1. Įvadas
11kV atrankai, konkursui ir ilgalaikiam eksploataciniam vertinimuialyvos paskirstymo transformatoriai, nuostoliai tuščiosios eigos ir apkrovos nuostoliai yra du pagrindiniai techniniai parametrai. Jie tiesiogiai lemia transformatoriaus gyvavimo ciklo energijos sąnaudas, temperatūros kilimą, elektros sąnaudas ir energijos vartojimo efektyvumo klasę. Daugelis pirkimų inžinierių ir paskirstymo priežiūros personalo linkę painioti šių dviejų nuostolių kategorijų fizinę kilmę, skaičiavimo metodus ir standartines ribas. Tuščiosios apkrovos nuostoliai yra nuolatiniai nuostoliai, nuolat generuojami, kai transformatorius įjungiamas. Apkrovos nuostoliai yra kintamieji nuostoliai, didėjantys kartu su išėjimo apkrova. Šiame straipsnyje sistemingai paaiškinamas 11kV alyvos transformatorių generavimo mechanizmas, skaičiavimo formulės ir bandymo procedūros tuščiosios eigos ir apkrovos nuostoliams nustatyti. Ji taip pat interpretuoja ribines vertes, bandymo sąlygas ir priimtinumo nuokrypius pagal pagrindinius IEC ir GB standartus, padeda inžinierių specialistams skaičiuoti energijos sąnaudas, lyginti sprendimus ir priimti įrangą.
2. Praradimo be apkrovos (pagrindinio nuostolio) apibrėžimas ir principas
Tuščiosios apkrovos nuostoliai, taip pat žinomi kaip šerdies nuostoliai, reiškia aktyviosios galios nuostolius, išmatuotus, kai vienai apvijai taikomas vardinis dažnis ir vardinė įtampa, o kita apvija yra atvira be apkrovos. Kai transformatorius yra prijungtas prie tinklo ir įmagnetintas, tuščiosios eigos nuostoliai nuolat vartoja energiją 24 valandas per parą, nepriklausomai nuo apkrovos srovės.
Praradimas be apkrovos susideda iš histerezės nuostolių ir sūkurinės srovės nuostolių. Kintamoji įtampa periodiškai įmagnetina ir išmagnetina geležies šerdį. Magnetiniai domenai silicio plieno lakštuose nuolat apsiverčia ir sukuria trinties šilumą, sukeldami histerezės nuostolius. Kintamasis magnetinis srautas sukelia cirkuliuojančias sroves plieno sluoksniuose ir sukuria sūkurinės srovės nuostolius. Šiuolaikinė 11kValyvos transformatoriaiplačiai naudojamas šaltai valcuotas grūdėtas (CRGO) silicio plienas. Plonesnis laminavimas ir optimizuotas atkaitinimas sumažina specifinius šerdies nuostolius. Nedideli vario nuostoliai žadinimo apvijoje atliekant bandymą be apkrovos yra nereikšmingi inžineriniams skaičiavimams.
Inžinerinė tuščiosios eigos nuostolių formulė:
Praradimas be apkrovos susideda iš histerezės nuostolių ir sūkurinės srovės nuostolių. Kintamoji įtampa periodiškai įmagnetina ir išmagnetina geležies šerdį. Magnetiniai domenai silicio plieno lakštuose nuolat apsiverčia ir sukuria trinties šilumą, sukeldami histerezės nuostolius. Kintamasis magnetinis srautas sukelia cirkuliuojančias sroves plieno sluoksniuose ir sukuria sūkurinės srovės nuostolius. Šiuolaikinė 11kValyvos transformatoriaiplačiai naudojamas šaltai valcuotas grūdėtas (CRGO) silicio plienas. Plonesnis laminavimas ir optimizuotas atkaitinimas sumažina specifinius šerdies nuostolius. Nedideli vario nuostoliai žadinimo apvijoje atliekant bandymą be apkrovos yra nereikšmingi inžineriniams skaičiavimams.
