ELECTRIC, WITH AN EDGE
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ELECTRIC, WITH AN EDGE
Il s’agit d’un projet de construction électrique pour un immeuble de bureaux du gouvernement. Étant donné que les indicateurs d’économie d’énergie de l’acheteur sont stricts et que la conception doit également tenir compte des coûts d’exploitation et de maintenance du bâtiment après l’achèvement du bâtiment, dealim a mené une analyse complète de la charge électrique de son système basse tension de sous-station et passé la méthode complète du coût de l’efficacité énergétique (méthode TOC) ) Calculé et comparé le transformateur de type sec en résine époxy triphasé couramment utilisé et les indicateurs d’évaluation économique du transformateur en alliage amorphe scellé de la série S (B) H15-M comme base pour la sélection ultérieure de transformateurs.
Ce projet dispose d’une sous-station indépendante 22/0,4kV. La partie construction est responsable de l’introduction de deux lignes externes moyenne tension 22kV indépendantes enterrées dans la salle de distribution moyenne tension.
Deux transformateurs de type sec sont installés dans la sous-station pour fonctionner en série, chacun avec une charge de 50 % en fonctionnement normal, et en cas de panne d’une alimentation, l’autre à pleine charge.
Selon la stabilité du système électrique local et les exigences des parties étrangères, deux générateurs diesel d’une puissance commune de 1 000 kVA sont installés en parallèle comme source d’alimentation de secours pour fournir une protection de puissance à pleine charge pour le projet en cas de panne secteur.
Tous les équipements de lutte contre l’incendie, les systèmes de diffusion et de conférence, les équipements de sécurité, l’éclairage d’évacuation d’urgence, l’électricité des bureaux, les ascenseurs, les salles informatiques à courant faible, les alimentations de relais, les pompes de vie et les pompes à eaux usées sont les principales charges de ce projet. Parmi elles, l’éclairage de l’auditorium et de la salle d’accueil, l’électricité La consommation électrique des systèmes son, vidéo et informatique est une charge particulièrement importante parmi les charges de premier niveau ; la consommation d’énergie pour la climatisation est une charge de second niveau ; et les fontaines à eau et l’éclairage paysager sont des charges de troisième niveau. Le schéma de principe du schéma de câblage principal basse tension de ce projet est illustré à la figure 1.
La capacité de charge totale de ce projet est Pe = 2607 kW, dont la charge de premier niveau est Pe = 1422 kW, la charge de deuxième étage est Pe = 1110 kW, la charge de troisième étage est Pe = 75 kW et la charge de lutte contre l’incendie est Pe = 238,5 kW.
Le tableau de calcul de charge est présenté dans le tableau 1, le tableau 2 et le tableau 3.
On peut voir dans le tableau 1, le tableau 2 et le tableau 3 que ce projet prévoit de sélectionner deux transformateurs de 1600 kVA, le taux de charge de fonctionnement normal du transformateur 1 # est de 45,6 %, le taux de charge de fonctionnement normal du transformateur 2 # est de 43,5 %, et lorsqu’un transformateur tombe en panne, la partie étrangère exige qu’un autre transformateur supporte toutes les charges de premier, deuxième et troisième étages du projet pour le calcul, et le taux de charge est de 94,6 %.
En ce qui concerne le choix de la capacité du transformateur, qu’il soit raisonnable ou non, et lequel choisir pour le transformateur de type sec en résine époxy triphasé couramment utilisé et le transformateur en alliage amorphe scellé de la série S(B)H15-M.
Selon la situation réelle du projet, Daelim examinera de manière approfondie les facteurs techniques et économiques tels que le taux de charge du transformateur, le prix, la perte, les caractéristiques de charge et le prix de l’électricité pour effectuer une évaluation de l’efficacité énergétique comme base de la prochaine conception.
Le rendement du transformateur η
Où P2 est la puissance de charge ; ΔP est la perte active (y compris la perte de fer et la perte de cuivre) ; cosφ est le facteur de puissance de charge ; β est le facteur de charge ; SN est la capacité nominale du transformateur ; Po est la perte à vide du transformateur ; PK est la perte de court-circuit du transformateur.
Afin de trouver le meilleur facteur de charge du transformateur, utilisez des mathématiques avancées pour trouver la dérivée première de la formule ci-dessus et la rendre égale à zéro. Lorsque dη /dβ = 0, on obtient :
Calculer le facteur de charge économique actif βmp lorsque le rendement de fonctionnement du transformateur est maximal sans tenir compte de la perte de puissance réactive du transformateur,
Il n’est pas difficile de voir à partir de l’équation ci-dessus que lorsque la perte constante (perte de fer) du transformateur est égale à la perte variable (perte de cuivre), le rendement de fonctionnement du transformateur est le plus élevé.
