Analyse van voordelen en oplossingen voor eenfasige distributietransformatoren in vergelijking met traditionele transformatoren

1. Structuurprincipes en efficiëntievoordelen​

1.1 Structuurfactoren die de efficiëntie beïnvloeden​
Eenfase distributietransformatoren en driefasetransformatoren vertonen significante structuurverschillen. Eenfase transformatoren gebruiken meestal een E-type of gewonden kernstructuur, terwijl driefasetransformatoren een driefase kern of groepstructuur gebruiken. Deze structuurvariatie heeft directe gevolgen voor de efficiëntie:

• De gewonde kern in eenfase transformatoren optimaliseert de magnetische fluxverdeling, waardoor hoogere harmonischen worden verminderd en bijbehorende verliezen.
• Gegevens tonen aan dat eenfase transformatoren met gewonden kernen 10% tot 25% lagere leegloopverliezen en ongeveer 50% lagere leegloopstromen hebben ten opzichte van traditionele driefaselamellenkerntransformatoren, met aanzienlijk verminderde geluidsniveaus.

1.2 Werkingsprincipe dat verliezen vermindert​

• Eenfase transformatoren verwerken slechts eenfase wisselstroom, wat het ontwerp vereenvoudigt door fasedifferentiële en magnetisch potentieel balanceringsproblemen in driefasesystemen te elimineren.
• Bij driefasetransformatoren veroorzaken ongelijke belastingen aanvullende verliezen: draaiende magnetische velden in kernverbindingen en dwarse fluxlekken in lamellennaden vergroten energieverlies.
• Eenfase transformatoren vermijden deze problemen door onafhankelijke magnetische paden, wat de operationele efficiëntie verhoogt.

1.3 Energievoorzieningsmodus die lijnverliezen optimaliseert​

• Eenfase transformatoren maken een "kleine capaciteit, dichte distributie, korte straal" energievoorzieningsmodel mogelijk. Door ze in de buurt van belastingscentra te installeren, worden laagspanningsvoorzieningsradii verkort, waardoor lijnverliezen worden verminderd.
• Praktische toepassingen gebruiken eenpaals ophanging, wat materiaalkosten bespaart en de installatieefficiëntie verbetert—ideaal voor netwerkupgrades in plattelands- en stedelijke randgebieden.

2. Materiaalgebruik en voordelen van productiekosten​

2.1 Kostenbesparingen door materiaalbesparing​

• Eenfase transformatoren gebruiken 20% minder kernmateriaal en 10% minder koper dan equivalent-capaciteits driefase eenheden.
• Dit vermindert de productiekosten met 20% tot 30%.

2.2 Casestudy: Plaatselijk netwerkrenovatie​

• In Shexian County, na de introductie van eenfase transformatoren:
• Laagspanningslijnbouwkosten daalden met ongeveer 20%.
• Transformatorgebiedbouwkosten daalden met ongeveer 66%.
• Ondanks een licht hogere initiële investering (bijvoorbeeld ¥5.000 voor 50kVA eenfase tegenover ¥4.500 voor driefase), is de Levenscycluskost (LCC) over 10 jaar aanzienlijk lager: ¥22.585 (eenfase) tegenover ¥57.623 (driefase).

2.3 Kosteneffectieve energievoorzieningsmodi​

• Eenfasesystemen gebruiken tweeledige hoogspanningslijnen (10% besparing) en twee- of driedradige laagspanningslijnen (15% besparing), wat de ingenieurskosten vermindert.
• Ideal voor plattelandsnetwerken met lange lijnen en verspreide belastingen.

2.4 Productievoordelen​

• Een eenvoudiger structuur maakt massaproductie mogelijk, waardoor geavanceerde technologieën zoals amorfe legerslede kernen kunnen worden ingevoerd, waardoor kosten verder worden verlaagd.

3. Toepasbaarheidsanalyse in verschillende scenario's​

4. Aanbevelingen voor rationeel gebruik​

4.1 Capaciteitsselectie​

• Kernprincipe: "Kleine capaciteit, dichte distributie":
• Plattelandsgebieden: ≤20kVA; stedelijke gebieden: ≤100kVA.
• Bedrading:
• ≤40kVA: 1 circuit; ≥50kVA: 2 circuits; geef prioriteit aan eenfase driewire systeem.
• Formule: 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​ (waarbij kfk_fkf​: belastingsfactor; KtK_tKt​: simultaneïteitsfactor).

4.2 Installatiemethoden​

• Onafhankelijk: Voor verspreide dorpen; zorgt voor nabijheid tot belastingen.
• Taktype: Voor flexibele energieoverschakeling.
• Hoofdlijntype: Voor driefase gebieden zonder driefase belastingen.
• Geef prioriteit aan eenpaals montage voor ruimtebesparing en gemakkelijk onderhoud.

4.3 Hybride energievoorziening​

• Eenfase belastingen ≤15% van driefase belastingen: directe sommatie; anders, converteer naar equivalente driefase belastingen.
• Belastingsmatch:
• Eenfase: woonbelastingen; driefase: industriële motoren.
• Seizoenlijke fluctuaties: Gebruik belastingscapaciteit-aanpasbare transformatoren.

4.4 Bedrijfsvoering en onderhoud​

• Slimme monitoring: Afstandsbediening van gegevensopname en -meting.
• Beveiligingsapparatuur:
• Hoge spanningskant: PRWG of HPRW6 valfusen.
• Bliksembescherming: gapless composiet isolatoren bliksembeveiliging.
• Lage spanningskant: isolatieschakelaars + gevormde behuizing schakelaars voor veiligheid.

4.5 Economische overwegingen​

• LCC-voordeel: Lagere langetermijnkosten ondanks hogere initiële investering (bijvoorbeeld ¥22.585 vs. ¥57.623 over 10 jaar).

5. Toekomstige trends en vooruitzichten​

• Materiaalinnovaties:
• Amorfe legerslede en gewonden kernen zullen leegloopverliezen verder verlagen met 70% tot 80% en 10% tot 15% respectievelijk.
• Integratie in slimme netwerken:
• IoT-gebaseerde monitoring en AI-gedreven optimalisatie verbeteren real-time management.
• Synergie met hernieuwbare energie:
• Faciliteren integratie van gedistribueerde PV/windenergie in plattelandsgebieden, verbeteren energieabsorptie.
• Standardisering:
• Richtlijnen zoals Technische principes voor de upgrade van plaatselijke elektriciteitsnetwerken zullen de toepassingsnormen verfijnen.