Inžinerinė tuščiosios eigos nuostolių formulė:
- P0=K0×p0×Gcore
- P0: nuostoliai be apkrovos vatais
- K0: šerdies gamybos koeficientas (1,1–1,3, paveiktas laminavimo siūlių ir apdirbimo įtempių)
- p0: specifinis silicio plieno šerdies nuostolis (W/kg, medžiagos gamyklinė vertė)
- Gcore: bendras šerdies svoris kg
3. Apkrovos praradimo (vario nuostolio) apibrėžimas ir principas
Apkrovos nuostoliai, paprastai vadinami variniais nuostoliais, yra kintamieji nuostoliai, atsirandantys, kai srovė teka per transformatoriaus apvijas. Atliekant standartinius bandymus, žemos įtampos apvija trumpai jungiama, o vardinė srovė įleidžiama į aukštos įtampos pusę; aktyviosios galios nuostoliai matuojami esant etaloninei 75 laipsnių temperatūrai. Apkrovos nuostoliai daugiausia apima apvijų \\(I^2R\\) varžos praradimą ir papildomus klaidinančius nuostolius. Papildomi nuostoliai apima sūkurinių srovių nuostolius laidžiuose ir klaidinančius srauto nuostolius metalinėse konstrukcijose, tokiose kaip rezervuarai, spaustukai ir šerdies rėmai.
Apkrovos nuostoliai yra proporcingi apkrovos srovės kvadratui. Esant dalinei apkrovai, apkrovos nuostoliai greitai mažėja. Esant pilnos apkrovos arba perkrovos sąlygoms, apkrovos nuostoliai smarkiai padidėja ir smarkiai pakyla temperatūra.
4. Nuostolių testo specifikacijos ir standartinis aiškinimas
11kV nuostolių matavimasalyvos transformatoriaitarptautiniams projektams vadovaujasi IEC 60076 serijos standartais. Vidaus rinkose priimtos GB1094, GB/T6451 ir GB20052 minimalios leistinos galios transformatorių energijos vartojimo efektyvumo ir energijos vartojimo efektyvumo klasės vertės, kurios yra privalomos atliekant įprastinius gamyklos bandymus ir priimant vietą.
4.1 IEC 60076 bandymo sąlygos
Atliekant bandymą be apkrovos: taikyti vardinę įtampą ir vardinį dažnį, antrinės apvijos atvira grandinė. Apkrovos praradimo bandymui: apvijos trumpai sujungtos, įpurškiama vardinė srovė, išmatuotų rezultatų konvertavimas į etaloninę 75 laipsnių temperatūrą. IEC 60076-19 apibrėžia nuostolių matavimo neapibrėžties vertinimo taisykles gamyklinei patikrai.
4,2 GB ribinės vertės ir priimtinumo tolerancija
GB/T6451 pateikia etalonines 11 kV tuščiosios eigos ir apkrovos nuostolių vertesalyvos paskirstymo transformatoriaiesant skirtingam vardiniam pajėgumui. GB20052 apibrėžia 1 klasės, 2 klasės ir 3 klasės energijos vartojimo efektyvumo klases. S11, S13 ir S22 serijos rodo laipsnišką efektyvumo patobulinimą. Itin mažų nuostolių S22 modeliuose naudojamas aukštos kokybės CRGO plienas, kad būtų galima žymiai sumažinti nuostolius tuščiosios eigos metu.
Priėmimo paklaida: išmatuotas tuščiosios eigos nuostolis neturi viršyti +5 % standartinės vertės; išmatuotas apkrovos nuostolis neturi viršyti +10 % standartinės vertės. Bandymų rezultatai, viršijantys šias leistinas nuokrypas, laikomi neatitinkančiais reikalavimų.
4.1 IEC 60076 bandymo sąlygos
Atliekant bandymą be apkrovos: taikyti vardinę įtampą ir vardinį dažnį, antrinės apvijos atvira grandinė. Apkrovos praradimo bandymui: apvijos trumpai sujungtos, įpurškiama vardinė srovė, išmatuotų rezultatų konvertavimas į etaloninę 75 laipsnių temperatūrą. IEC 60076-19 apibrėžia nuostolių matavimo neapibrėžties vertinimo taisykles gamyklinei patikrai.
4,2 GB ribinės vertės ir priimtinumo tolerancija
GB/T6451 pateikia etalonines 11 kV tuščiosios eigos ir apkrovos nuostolių vertesalyvos paskirstymo transformatoriaiesant skirtingam vardiniam pajėgumui. GB20052 apibrėžia 1 klasės, 2 klasės ir 3 klasės energijos vartojimo efektyvumo klases. S11, S13 ir S22 serijos rodo laipsnišką efektyvumo patobulinimą. Itin mažų nuostolių S22 modeliuose naudojamas aukštos kokybės CRGO plienas, kad būtų galima žymiai sumažinti nuostolius tuščiosios eigos metu.
Priėmimo paklaida: išmatuotas tuščiosios eigos nuostolis neturi viršyti +5 % standartinės vertės; išmatuotas apkrovos nuostolis neturi viršyti +10 % standartinės vertės. Bandymų rezultatai, viršijantys šias leistinas nuokrypas, laikomi neatitinkančiais reikalavimų.