Le facteur de charge critique βLp lorsque le transformateur fonctionne à la limite inférieure de la zone d’exploitation économique (c’est-à-dire le grand chariot hippomobile) est :
Méthode complète des coûts d’efficacité énergétique (méthode TOC)
Pour l’évaluation économique de l’efficacité énergétique du transformateur de distribution, la méthode globale du coût de l’efficacité énergétique (méthode COT) qui considère de manière exhaustive son investissement initial et le coût de la perte de puissance à payer pendant sa période d’utilisation économique peut être adoptée.
L’expression de calcul du coût global d’efficacité énergétique du transformateur de distribution est :
Dans la formule, CI est le coût initial du transformateur de distribution, A (Po + KqQo) est le coût équivalent de la perte à vide du transformateur et B (Pk + KqQr) est le coût équivalent de la perte de charge du transformateur.
La valeur A est non seulement liée à la durée de vie du transformateur et au taux d’intérêt pendant cette période, mais également liée au prix de l’électricité.
La valeur B n’est pas seulement liée aux facteurs liés à la valeur A mentionnés ci-dessus, mais également aux caractéristiques de charge de la charge portée par le transformateur. La formule de calcul est la suivante :
Dans la formule, CI est le coût initial du transformateur de distribution et le nouveau projet est le prix de l’équipement (RMB) ; Poefc est le coût équivalent de la perte à vide du transformateur, (RMB) ;
Pkefc est le coût équivalent de la perte de charge du transformateur (RMB) ; A est le coût en capital de la perte unitaire à vide pendant la durée de vie du transformateur, (RMB/kW) ;
B est le coût en capital de la perte de charge unitaire pendant la durée de vie du transformateur, (RMB/kW) ;
Po est la perte de puissance active à vide (perte dans le fer) du transformateur, (kW);
Kq est l’équivalent économique de la puissance réactive, généralement 0,1 kW/kVar, (kW/kVar) ;
Qo est la perte de puissance réactive lorsque le transformateur est à vide, (kVar) ;
Io% est le pourcentage du courant à vide du transformateur par rapport au courant nominal (%) ;
Sr est la capacité nominale du transformateur, (kVA) ;
Pk est la perte de puissance active de la charge du transformateur, (kW);
Qr est l’incrément de perte de puissance réactive à la charge nominale du transformateur, (kVar) ;
Uk% est le pourcentage de la tension d’impédance du transformateur par rapport à la tension nominale, (%).
kpv est le coefficient limite avec un taux d’actualisation de i et une durée de vie de n années ; Ee est le coût de l’électricité par unité d’électricité (yuan/kWh); le projet est situé dans une ville d’Asie du Sud-Est et son coût d’exploitation en électricité est nul. 118 4 USD/h, soit environ 0,75 yuan RMB/h. Ec est le coût de l’électricité par unité de capacité (yuan/kW·mois) ;
Hpy est la durée de vie annuelle du transformateur, généralement 8 760h ; β0 est le taux de charge initial du transformateur. Le taux de charge initial de ce projet est basé sur les données du tableau de calcul de charge et est pris à 46 % ; τ est sélectionné selon le “Manuel de conception de la distribution électrique industrielle et civile”, et la valeur calculée pour la vie urbaine est de 1 250h.
Selon l’analyse des paramètres techniques du transformateur de Daelim, le taux de charge économique actif et le taux de charge critique du transformateur triphasé de type sec en résine époxy et du transformateur en alliage amorphe scellé de la série S(B)H15-M sont indiqués dans le tableau 4 et le tableau 5.
D’après les résultats de calcul ci-dessus, on peut voir que le transformateur de type sec triphasé coulé en résine époxy SCB10 d’une capacité de 1 600 kVA a le rendement de fonctionnement le plus élevé lorsque le taux de charge économique actif est de 46 % et que le taux de charge critique est 21% lorsqu’il se situe dans la limite inférieure de la zone d’exploitation économique.
Le transformateur en alliage amorphe à faibles pertes SCBH15 d’une capacité de 1 600kVA a le rendement de fonctionnement le plus élevé lorsque le taux de charge économique actif est de 25%, et son taux de charge critique est de 6% lorsqu’il est à la limite inférieure de la zone d’exploitation économique.
