ELECTRIC, WITH AN EDGE
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ELECTRIC, WITH AN EDGE
Este es un proyecto de construcción eléctrica para un edificio de oficinas gubernamentales. Dado que los indicadores de evaluación de ahorro de energía del comprador son estrictos y el diseño también debe tener en cuenta los costos de operación y mantenimiento del edificio una vez terminado, dealim ha realizado un análisis exhaustivo de la carga de energía del sistema de bajo voltaje de su subestación y aprobó el método integral de costo de eficiencia energética (método TOC) ) Calculó y comparó los indicadores de evaluación económica del transformador trifásico de resina epoxi de tipo seco y el transformador de aleación amorfa sellada de la serie S (B) H15-M como base para la selección posterior de transformadores
Este proyecto cuenta con una subestación independiente de 22/0.4kV. La parte constructora es responsable de introducir dos líneas externas independientes de media tensión de 22kV enterradas en el cuarto de distribución de media tensión.
En la subestación se instalan dos transformadores tipo seco para operar en serie, cada uno con un 50% de carga durante el funcionamiento normal, y cuando falla uno de los alimentadores, el otro a plena carga.
De acuerdo con la estabilidad del sistema eléctrico local y los requisitos de las partes extranjeras, dos generadores diésel con una potencia común de 1 000 kVA se configuran en paralelo como fuente de energía de respaldo para brindar protección de energía a plena carga para el proyecto en caso de un fallo de red.
Todo el equipo de extinción de incendios, sistemas de transmisión y conferencias, equipo de seguridad, iluminación de evacuación de emergencia, electricidad en el área de la oficina, ascensores, salas de computadoras con sistema de corriente débil, fuentes de alimentación de relé, bombas de vida y bombas de aguas residuales son las cargas principales de este proyecto. Entre ellos, la iluminación del auditorio y de la sala de recepción, la electricidad El consumo de energía para los sistemas de sonido, video e informática es una carga particularmente importante entre las cargas de primer nivel; el consumo de energía para el aire acondicionado es una carga de segundo nivel; y las fuentes de agua y la iluminación del paisaje son cargas de tercer nivel. El diagrama esquemático del esquema de cableado principal de bajo voltaje de este proyecto se muestra en la Figura 1.
La capacidad de carga total de este proyecto es Pe=2607kW, de los cuales la carga del primer nivel es Pe=1422kW, la carga de la segunda etapa es Pe=1110kW, la carga de la tercera etapa es Pe=75kW y la carga contra incendios es Pe=238,5kW.
La tabla de cálculo de carga se muestra en la Tabla 1, Tabla 2 y Tabla 3.
En la Tabla 1, la Tabla 2 y la Tabla 3 se puede ver que este proyecto planea seleccionar dos transformadores de 1600 kVA, la tasa de carga operativa normal del transformador 1# es 45,6 %, la tasa de carga operativa normal del transformador 2# es 43,5 %, y cuando un transformador falla, la parte extranjera requiere otro transformador para llevar todas las cargas de la primera, segunda y tercera etapa del proyecto para el cálculo, y la tasa de carga es del 94,6%.
En cuanto a la elección de la capacidad del transformador, si es razonable o no, y cuál elegir para el transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi y el transformador de aleación amorfa sellada de la serie S(B)H15-M actualmente comúnmente utilizados.
De acuerdo con la situación real del proyecto, Daelim considerará exhaustivamente los factores técnicos y económicos, como la tasa de carga del transformador, el precio, las pérdidas, las características de carga y el precio de la electricidad para realizar una evaluación de eficiencia energética como base para el próximo diseño.
La eficiencia del transformador η
Donde P2 es la potencia de carga; ΔP es la pérdida activa (incluyendo la pérdida de hierro y la pérdida de cobre); cosφ es el factor de potencia de la carga; β es el factor de carga; SN es la capacidad nominal del transformador; Po es la pérdida sin carga del transformador; PK es la pérdida por cortocircuito del transformador.
Para encontrar el mejor factor de carga del transformador, use matemáticas avanzadas para encontrar la primera derivada de la fórmula anterior e igualarla a cero. Cuando dη /dβ = 0, obtenemos:
Calcular el factor de carga económica activa βmp cuando la eficiencia de operación del transformador es máxima sin considerar la pérdida de potencia reactiva del transformador,
No es difícil ver de la ecuación anterior que cuando la pérdida constante (pérdida de hierro) del transformador es igual a la pérdida variable (pérdida de cobre), la eficiencia operativa del transformador es la más alta.
