капацитет, густа дистрибуција, краток радиус. Со инсталирање близу до центровите на нагрузка, тие скрачуваат радиусите на нисковолтно снабдување, намалувајќи загубите во линиите.
- Практичните применби користат еднострана височина на повисок, што ја смањува цената на материјалите и подобрува ефикасноста на инсталацијата — идеално за ажурирање на мрежите во селски и градски окраини.
2. Предности во користење на материјали и производствени трошоци
2.1 Спречување на материјали за намалување на трошоците
- Еднофазните трансформатори користат 20% помалку материјал за јадро и 10% помалку мед од еквивалентните трифазни единици.
- Ова ги намалува производствените трошоци за 20%–30%.
2.2 Случај на студија: Ажурирање на селската мрежа
- Во Шексијанскиот округ, по усвојување на еднофазни трансформатори:
- Трошоците за конструирање на нисковолтни линии се намалуваа за ~20%.
- Трошоците за конструирање на просторот за трансформаторот се намалуваа за ~66%.
- Иако почетниот инвестиција е легко поголем (напр. ¥5,000 за 50kVA еднофазен споредено со ¥4,500 за трифазен), Животна Циклусна Цена (LCC) за 10 години е значително помала: ¥22,585 (еднофазен) споредено со ¥57,623 (трифазен).
2.3 Економски модели на снабдување со електрична енергија
- Еднофазните системи користат двожични високоволтни линии (10% зачувување) и двојни или трижични нисковолтни линии (15% зачувување), намалувајќи инженерските трошоци.
- Идеални за селски мрежи со долгите линии и дисперсни нагрузки.
2.4 Предности во производството
- Поедноставната структура овозможува масов производ, облеснувајќи усвојувањето на напредни технологии како аморфни легировани јадра, што дополнително намалува трошоците.
3. Анализа на примени во различни сценарија
Сценарии на применба
|
Клучни карактеристики
|
Детали на случајот
|
Ефекти на трансформација
|
Предности
|
Селски електрични мрежи
|
Долги радиуси на снабдување, високи загуби во линиите, лоша квалитет на напонот
|
Шексијанскиот округ: 30kVA трифазен трансформатор заменет со две еднофазни единици (50kVA + 20kVA)
|
Загуби во линиите ↓ од 12% до 2.2%; комплетност на напонот ↑ од 97.61% до 99.9972%
|
Решава проблемите „низок напон“, подобрува надежноста
|
Градски станувачки области
|
Концентрирани нагрузки, пад на напонот во врхни точки
|
Анкан Донксиангзи: 250kVA трифазен заменет со шест 50kVA еднофазни единици
|
Загуби во линиите ↓ од 5.3% до 2.2%; стабилизира се напонот на крајната точка
|
Скрачува радиусот на снабдување, подобрува качеството на напонот
|
Системи за улично осветлување
|
Потенцијал за зачувување на енергија преку регулација на напонот
|
Еднофазни V/V₀ трансформатори намалуваат напонот до 200V ноќем, што ја смањува за 16% за 70W високопресионни натронски лампи
|
Ниски загуби во линиите, интелигентна контрола за ефикасност
|
Зачувување на енергија преку интелигентна контрола
|
4. Препораки за рационална применба
4.1 Избор на капацитет
- Основен принцип: „Мала капацитет, густа дистрибуција“:
- Селски области: ≤20kVA; градски области: ≤100kVA.
- Кабелирање:
- ≤40kVA: 1 цев; ≥50kVA: 2 цеви; дадете приоритет на еднофазен трижичен систем.
- Формула: P=kf⋅Kt⋅∑PN=Kx⋅∑PNP = k_f \cdot K_t \cdot \sum P_N = K_x \cdot \sum P_NP=kf⋅Kt⋅∑PN=Kx⋅∑PN (каде kfk_fkf: фактор на нагрузка; KtK_tKt: фактор на синхронизација).
4.2 Методи на инсталација
- Независна: За разфрлани села; осигурува близост до нагрузките.
- Гранчеста: За флексибилно превклучување на електрична енергија.
- Главна линија: За трифазни области без трифазни нагрузки.
- Дадете приоритет на еднострани повисок за зачувување на простор и лесна одржба.
4.3 Хибридно снабдување со електрична енергија
- Еднофазни нагрузки ≤15% од трифазните нагрузки: директна сумација; во спротивно, конвертирајте во еквивалентни трифазни нагрузки.
- Соодветност на нагрузките:
- Еднофазни: домашни нагрузки; трифазни: индустријски мотори.
- Сезонски флуктуации: Користете трансформатори со регулирачка капацитет под нагузба.
4.4 Операција и одржба
- Интелигентно мониторинг: Далечинско собирање на податоци и меренје.
- Уреди за заштита:
- Високоволтна страна: PRWG или HPRW6 падащи предохранители.
- Заштита од молнии: безразмерни композитни изолатори за заштита од надворешни ударни напони.
- Нисковолтна страна: изолациони превклучивачи + формовано чекорни предохранители за безопасност.
4.5 Економски размислувања
- Префајна LCC: Ниски долгосрочни трошоци, иако почетниот инвестирамент е поголем (напр. ¥22,585 споредено со ¥57,623 за 10 години).
5. Будушни тенденции и перспективи
- Иновации во материјали:
- Аморфни легировани спојови и вивчени јадра ќе дополнително намалат загубите при празно за 70%–80% и 10%–15%, соодветно.
- Интеграција во интелигентни мрежи:
- Мониторинг со IoT и оптимизација со AI ќе го подобрат реално време управување.
- Синергија со возобновливите извори на енергија:
- Овозможуваат интеграција на распределени PV/ветрени системи во селски области, подобрувајќи го апсорбцијата на енергија.
- Стандардизација:
- Упатства како Технички принципи за ажурирање на селските електрични мрежи ќе ги подобрат нормите за применба.