Ces dernières années, diverses séries de transformateurs de puissance à faible perte ont été largement utilisées et des effets économiques significatifs ont été obtenus en termes d’économie d’énergie et de coûts d’exploitation.
À l’heure actuelle, le rendement nominal du transformateur lui-même est déjà très élevé. Généralement, l’efficacité nominale des transformateurs de petite et moyenne taille est supérieure à 96 %.
Cependant, dans de nombreuses occasions, l’efficacité de fonctionnement réelle du transformateur n’est pas élevée en raison de la configuration et du fonctionnement déraisonnables du transformateur.
Lorsque le facteur de charge du transformateur est trop faible ou trop élevé, la proportion de la consommation totale du transformateur lui-même dans l’énergie d’entrée totale du transformateur augmente, ce qui entraîne une diminution de l’efficacité de fonctionnement réelle.
Affectés par les habitudes traditionnelles du passé, de nombreux concepteurs et réviseurs de dessins ont encore des malentendus dans la sélection et le fonctionnement des transformateurs, ce qui entraîne beaucoup de gaspillage d’énergie dans l’application pratique des transformateurs.
Par exemple, le rendement le plus élevé du transformateur apparaît à environ 75 % de taux de charge, et le taux de charge du transformateur est inférieur à 30 %. Il n’y a pas de base de calcul. Il ressort de ce qui précède que le taux de charge économique actif et la criticité des transformateurs de différentes séries et de différents paramètres Les valeurs du facteur de charge sont également différentes.
Par conséquent, pour les deux transformateurs de 1 600 kVA installés dans ce projet, le taux de charge est de 43 % à 46 % en fonctionnement normal, et le taux de charge est de 94 % en fonctionnement par défaut. 6%, le choix est raisonnable.
Selon la méthode globale du coût de l’efficacité énergétique (méthode TOC) présentée ci-dessus, Daelim a utilisé la durée de vie du transformateur à 10 ans et 20 ans pour calculer les coûts de perte de puissance que le transformateur paiera pendant sa période d’utilisation économique et considérer son investissement initial. . D’un point de vue économique, comprendre et évaluer de manière plus scientifique les avantages des transformateurs en matière d’économie d’énergie.
Tout en prêtant attention à l’effet d’économie d’énergie, ce projet accorde également une grande attention à la faisabilité et à la commodité d’un engagement à long terme pour l’entretien quotidien et la révision régulière des gros équipements.
Il ressort du tableau 6 que selon le taux de charge de ce projet en fonctionnement normal, le taux de charge est de 46%. Analyse complète de l’efficacité énergétique : le transformateur en alliage amorphe scellé de la série S(B)H15-M a un coût global d’efficacité énergétique de 1 159 274 au cours de la période d’utilisation économique de 10 ans. RMB, 14% plus élevé que le transformateur triphasé de type sec en résine époxy couramment utilisé.
Le coût global de l’efficacité énergétique au cours de la période d’utilisation économique de 20 ans est de 1 251 557 RMB, ce qui est supérieur au transformateur triphasé de type sec en résine époxy couramment utilisé. 2． 4 %.
Le transformateur en alliage amorphe scellé de la série S(B)H15-M a une faible perte et un effet d’économie d’énergie significatif. La perte nominale à vide n’est que d’environ 30 % du transformateur triphasé de type sec en résine époxy.
La perte nominale à vide n’est que d’environ 30 % du transformateur triphasé de type sec en résine époxy.
Si l’investissement initial est ignoré, le coût d’exploitation du transformateur en alliage amorphe scellé de la série S(B)H15-M pendant la période d’utilisation économique de 10 ans est de 7 % inférieur à celui du type sec en résine époxy triphasée couramment utilisé. Transformateur, et dans la période d’utilisation économique de 20 ans Le coût d’exploitation est inférieur de 17% à celui du transformateur de type sec en résine époxy triphasé couramment utilisé.
Le projet étant situé en Asie du Sud-Est, les produits de distribution d’électricité à grande échelle des pays bénéficiaires sont principalement achetés dans les pays développés environnants et en Chine. L’entretien de routine peut généralement être effectué par eux-mêmes, mais les révisions régulières doivent être envoyées par du personnel professionnel et technique des sites d’entretien nationaux mentionnés ci-dessus.
Par conséquent, il n’y a aucune différence dans la commodité de l’entretien lors de la sélection de gros équipements, et il n’y a pas de barrière régionale lors du choix du transformateur en alliage amorphe scellé de la série S(B)H15-M.
Enfin, Daelim recommande l’utilisation du transformateur en alliage amorphe scellé de la série S(B)H15-M pour les clients.
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