El factor de carga crítico βLp cuando el transformador está operando en el límite inferior de la zona de operación económica (es decir, el carro grande tirado por caballos) es:
Método integral de costos de eficiencia energética (método TOC)
Para la evaluación económica de la eficiencia energética del transformador de distribución, se puede adoptar el método integral del costo de eficiencia energética (método TOC) que considera integralmente su inversión inicial y el costo de pérdida de energía a pagar durante su período de uso económico.
La expresión de cálculo del costo integral de eficiencia energética del transformador de distribución es:
En la fórmula, CI es el costo inicial del transformador de distribución, A (Po + KqQo) es el costo equivalente de la pérdida sin carga del transformador y B (Pk + KqQr) es el costo equivalente de la pérdida con carga del transformador.
El valor A no solo está relacionado con la vida útil del transformador y la tasa de interés durante este período, sino también con el precio de la electricidad.
El valor B no solo está relacionado con los factores relacionados con el valor A antes mencionados, sino también con las características de carga de la carga transportada por el transformador. La fórmula de cálculo es la siguiente:
En la fórmula, CI es el costo inicial del transformador de distribución y el nuevo proyecto es el precio del equipo (RMB); Poefc es el costo equivalente de la pérdida sin carga del transformador (RMB);
Pkefc es el costo equivalente de la pérdida de carga del transformador (RMB); A es el costo de capital de la pérdida unitaria sin carga durante la vida útil del transformador (RMB/kW);
B es el costo de capital de la pérdida de carga unitaria durante la vida útil del transformador (RMB/kW);
Po es la pérdida de potencia activa sin carga (pérdida de hierro) del transformador, (kW);
Kq es el equivalente económico de la potencia reactiva, generalmente 0,1kW/kVar, (kW/kVar);
Qo es la pérdida de potencia reactiva cuando el transformador está sin carga, (kVar);
Io% es el porcentaje de la corriente sin carga del transformador a la corriente nominal (%);
Sr es la capacidad nominal del transformador, (kVA);
Pk es la pérdida de potencia activa de la carga del transformador, (kW);
Qr es el incremento de pérdida de potencia reactiva a la carga nominal del transformador, (kVar);
Uk% es el porcentaje de la tensión de impedancia del transformador a la tensión nominal, (%).
kpv es el coeficiente límite con una tasa de descuento de i y una vida útil de n años; Ee es el costo de la electricidad por unidad de electricidad (yuan/kWh); el proyecto está ubicado en una ciudad del sudeste asiático y su costo de electricidad de operación es cero. 118 4USD/h, aproximadamente igual a RMB 0,75 yuan/h. Ec es el costo de la electricidad por unidad de capacidad (yuan/kW·mes);
Hpy son las horas vivas anuales del transformador, normalmente 8 760h; β0 es la tasa de carga inicial del transformador. La tasa de carga inicial de este proyecto se basa en los datos de la tabla de cálculo de carga y se toma como 46%; τ se selecciona de acuerdo al “Manual de Diseño de Distribución Industrial y Civil de Energía”, y el valor calculado para vida urbana es de 1 250h.
De acuerdo con el análisis de los parámetros técnicos del transformador de Daelim, la tasa de carga económica activa y la tasa de carga crítica del transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi y el transformador de aleación amorfa sellada serie S(B)H15-M se muestran en la Tabla 4 y la Tabla 5.
A partir de los resultados de los cálculos anteriores, se puede ver que el transformador tipo seco trifásico fundido con resina epoxi SCB10 con una capacidad de 1 600 kVA tiene la eficiencia operativa más alta cuando la tasa de carga económica activa es del 46 % y la tasa de carga crítica es 21% cuando se encuentre en el límite inferior de la zona de operación económica.
El transformador de aleación amorfa de bajas pérdidas SCBH15 con una capacidad de 1 600 kVA tiene la mayor eficiencia operativa cuando la tasa de carga económica activa es del 25 % y su tasa de carga crítica es del 6 % cuando se encuentra en el límite inferior de la zona de operación económica.
