ELECTRIC, WITH AN EDGE
Este documento comienza con la estructura y los parámetros del transformador de distribución monofásico y el transformador de distribución trifásico, y compara el costo de ingeniería, la pérdida de energía eléctrica, la construcción y el espacio ocupado, el ruido, la calidad del voltaje, la confiabilidad del suministro de energía, etc. De acuerdo con la situación de operación , se resumen los sitios de aplicación de los dos transformadores de distribución y se presentan algunas sugerencias para la selección del modo de suministro de energía.
Daelim puede proporcionarle transformadores monofásicos: transformador monofásico de poste y transformador monofásico tipo pedestal.
Al mismo tiempo, Daelim también puede proporcionarle transformadores trifásicos: transformador tipo pedestal, transformador tipo seco y varios tipos de transformadores sumergidos en aceite.
En la actualidad, la distribución de energía de bajo voltaje generalmente adopta un sistema trifásico de cuatro hilos de 220/380 V para el suministro de energía, y el punto neutral está directamente conectado a tierra. Este método de distribución de energía de bajo voltaje que utiliza transformadores de distribución trifásicos tiene muchas desventajas:
① El radio de la fuente de alimentación es largo y la pérdida de línea es grande. Según estadísticas incompletas, la tasa de pérdida de línea de las redes de distribución de media y baja tensión es generalmente alrededor del 6% al 10%, e incluso más del 15% en algunas áreas;
② El radio de suministro de energía es largo, la caída de voltaje es grande y el problema de “bajo voltaje” es grave, lo que afecta la calidad del consumo de electricidad de los residentes;
③Los transformadores de distribución trifásicos tienen grandes pérdidas y ruido, lo que no puede garantizar el funcionamiento económico y ecológico de los transformadores de distribución.
Para resolver estos problemas, algunos países ya han utilizado el modo de suministro de energía monofásico, que introduce líneas de 10 kV en el centro de carga y suministra energía de acuerdo con los principios de pequeña capacidad, distribución densa y radio corto, que no solo reduce las pérdidas de línea, pero también mejora la calidad de la energía y la confiabilidad del suministro de energía.
Por lo tanto, la promoción adecuada de los transformadores de distribución monofásicos es muy necesaria.
En este trabajo se estudian los transformadores de distribución monofásicos y trifásicos desde los aspectos de principio y parámetros técnicos. A través de la investigación y la experiencia de operación real de los transformadores de distribución monofásicos, se resumen los lugares adecuados para la aplicación de dos transformadores de distribución y la fuente de alimentación. La elección del modo plantea varias advertencias.
Los transformadores de distribución trifásicos son comunes en la producción y la vida diaria. Los métodos de cableado comunes incluyen Dyn11 e Yyn0, como se muestra en la Figura 1. El transformador de distribución monofásico generalmente usa cableado II0, y el lado de bajo voltaje se divide en dos formas: tres y cuatro derivaciones, como se muestra en la Figura 2.
En la Figura 2(a), a1 y a2 son las líneas de fase (fuego), x es la línea cero, el devanado lateral de bajo voltaje es un solo devanado y la derivación central está conectada a tierra cuando está en uso, formando dos devanados, y el la relación de tensión de los lados de alta y baja tensión es de 10 kV/±0,22 kV. En la Figura 2(b), a1 y a2 son cables de fase (fuego), x1 y x2 son cables cero, el devanado del lado de bajo voltaje es un devanado doble y no hay conexión eléctrica entre los dos devanados. Las relaciones de tensión son todas de 10 kV/0,22 kV.
En el caso de utilizar el mismo material, el transformador de distribución monofásico de la misma capacidad tiene menores pérdidas en vacío y con carga que el transformador de distribución trifásico, por lo que puede satisfacer mejor las necesidades de ahorro de energía y reducción de consumo.
Tomando como ejemplo los transformadores de distribución de 100kVA y 50kVA comúnmente utilizados, la comparación de sus pérdidas se muestra en la Tabla 1 y la Tabla 2.
A partir de los datos de la Tabla 1 y la Tabla 2, no es difícil encontrar que, tomando como ejemplo la distribución de capacidad de 50 kVA, la pérdida total del transformador es igual a la pérdida sin carga más la pérdida con carga, la pérdida total del transformador de distribución monofásico es de 895 W, y la pérdida total del transformador de distribución trifásico es de 895 W. La pérdida es 953W.
Si se calcula según la operación anual de 8 000 h, la energía eléctrica ahorrada por un transformador de distribución monofásico en un año es (953-895) × 8 000 = 464 (kWh).
