Análisis de los datos de rendimiento del transformador de distribución de alta tensión

La estadística matemática se utiliza ampliamente en todos los aspectos de la vida social. Los resultados estadísticos tienen una gran influencia como base para la toma de decisiones o las normas de juicio. El análisis estadístico de los datos de rendimiento de los transformadores de distribución de alta tensión puede comprender mejor la situación actual de la industria de los transformadores de distribución de alta tensión o proporcionar una referencia para los sistemas estándar relacionados.

Las empresas de producción de transformadores de distribución de alta tensión suelen ser de pequeña escala, de baja concentración y con equipos y tecnología atrasados. El estado general de la industria está lejos del nivel avanzado internacional.

 Con la normalización gradual de la construcción urbana a gran escala y la transformación de la red urbana, la demanda incremental de transformadores de distribución se estabilizará gradualmente, se eliminará un gran número de empresas inferiores y la tendencia de concentración de recursos hacia las empresas superiores es inevitable.

En los últimos años, la demanda incremental anual de transformadores de distribución ha sido muy grande, y la tendencia es a aumentar año tras año.

El enorme stock de transformadores de distribución y el enorme incremento anual muestran que sus indicadores de pérdida tienen un gran impacto en la conservación de la energía, la protección del medio ambiente y las emisiones de carbono. Al mismo tiempo, al estar ampliamente distribuidos en zonas densamente pobladas, como ciudades, calles y manzanas, su nivel de ruido repercute en la vida de las personas. No se puede ignorar el impacto de la calidad.

La mejora del nivel de rendimiento de los transformadores de distribución debe depender de la aplicación de nuevos materiales, diseños innovadores y la mejora del nivel tecnológico. No sólo debe mejorar el nivel de rendimiento aumentando el consumo de materiales, sino que debe formular unos requisitos de índice de rendimiento razonables de acuerdo con la situación real de la industria.

Si el índice de rendimiento es flojo, puede provocar las malas consecuencias de que el dinero malo expulse al dinero bueno, lo que provocará una resistencia al desarrollo saludable de la industria;

Si los requisitos del índice de rendimiento son demasiado altos y se desvían del nivel general de la industria, aumentarán los costes de fabricación. 

Al mismo tiempo, provoca el desperdicio de material, e incluso una relación invertida de entrada-salida, lo que afecta al entusiasmo de las empresas. 

Los requisitos del índice de rendimiento de los transformadores de distribución se estipulan claramente en las normas pertinentes y se revisan de vez en cuando según los cambios de la situación para normalizar el buen desarrollo de la industria de transformadores de distribución de alta tensión.

Transformador tipo pedestal

Podemos proporcionarle transformador monofásico y trifásico montado en plataforma

Transformador de tipo seco

Tipo: resina fundida; Capacidad nominal: hasta 25MVA; Voltaje nominal: hasta 36 KV;

Transformador de poste

TipoCSP tipo Frecuencia: 50/60 Hz; Potencia nominal: 5~167kva

Transformador sumergido en aceite

Frecuencia: 50/60Hz Tensión nominal: 10 kv, 20 kv, 30 kv Potencia nominal: 400~2500kva

High Voltage Distribution Transformer : The Ultimate FAQ Guide

Transformador de distribución de alta tensión Fuente y prueba

35V Class Three Phase Oil-Immersed Distribution Transformer
35V Class Three Phase Oil-Immersed Distribution Transformer

Los productos implicados en este artículo proceden de un amplio abanico de fuentes, principalmente de productos sometidos a inspección por parte de los fabricantes o a inspección aleatoria por parte de las compañías eléctricas, que están representadas del sector de los transformadores de distribución de alta tensión.

La prueba del producto la realiza una organización autorizada. El nivel técnico del personal de prueba, el equipo de prueba y los instrumentos de prueba son todos de primera clase, y los datos de prueba son verdaderos y fiables.

El método de prueba se ajusta estrictamente a los requisitos de GB/T1094.1, IEC 60076 -24:2020, JB/T501 y otras normas.

Condiciones ambientales del laboratorio: No hay grandes fábricas ni equipos eléctricos alrededor del laboratorio, la tensión de alimentación es estable, no hay interferencias electromagnéticas externas ni radiación, y el nivel de ruido externo es bajo;

Hay instalaciones de calefacción en la sala de pruebas en invierno e instalaciones de ajuste de la temperatura en verano. El rango de temperatura es de 10℃~30℃ durante la mayor parte del año.