En los últimos años, se han utilizado ampliamente varias series de transformadores de potencia de baja pérdida y se han logrado efectos económicos significativos en términos de ahorro de energía y costos operativos.
En la actualidad, la eficiencia nominal del propio transformador ya es muy alta. Generalmente, la eficiencia nominal de los transformadores pequeños y medianos es superior al 96%.
Sin embargo, en muchas ocasiones, la eficiencia de operación real del transformador no es alta debido a la configuración y operación irrazonables del transformador.
Cuando el factor de carga del transformador es demasiado bajo o demasiado alto, la proporción del consumo total del propio transformador en la energía de entrada total del transformador aumenta, lo que resulta en una disminución de la eficiencia operativa real.
Afectados por los hábitos tradicionales en el pasado, muchos diseñadores y revisores de dibujo todavía tienen algunos malentendidos en la selección y operación de transformadores, lo que conduce a una gran pérdida de energía en la aplicación práctica de transformadores.
Por ejemplo, la eficiencia más alta del transformador aparece en una tasa de carga de aproximadamente el 75 %, y la tasa de carga del transformador es inferior al 30 %. No hay base para el cálculo. De lo anterior se puede ver que la tasa de carga económica activa y la criticidad de los transformadores de diferentes series y diferentes parámetros Los valores del factor de carga también son diferentes.
Por lo tanto, para los dos transformadores de 1 600 kVA instalados en este proyecto, la tasa de carga es del 43 % al 46 % durante la operación normal y la tasa de carga es del 94 % durante la operación con falla. 6%, la elección es razonable.
De acuerdo con el método integral de costos de eficiencia energética (método TOC) presentado anteriormente, Daelim utilizó la vida útil del transformador de 10 años y 20 años para calcular los costos de pérdida de energía que pagará el transformador durante su período de uso económico y considerar su inversión inicial. . Desde un punto de vista económico, comprenda y evalúe los beneficios de ahorro de energía de los transformadores de manera más científica.
Si bien presta atención al efecto de ahorro de energía, este proyecto también presta gran atención a la viabilidad y conveniencia del compromiso a largo plazo con el mantenimiento diario y la revisión regular de equipos grandes.
Se puede ver en la Tabla 6 que de acuerdo con la tasa de carga de este proyecto durante la operación normal, la tasa de carga es del 46%. Análisis integral de eficiencia energética: el transformador de aleación amorfa sellada serie S(B)H15-M tiene un costo integral de eficiencia energética de 1 159 274 durante el período de uso económico de 10 años. RMB, 14% más alto que el transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi de uso común.
El costo integral de eficiencia energética durante el período de uso económico de 20 años es de 1 251 557 RMB, que es más alto que el transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi de uso común. 2． 4%.
El transformador de aleación amorfa sellada de la serie S(B)H15-M tiene bajas pérdidas y un importante efecto de ahorro de energía. La pérdida nominal sin carga es solo alrededor del 30% del transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi.
La pérdida nominal sin carga es solo alrededor del 30% del transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi.
Si se ignora la inversión inicial, el costo operativo del transformador de aleación amorfa sellado de la serie S(B)H15-M durante el período de uso económico de 10 años es un 7 % más bajo que el del tipo seco trifásico de resina epoxi de uso común. Transformador, y dentro del período de uso económico de 20 años. El costo operativo es un 17% más bajo que el transformador trifásico de tipo seco de resina epoxi de uso común.
Como el proyecto está ubicado en el sudeste asiático, los productos de distribución de energía a gran escala de los países receptores se compran principalmente a los países desarrollados vecinos y a China. Por lo general, el mantenimiento de rutina puede ser realizado por ellos mismos, pero las revisiones periódicas deben ser enviadas por personal profesional y técnico de los sitios de mantenimiento nacionales mencionados anteriormente.
Por lo tanto, no hay diferencia en la conveniencia del mantenimiento cuando se selecciona un equipo grande, y no hay una barrera regional al elegir el transformador de aleación amorfa sellada serie S(B)H15-M.
Finalmente, Daelim recomienda el uso del transformador de aleación amorfa sellada serie S(B)H15-M para los clientes.
Cuando necesite encontrar más que solo transformadores existentes, el Centro de servicio de transformadores de Daelim puede ayudarlo a diseñar y producir transformadores de distribución que satisfagan sus necesidades únicas.
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