5. Pagrindiniai parametrai, turintys įtakos nuostolių reikšmėms
Praradimas be apkrovos pirmiausia priklauso nuo šerdies medžiagos, magnetinio srauto tankio ir krovimo meistriškumo. Didesnis srauto tankis padidina šerdies nuostolius. Aukštesnės kokybės silicio plienas sumažina specifinius nuostolius. Įtrūkimai ir mechaninis įtempis šerdies pjovimo ir surinkimo metu padidina gamybos koeficientą ir padidina nuostolius be apkrovos.
Apkrovos nuostolius lemia apvijų medžiaga, laidininko skerspjūvis ir kintamo srauto valdymas. Varinės apvijos turi mažesnę varžą nei aliuminio apvijos, kad būtų vienodos talpos. Didesnis laidininko skerspjūvis sumažina varžą, bet padidina medžiagų sąnaudas ir bendrus transformatoriaus matmenis. Papildomi nuostoliai yra svarbūs didesnių 11 kV transformatorių valdymo elementai. Dizaineriai taiko magnetinį ekranavimą ir optimizuotą apvijų išdėstymą, kad slopintų kintamą srautą.
Apkrovos nuostolius lemia apvijų medžiaga, laidininko skerspjūvis ir kintamo srauto valdymas. Varinės apvijos turi mažesnę varžą nei aliuminio apvijos, kad būtų vienodos talpos. Didesnis laidininko skerspjūvis sumažina varžą, bet padidina medžiagų sąnaudas ir bendrus transformatoriaus matmenis. Papildomi nuostoliai yra svarbūs didesnių 11 kV transformatorių valdymo elementai. Dizaineriai taiko magnetinį ekranavimą ir optimizuotą apvijų išdėstymą, kad slopintų kintamą srautą.
6. Praradimo parametrų praktinė inžinerinė programa
Konkurso vertinimo metu 11kVtransformatoriai, pirkėjai turėtų ne tik palyginti išankstinio pirkimo kainą, bet ir atlikti gyvavimo ciklo sąnaudų (LCC) analizę. Tuščiosios apkrovos nuostoliai išlieka 24 valandas, o tai labai svarbu nuolat maitinamoms svetainėms, kurių vidutinė apkrova yra maža. Apkrovos nuostoliai svyruoja priklausomai nuo apkrovos sąlygų ir yra labai svarbūs paskirstymo zonoms, kuriose yra didelė dienos ir nedidelė nakties apkrova.
Ekonominis apkrovos taškas atsiranda, kai tuščiosios eigos nuostoliai yra lygūs apkrovos nuostoliams, pasiekiant maksimalų transformatoriaus efektyvumą. Remdamiesi nuostolių parametrais, techninės priežiūros inžinieriai gali apskaičiuoti optimalų veikimo apkrovos diapazoną, koordinuoti kelių lygiagrečių paskirstymo transformatorių perjungimo strategiją ir sumažinti bendrą tinklo energijos eikvojimą.
Ekonominis apkrovos taškas atsiranda, kai tuščiosios eigos nuostoliai yra lygūs apkrovos nuostoliams, pasiekiant maksimalų transformatoriaus efektyvumą. Remdamiesi nuostolių parametrais, techninės priežiūros inžinieriai gali apskaičiuoti optimalų veikimo apkrovos diapazoną, koordinuoti kelių lygiagrečių paskirstymo transformatorių perjungimo strategiją ir sumažinti bendrą tinklo energijos eikvojimą.
7. Išvada
Tuščiosios apkrovos nuostoliai ir apkrovos nuostoliai yra pagrindiniai rodikliai, leidžiantys įvertinti energijos vartojimo efektyvumą ir ekonomišką 11 kV veikimo efektyvumą.alyvos transformatoriai. Tuščiosios eigos nuostoliai yra pastovūs ir priklauso nuo pagrindinės medžiagos ir gamybos proceso. Apkrovos nuostoliai yra kintami, proporcingi apkrovos srovės kvadratui ir nustatomi pagal apvijos varžą ir kintamą srautą. Standartinės formulės leidžia greitai apskaičiuoti energijos suvartojimą. IEC 60076 ir GB20052 apibrėžia vieningą bandymo aplinką, ribines vertes ir priimtinumo nuokrypius. Konkursų, įrangos parinkimo ir skirstomųjų tinklų priežiūros metu tikslus šių dviejų nuostolių kategorijų supratimas padeda energetikams kontroliuoti ilgalaikes elektros sąnaudas, pasirinkti darbo sąlygas atitinkančius energijos vartojimo efektyvumo laipsnius ir sumažinti elektros tinklo eksploatavimo nuostolius.