En invierno severo o en pleno verano con una duración muy corta, la temperatura no será inferior a 5℃ ni superior a 35℃;

La humedad relativa del aire en la sala de pruebas se mantiene por debajo del 80% durante todo el año.

Fuente de alimentación y equipo de prueba: La fuente de alimentación se toma de la subestación dentro de la sala de pruebas, y el equipo de regulación de voltaje adopta un regulador de voltaje de inducción de 500k VA para lograr una regulación de voltaje estable;

La tensión de salida trifásica es aproximadamente simétrica, y la relación entre la tensión de fase más alta y la tensión de fase más baja de la salida continua es inferior al 1%;

La frecuencia de la potencia de salida cumple el requisito de 50±1%Hz;

El contenido armónico en la forma de onda de la tensión puede ignorarse.

Instrumentos y equipos de medición: los analizadores de potencia, los instrumentos de medición de ruido, los transformadores de tensión y los transformadores de corriente son verificados o calibrados regularmente por el departamento de metrología profesional. El sistema de medición se ajusta a las normas GB/T19001, GB/T16927, GB/T13499 y otras. Comparación o calibración periódica para garantizar la precisión y la trazabilidad de los datos de medición.

El personal de pruebas ha superado una estricta formación profesional y está cualificado para trabajar con certificados.

IEC 60076 -24:2020: Specification of voltage regulating power transformers

Calificación del transformador de distribución de alta tensión Estadística

Las muestras de transformadores de distribución de alta tensión se han tomado de algunas muestras presentadas para su inspección por los fabricantes o las compañías eléctricas en el período más reciente. Proceden de diferentes regiones, diferentes fabricantes y diferentes unidades de uso. Aunque el número es limitado, siguen siendo representativas.

El experimento fue realizado por el mismo grupo de personas y el mismo sistema de medición para minimizar el impacto de la incertidumbre de la medición en los datos, reduciendo así el impacto en los resultados estadísticos.

Sólo se cuentan los productos de la especificación Transformador de Distribución de Alta Tensión sumergido en aceite 200kVA/10/0,4k V. La estructura del núcleo incluye el núcleo laminado planar de acero al silicio, el núcleo bobinado tridimensional de acero al silicio y el núcleo de aleación amorfa.

Los resultados estadísticos de los datos de pérdida en vacío, pérdida en carga e impedancia de cortocircuito se ajustan a la ley de distribución normal, y la curva de distribución presenta una forma de campana, simétrica en torno al eje medio. 

La corriente en vacío y el nivel de potencia acústica, debido a la insuficiencia de bits efectivos de datos y al reducido número de muestras, hacen que los resultados de las mediciones se concentren principalmente en unos pocos valores discretos, y la estadística de los resultados es relativamente sencilla.

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Estadísticas de los datos de rendimiento de los transformadores de distribución con núcleo laminado plano de acero al silicio

Se han contabilizado un total de 38 muestras de transformadores de distribución de núcleo laminado planar de acero al silicio, cuyo valor de pérdida en vacío está entre 204W~244W, el valor de pérdida en carga está entre 2 460W~2 778W, y el valor de impedancia de cortocircuito está entre 3,7% y 4,35%. Estadísticas Los resultados se muestran en la Tabla 1.

Corriente en vacío: Se distribuye ampliamente entre el 0,14% y el 0,36%, y no hay muchas cifras repetidas. Esto demuestra plenamente que la unión del núcleo laminado tiene una gran influencia en la corriente en vacío. Los diferentes procesos y los factores inciertos en el proceso de laminación provocan una mayor incertidumbre en la corriente en vacío.

Nivel de potencia acústica: De estas 38 muestras, sólo 32 unidades han sido sometidas a pruebas de nivel sonoro. Los niveles de potencia acústica se sitúan entre 43d B y 47d B, de los cuales 43d B representa 4 unidades, que suponen el 12,5%; 44d B representa 2 unidades, que suponen el 6,3%; 45d B representa 16 unidades, que suponen el 50%; 46d B representa 4 unidades, que suponen el 12,5%; 47d B representa 6 unidades, que suponen el 18,7%; el nivel de potencia acústica de las muestras por encima del 80% no superaba 46d B.

Statistical results of performance data of silicon steel three-dimensional wound cohigh Voltage distribution transformers
Statistical results of performance data of silicon steel three-dimensional wound cohigh Voltage distribution transformers

Estadísticas de los datos de rendimiento de los transformadores de distribución con núcleo bobinado tridimensional de acero al silicio.