Para un proyecto de red de distribución con la misma capacidad instalada, la pérdida de potencia total de un transformador de distribución monofásico (pérdida de potencia total = pérdida del transformador + pérdida de la línea de baja tensión, pérdida del transformador = pérdida de hierro del transformador + pérdida de cobre del transformador) es menor, y el costo del proyecto es menos alto, pero a la larga, los transformadores de distribución monofásicos son más económicos de operar.
Aunque el costo de la transformación monofásica es relativamente alto, después de varios años de compensar los costos de electricidad perdidos, desde una perspectiva a largo plazo, el suministro de energía monofásica es más económico.
En comparación con el transformador de distribución trifásico, el transformador de distribución monofásico es más pequeño y se puede instalar en el poste original sin postes adicionales, lo cual es muy conveniente para la construcción y transformación en el sitio.
Además, solo hay dos líneas de entrada de alta tensión para transformadores de distribución monofásicos. Por lo tanto, en algunas zonas estrechas del corredor de la línea, el tamaño del travesaño de la línea aérea se puede reducir adecuadamente bajo la premisa de cumplir con la distancia de seguridad, lo que reduce la dificultad de construcción y reduce el espacio ocupado.
En comparación con el transformador de distribución trifásico, el transformador de distribución monofásico es más pequeño y se puede instalar en el poste original sin postes adicionales, lo cual es muy conveniente para la construcción y transformación en el sitio.
Además, solo hay dos líneas de entrada de alta tensión para transformadores de distribución monofásicos. Por lo tanto, en algunas zonas estrechas del corredor de la línea, el tamaño del travesaño de la línea aérea se puede reducir adecuadamente bajo la premisa de cumplir con la distancia de seguridad, lo que reduce la dificultad de construcción y reduce el espacio ocupado.
En comparación con el transformador de distribución trifásico, el transformador de distribución monofásico es más pequeño y se puede instalar en el poste original sin postes adicionales, lo cual es muy conveniente para la construcción y transformación en el sitio.
Además, solo hay dos líneas de entrada de alta tensión para transformadores de distribución monofásicos. Por lo tanto, en algunas zonas estrechas del corredor de la línea, el tamaño del travesaño de la línea aérea se puede reducir adecuadamente bajo la premisa de cumplir con la distancia de seguridad, lo que reduce la dificultad de construcción y reduce el espacio ocupado.
Los experimentos y las prácticas muestran que, en comparación con los transformadores de distribución trifásicos ordinarios, el ruido de los transformadores de distribución monofásicos se reduce significativamente, y los transformadores de distribución con estructura de núcleo de hierro enrollado sin soldadura son particularmente prominentes en la reducción de ruido.
Debido a que los transformadores de distribución monofásicos usan líneas de voltaje medio para “ingresar directamente al hogar”, en comparación con los transformadores de distribución trifásicos, el radio de suministro de energía se reduce considerablemente, la caída de voltaje se reduce y la calidad del voltaje mejora significativamente.
Se adopta el transformador de distribución monofásico y se reduce la cantidad de usuarios por transformador, lo que puede mejorar efectivamente la confiabilidad del suministro de energía;
Al mismo tiempo, los transformadores de distribución monofásicos son más fáciles de instalar e intercambiar que los transformadores de distribución trifásicos, y el tiempo de manejo de accidentes se puede acortar considerablemente;
Además, las bobinas trifásicas de alta y baja tensión de los transformadores de distribución trifásicos se ensamblan juntas. Cualquier problema con la bobina de una fase hará que todo el transformador se paralice, lo que provocará cortes de energía en toda el área de la estación, mientras que los transformadores de distribución monofásicos no tendrán tales problemas. .
A través de la comparación anterior, y de acuerdo con la aplicación real de los transformadores de distribución monofásicos y los transformadores de distribución trifásicos, los lugares de aplicación de los dos se resumen a continuación:
1) En áreas donde se concentran cargas monofásicas, como áreas residenciales, se pueden preferir los transformadores de distribución monofásicos.
En la actualidad, el tipo de consumo de electricidad de los barrios residenciales urbanos es básicamente electricidad para iluminación o electricidad monofásica (como aires acondicionados, refrigeradores y otros electrodomésticos), y tiene la condición de “alto voltaje para el hogar”.
De acuerdo con el diseño residencial y la distribución de carga, se puede adoptar el modo de suministro de energía de un transformador de distribución monofásico en un edificio o un transformador de distribución monofásico en una unidad para acortar el radio de suministro de energía de la red de bajo voltaje tanto como sea posible. y controle que no supere los 100 m.
2) La línea rural es diferente de la ciudad, no hay barrios residenciales concentrados ni edificios residenciales, y el consumo de electricidad es pequeño, y está en el área sin carga trifásica.
