Analiza prednosti in rešitev za enofazne distribucijske transformatorje v primerjavi z tradicionalnimi transformatorji

1. Strukturni načela in prednosti učinkovitosti​

1.1 Strukturne razlike, ki vplivajo na učinkovitost​
Enofazni distribucijski transformatorji in trifazni transformatorji imajo značilne strukturne razlike. Enofazni transformatorji običajno uporabljajo E-obliko ali ​navitek z magnezijem, medtem ko trifazni transformatorji uporabljajo trifazni magnezij ali skupinsko strukturo. Ta strukturna razlika neposredno vpliva na učinkovitost:

• Navitek z magnezijem v enofaznih transformatorjih optimizira porazdelitev magnetnega toka, ​zmanjšuje višje harmonike​ in povezane izgube.
• Podatki kažejo, da enofazni transformatorji s navitkom z magnezijem prikazujejo ​10%–25% nižje prazne izgube​ in ​~50% nižje prazne tokove​ v primerjavi z tradicionalnimi trifaznimi laminiranimi transformatorji, z bistveno zmanjšanimi ravnikami hrupa.

1.2 Delovni način, ki zmanjšuje izgube​

• Enofazni transformatorji obdelujejo le enofazni napetostni tok, poenostavljajo konstrukcijo z odstranitvijo faznih razlik in težav s popravljanjem magnetnega potenciala, ki so lastne trifaznim sistemom.
• V trifaznih transformatorjih neuravnotežene naloge povzročajo ​dodatne izgube: vrteča se magnetna polja v spojih magnezija in poprečni utok magnezija v stikih lamine povečujeta energijsko disipacijo.
• Enofazni transformatorji teh težav izogibajo zaradi ​odvisnih magnetnih poti, kar povečuje delovno učinkovitost.

1.3 Način oskrbe z energijo, ki optimizira izgube v vodovodih​

• Enofazni transformatorji omogočajo način oskrbe z energijo z ​​"majhno kapaciteto, gosto porazdelitvijo, kratkim polmerom"​​. Z namestitvijo blizu centrov nalog lahko skrajšajo radij nizek napetostni oskrbe, zmanjšajo izgube v vodovodih.
• Praktične uporabe uporabljajo ​enostopen zavezovalni montažni način, kar pripomore k zmanjšanju stroškov materialov in izboljšanju učinkovitosti namestitve—idealno za posodobitve mreže v podeželju in na obrobju mest.

2. Prednosti uporabe materialov in stroškov proizvodnje​

2.1 Spreminjanje materialov za zmanjšanje stroškov​

• Enofazni transformatorji uporabljajo ​20% manj materiale za magnezij​ in ​10% manj bakra​ kot enako kapacitetni trifazni enote.
• To zmanjša stroške proizvodnje za ​20%–30%​​.

2.2 Primer študije: Posodobitev podeželske mreže​

• V okolici Shexian po uporabi enofaznih transformatorjev:
• Stroški gradnje nizek napetostnih vodov se zmanjšali za ​~20%​.
• Stroški gradnje podstaničnih območij se zmanjšali za ​~66%​​.
• Čeprav je prvotna investicija malo višja (npr., ¥5,000 za 50kVA enofazni vs. ¥4,500 za trifazni), je ​Strošek življenjskega cikla (LCC)​​ v 10 letih bistveno nižji: ¥22,585 (enofazni) vs. ¥57,623 (trifazni).

2.3 Gospodarski načini oskrbe z energijo​

• Enofazni sistemi uporabljajo ​dvožilne visoke napetostne vode​ (10% prihranka) in ​dvo- ali trožilne nizek napetostne vode​ (15% prihranka), kar zmanjša inženirske stroške.
• Idealno za podeželske mreže z dolgimi vodi in razpršenimi nalogami.

2.4 Prednosti proizvodnje​

• Preprostejša struktura omogoča ​masovno proizvodnjo, ki olajša uporabo naprednih tehnologij, kot so amorfni legirani magneziji, kar dodatno zmanjša stroške.

3. Analiza primernosti v različnih scenarijih​

4. Priporočila za racionalno uporabo​

4.1 Izbor kapacitete​

• ​Osnovno načelo: "Majhna kapaciteta, gosta porazdelitev":
• Podeželska območja: ≤20kVA; mestna območja: ≤100kVA.
• ​Črtanje:
• ≤40kVA: 1 vez; ≥50kVA: 2 vezi; prednostno uporabljajte ​enofazni trožilni sistem​.
• ​Formula: 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​ (kjer kfk_fkf​: faktor naloge; KtK_tKt​: faktor hkratnosti).

4.2 Načini namestitve​

• ​Samostojni: Za razpršena naselja; zagotavlja bližino do nalog.
• ​Vejevski tip: Za prožno preklop oskrbe z energijo.
• ​Glavni vod tip: Za trifazna območja brez trifaznih nalog.
• Prednostno uporabljajte ​enostopen montažni način​ za prihranek prostora in lažjo vzdrževanje.

4.3 Mešana oskrba z energijo​

• Enofazne naloge ≤15% trifaznih nalog: direktna vsota; sicer, pretvorite v ekvivalent trifazne naloge.
• ​Uskladitev nalog:
• Enofazne: bivalne naloge; trifazne: industrijski motorji.
• Sezonske fluktuacije: Uporabite ​transformatorje z spremljajočim prilagajanjem kapacitete​.

4.4 Delovanje in vzdrževanje​

• ​Pametni nadzor: Oddaljeno zbiranje podatkov in merjenje.
• ​Zaščitne naprave:
• Visokonapetostni del: PRWG ali HPRW6 padajoči preklopi.
• Zaščita pred troskami: bezraztopni kompozitni izolatorji za zaščito pred troski.
• Nizeknapetostni del: ​izolacijski preklopi + oblikovani lučniki​ za varnost.

4.5 Gospodarska razmatranja​

• ​Prednost LCC: Nižji dolgoročni stroški, kljub višjemu prvotnemu vlaganju (npr., ¥22,585 vs. ¥57,623 v 10 letih).

5. Prihodnji trendi in perspektive​

• ​Innovacije v materialih:
• Amorfni legirani magneziji in navitki z magnezijem bodo dodatno zmanjšali prazne izgube za ​70%–80%​​ in ​10%–15%​, ustrezno.
• ​Integracija pametne mreže:
• Omrežno povezan nadzor in optimizacija z uporabo umetne inteligence izboljšata realnočasno upravljanje.
• ​Sinhronizacija z obnovljivimi viri energije:
• Omogočajo integracijo podeželskih distribuiranih fotovoltaičnih in vetrenih virov, izboljšujejo absorpcijo energije.
• ​Standardizacija:
• Smernice, kot so Tehnična načela za posodobitev podeželskih električnih mrež, bodo izboljšale norme uporabe.