Se han contabilizado un total de 124 muestras de transformadores de distribución de alta tensión con núcleo bobinado tridimensional de acero al silicio, de los cuales el valor de pérdida en vacío está entre 212W y 242W, el valor de pérdida en carga está entre 2 532W y 2 745W, y el valor de impedancia de cortocircuito está entre 3,7% y 4,35%. Estadísticas Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Corriente en vacío: El rango de distribución está entre el 0,11% y el 0,26%. Debido a que no hay unión entre las piezas del núcleo de hierro, la corriente en vacío tiene una pequeña dispersión y se concentra en un número limitado de valores. Entre ellos: El 0,11% representa 72 unidades, lo que supone el 58,1%; el 0,12% representa 49 unidades, lo que supone el 39,5%; el 0,13% tiene 1 unidad, el 0,2% y más tiene 2 unidades, y los dos juntos representan el 2,4%, lo que está en un rango de probabilidad pequeño. Nivel de potencia sonora: Entre las 124 muestras, sólo 85 unidades han sido sometidas a pruebas de nivel sonoro. Los niveles de potencia sonora se sitúan entre 43d B y 47d B, de los cuales 43d B representa 1 unidad, lo que supone un 1,2%; 44d B representa 24 unidades, lo que supone un 28,2%; 45d B representa 41 unidades, lo que supone un 48,2%; 46d B representa 11 unidades, lo que supone un 12,9%; 47d B representa 8 unidades, lo que supone un 9,4%; el nivel de potencia sonora de las muestras superiores al 90% no superaba 46d B.

Statistical Results of Performance Data of Silicon Steel Plane Laminated Core High Voltage Distribution Transformer
Statistical Results of Performance Data of Silicon Steel Plane Laminated Core High Voltage Distribution Transformer

Estadísticas de los datos de rendimiento de los transformadores de distribución con núcleo de aleación amorfa.

Se han contabilizado un total de 75 muestras de transformadores de distribución con núcleo de hierro de aleación amorfa, de los cuales el valor de pérdida en vacío está entre 65,9W y 111,5W, el valor de pérdida en carga está entre 2 112W y 2 926W, y el valor de impedancia de cortocircuito está entre 3,64% y 4,22%. Los resultados estadísticos se muestran en la Tabla 3.

Corriente en vacío: El rango de distribución está entre el 0,05% y el 0,38%. La corriente en vacío de más del 80% de las muestras es inferior al 0,2%, y la corriente en vacío de sólo una muestra supera el 0,3%. Es probable que la dispersión de la corriente en vacío se vea afectada por las costuras de las aberturas.

Nivel de potencia acústica: Entre las 75 muestras, sólo se ha comprobado el nivel sonoro de 60 unidades. El nivel de potencia sonora se distribuye entre 44d B y 50d B, de los cuales 44d B representa 5 unidades, lo que supone un 8,3%; 45d B representa 21 unidades, lo que supone un 35%; 46d B representa 11 unidades, lo que supone un 18,3%; 47d B representa 12 unidades, lo que supone un 20%; 48d B y superiores representan 11 unidades, lo que supone un 18,3%; el nivel de potencia sonora de las muestras es superior al 80% No más de 47d B.

Statistical Results of Performance Data of Amorphous Alloy Core Distribution Transformer

Análisis de los resultados estadísticos

Debido al reducido número de muestras y a otros factores, los resultados estadísticos de las tablas 2 y 3 difieren de la ley de distribución normal, pero aún así es posible hacerse una idea de la situación general del sector de los transformadores de distribución de alta tensión.

A partir de los resultados estadísticos, para la muestra del transformador de distribución con núcleo de acero al silicio sumergido en aceite de 200k VA/10/0,4k V, en términos de pérdida en vacío, la pérdida en vacío del transformador con núcleo laminado plano y del transformador con núcleo bobinado tridimensional son básicamente iguales.

En el nivel tecnológico actual, el transformador de núcleo bobinado tridimensional no presenta ventajas evidentes en cuanto a la reducción del consumo, y no es necesario formular una norma independiente para él. Es más apropiado clasificarlo como un transformador de núcleo de acero al silicio de estructura ordinaria;

En cuanto al nivel de potencia acústica, entre las tres estructuras de núcleo diferentes, el nivel de potencia acústica de la estructura de núcleo bobinado tridimensional es relativamente bajo y la dispersión es relativamente pequeña, y el nivel de potencia acústica de la estructura de núcleo de hierro de aleación amorfa es relativamente alto y la dispersión es relativamente alta. Sin embargo, en general, los niveles de potencia acústica de estos tres tipos de estructuras de núcleo no son muy diferentes.