En general, es completamente posible que las aldeas naturales configuren un transformador de distribución monofásico de pequeña capacidad con residentes relativamente concentrados, y con el mayor crecimiento de la carga de electricidad rural, sus beneficios económicos también se verán recompensados al reducir las pérdidas en la línea.
Sin embargo, hay muchos equipos eléctricos trifásicos, como bombeo de agua y trilla en las zonas rurales, y se deben instalar algunos transformadores de distribución trifásicos de pequeña capacidad.
Por lo tanto, en áreas rurales, la aplicación de transformadores de distribución monofásicos debe llevarse a cabo junto con transformadores de distribución trifásicos de acuerdo con el consumo eléctrico local real y razonablemente planificados en base a los principios de “pequeña capacidad, distribución densa y radio corto”. .
3) Los transformadores de distribución monofásicos se pueden usar en áreas residenciales y mercados con robo de electricidad grave. El suministro de energía de alto voltaje es “hasta el hogar”, lo que no solo puede prevenir el fenómeno del robo de electricidad causado por el tirón aleatorio de cables de bajo voltaje, sino que también facilita la evaluación de pérdidas de línea en la sublínea y sub- áreas de la estación.
4) Alentar a los pequeños usuarios industriales a pasar de usar electricidad con el transformador completo original a usar electricidad de transformadores especiales. Con la popularización y la aplicación de transformadores de distribución monofásicos, algunos pequeños usuarios industriales bifásicos o usuarios comerciales pueden instalar transformadores de distribución monofásicos dedicados.
Bajo la guía de la política de consumo de electricidad y la política de precios de la electricidad, será cada vez más común que los usuarios industriales instalen transformadores especiales.
De esta manera, es posible separar la energía de iluminación residencial y la energía eléctrica trifásica industrial pequeña, y reemplazar adecuadamente los transformadores de distribución trifásicos con transformadores de distribución monofásicos para reducir la pérdida de líneas públicas de bajo voltaje y transformadores integrales.
Al mismo tiempo, la carga del transformador integral se puede equilibrar y el voltaje del usuario puede ser más estable.
Al elegir un método de suministro de energía, haga un buen plan y presupuesto, y no sea ciego. Deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:
1) El método de suministro de energía monofásico es el mismo que el sistema trifásico de cuatro hilos, que es un método de suministro de energía más razonable. En la transformación de la red de distribución, se deben tomar medidas de acuerdo a la situación real y las condiciones locales, y no debe ser “talla única”.
2) Se debe considerar un plan a largo plazo en el diseño del circuito. La red de distribución de baja tensión debe construirse una vez, y la capacidad del transformador debe seleccionarse razonablemente, y la tasa de carga debe aumentarse para recuperar la inversión lo antes posible.
La principal ventaja de la fuente de alimentación del transformador de distribución monofásico es para la carga monofásica, por lo que es necesario investigar y analizar la composición de la carga y su entorno geográfico, tratar de separar la carga monofásica de la carga de potencia trifásica y hacer el transformador lo más cerca posible del punto de carga.
3) Al implementar el modo de suministro de energía monofásico, se debe preferir el modo de suministro de energía de “pequeña capacidad, puntos densamente distribuidos, radio corto y alta tasa de carga”. Solo de esta manera se puede poner en juego el beneficio de reducción de pérdidas del modo de fuente de alimentación monofásica.
Para áreas residenciales con cargas monofásicas simples, los transformadores de distribución monofásicos suspendidos se utilizan para el suministro de energía descentralizado, que tiene las características de cableado simple, mantenimiento conveniente, calidad de alto voltaje, baja pérdida de línea de bajo voltaje y pequeña interacción entre los usuarios .
4) No importa qué método se utilice para suministrar energía, intente mantener el equilibrio de carga trifásico. Si el desequilibrio de la carga trifásica es demasiado grande, aumentará el desequilibrio de la corriente trifásica, lo que no solo afectará la calidad del voltaje, sino que también aumentará la pérdida de línea de la red de distribución de 10kV.
Con la continua profundización de la reforma energética, la competencia por el suministro de energía en la red de distribución será cada vez más feroz. Es un requisito inevitable mejorar la calidad de la energía de los usuarios, reducir la pérdida de energía de las empresas y realizar el modo de suministro de energía óptimo.
Cada empresa de suministro de energía puede adoptar el modo de suministro de energía del transformador de distribución monofásico o trifásico según las condiciones locales según la densidad de carga y las características de distribución de la red de distribución en su jurisdicción para lograr un suministro de energía óptimo.
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