En cuanto a la impedancia de cortocircuito, la dispersión de la impedancia de cortocircuito de los tres tipos de transformadores con diferentes estructuras de núcleo no es grande, y la impedancia de cortocircuito del 80% de las muestras está dentro del rango de 4,0±5%.

Para verificar si los cambios de distribución de otras especificaciones y la capacidad cumplen con las reglas anteriores, se necesitan más y más amplios datos estadísticos, y los colegas interesados pueden realizar más investigaciones.

Los resultados estadísticos muestran que el progreso de la industria de transformadores de distribución de alta tensión es muy evidente en los últimos años.

Comparación de los resultados estadísticos con las normas pertinentes

Existen muchos tipos de normas relacionadas con los parámetros de rendimiento de los transformadores de distribución. Aquí, sólo se consideran varios tipos de normas que son generalmente reconocidas y ampliamente utilizadas en la industria. Estas normas se comparan con los parámetros de rendimiento de los transformadores de distribución sumergidos en aceite de 200k VA/10/0,4k V. 

Para los transformadores de distribución sumergidos en aceite con especificaciones de 200k VA/10/0,4k V, los resultados se comparan con los resultados estadísticos.

El principal factor que afecta a la pérdida en vacío es el material, y la relación con la estructura del núcleo del transformador no es evidente. A partir del estado actual de la industria, es más apropiado definir la pérdida en vacío como dos tipos de transformadores con núcleo de acero al silicio y transformadores con núcleo de aleación amorfa;

En cuanto al nivel de potencia sonora y la corriente en vacío, independientemente del tipo de núcleo, se pueden unificar los requisitos, se determinan los valores recomendados apropiados de acuerdo con el nivel general actual de la industria para promover y guiar el desarrollo sano y saludable de la industria de transformadores de distribución de alta tensión.

Entre las 75 muestras de transformadores con núcleo de aleación amorfa que figuran en las estadísticas, 10 muestras tienen una pérdida en vacío inferior a 75W, lo que representa el 13,3%;

Hay 59 muestras con una pérdida sin carga inferior a 95W, lo que representa el 78,7%;

Hay 74 muestras con una pérdida sin carga inferior a 105W, lo que representa el 98,7%. Es previsible que, con la mejora continua del nivel técnico, el transformador de distribución de alta tensión con núcleo de aleación amorfa tenga todavía mucho margen para reducir el consumo.

Observaciones finales

El análisis estadístico científico de los datos de rendimiento de los productos de transformadores de distribución de alta tensión ayudará a comprender mejor la situación actual y las perspectivas de desarrollo de la industria de transformadores de distribución de alta tensión.

Tiene un cierto valor de referencia para la preparación (revisión) de las normas pertinentes de los productos de transformadores, y se espera que los departamentos o las empresas cualificadas puedan reforzar este trabajo.

 Si todas las partes relevantes pueden cooperar entre sí para lograr estadísticas de datos conjuntas entre regiones y empresas, podrá reflejar con mayor precisión el presente y el futuro de la industria de los transformadores.

Para los transformadores de distribución sumergidos en aceite con especificaciones de 200k VA/10/0,4k V, a partir de los resultados del análisis estadístico anterior, se resumen a grandes rasgos las siguientes conclusiones:

  • 1) En comparación con la norma, la pérdida en vacío de los núcleos de aleación amorfa tiene un mayor espacio de ajuste a la baja.
  • 2) El nivel de ruido ha superado la limitación del material o la estructura del núcleo de hierro, y el límite de potencia acústica puede establecerse basándose únicamente en su capacidad, y hay un gran espacio para el ajuste a la baja en comparación con la norma.
  • 3) Los niveles de corriente en vacío de los transformadores con núcleo de aleación amorfa y los transformadores con núcleo de acero al silicio están muy cerca, y hay un gran margen de reducción en comparación con la norma.
  • 4) La incertidumbre de la impedancia de cortocircuito es pequeña, y su desviación admisible puede limitarse a ±5%.
  • 5) Limitado por el cable, el nivel de pérdida de carga no cambia mucho. Las conclusiones anteriores no son necesariamente adecuadas para los transformadores de distribución de otras capacidades de la serie de productos.

Si se quiere captar la distribución de los parámetros de rendimiento de los productos de serie. Es necesario realizar una gran cantidad de estadísticas de datos y análisis sobre los parámetros de rendimiento de los productos en serie.

Sobre Bin Dong

Hola, soy Bin, director general de Daelim, un fabricante líder de transformadores. Si tienes problemas a la hora de buscar el equipo, lo que tienes que hacer es decírnoslo.

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