I. Загуба без натоварване срещу загуба на натоварване: Същност и характеристики
Загуба без товар (загуба на желязо)
Загубата без натоварване е загубата, генерирана, когато трансформаторът работи при без товар при номинална напрежение. Той се състои главно от загубата на хистерезис и загубата на текущ ток на желязното ядро. Неговите характеристики са както следва:
Независимо от товара: Независимо дали трансформаторът е зареден или не, стига да е свързана мощността, той ще продължи да съществува.
Фиксиран: Стойността на загубата се определя от материала на желязото, производствен процес и дизайнерската структура и по принцип не се променя със скоростта на натоварване.
Например загубата без натоварване на 1000 kVA трансформатор може да достигне 1,5 kW. Работейки през цялата година, кумулативната му консумация на енергия не може да бъде игнорирано.
Загуба на натоварване (загуба на мед)
Загубата на натоварване е загубата, генерирана, когато токът преминава през намотките при зареждане на трансформатора, включително загуба на съпротивление и допълнителна загуба на вихрови ток. Неговите характеристики са както следва:
Пропорционално на квадрата на скоростта на натоварване: Загубата се увеличава експоненциално с увеличаването на тока на натоварването.
Динамичен: Загубата е ниска при светло натоварване, но може да се превърне в основен източник на консумация на енергия при пълно натоварване.
Да предположим, че загубата на натоварване на определен трансформатор при пълно натоварване е 10 kW. Когато скоростта на натоварване е 50%, загубата е само 2,5 kW.
II. Ядрото на играта: Как да постигнем оптималната загуба?
"Играта" между загубата без натоварване и загубата на товар по същество е компромис между фиксираните разходи и променливите разходи. Целта на оптимизацията е да се сведе до минимумцялостна загуба (обща загуба на електрическа енергия)на трансформатора при очакваните условия на натоварване чрез разумен дизайн или избор.
1. Скорост на натоварване: Решаващият фактор в играта
Точката на икономическо натоварване на трансформатора (т.е. най-ниската точка на цялостна загуба) зависи от пропорционалната връзка между загубите без товар и натоварването. Емпиричната формула е:
Оптимална скорост на натоварване {{0}} pk p0 × 100%
където P 0 е загубата без натоварване и PK е загубата на натоварване.
Сценарии с ниско натоварване: Ако трансформаторът работи при ниско натоварване за дълго време (като скоростта на натоварване <30%), трябва да се предпочитат продукти с ниска загуба без натоварване (като трансформатори на аморфни сплави).
Сценарии с високо натоварване: Ако скоростта на натоварване е по -висока от 70% за дълго време, е необходимо да се съсредоточите върху намаляване на загубата на товар (като използване на намотки с висока електрическа проводимост).
2. Иновации в материалите и технологиите
Материали от желязо ядро: Загубата без натоварване на желязните ядра на аморфни сплав може да бъде 60% - 80% по-ниска от тази на традиционните листове от силициева стомана, но цената е сравнително висока.
Намотка дизайн: Използването на намотки на фолио или транспонирани проводници може да намали загубите на вихровия ток и да оптимизира ефективността на натоварването.
Интелигентен контрол: Динамично регулирайте напрежението или работи паралелно, за да съответства на гъвкаво търсенето на натоварване.
Iii. Стратегии за подбор: от теория до практика
Анализ на разходите за жизнения цикъл (LCC)
Цената на обществените поръчки представлява само 20% от общата цена на трансформатора, докато 80% идва от оперативните загуби. Препоръчва се да се оцени чрез следната формула:
LCC {{0}} цена за поръчки+(P0 × Th+Pk × 2 × Th) × Ce
Там, където това е годишното работно време, е скоростта на натоварване, а CE е цената на електричеството.
Препоръки за типични сценарии
| Сценарий | Препоръчително решение |
|---|---|
| Разпределение на градската енергия (големи колебания на товара) | Аморфни сплавски трансформатори (загуба без натоварване)) |
| Промишлена консумация на енергия (стабилно натоварване) | Високоефективна силиконова стоманена трансформатори (ниска загуба на натоварване) |
| Нова енергийна мрежа (периодична) | Двойно намотаване или комбинирани трансформатори |
IV. Бъдещи тенденции: Разширеният път на зелените трансформатори
С насърчаването на целта на "двойния въглерод" ново поколение трансформатори се развива към ниска загуба, висока надеждност и интелигентност:
Дигитален мониторинг: Колекция от данни за загуба в реално време чрез IoT сензори за оптимизиране на стратегиите за работа.
Свръхпроводяща технология: Използването на високотемпературни свръхпроводящи материали може теоретично да постигне намотки с почти нулева устойчивост.
Стандартни надстройки: Международните стандарти като IEC 60076 непрекъснато повишават прага на енергийна ефективност, принуждавайки технологичните иновации.
Заключение: Изкуството на баланса, Философията на ефективността
Конкуренцията между загубата без натоварване и загубата на натоварване на трансформаторите по същество е крайният стремеж към енергийна ефективност. Като потребители е необходимо да се намери най-добрият баланс между първоначалните инвестиции и дългосрочните ползи въз основа на техните собствени характеристики на потреблението на енергия; Като производители ние се ангажираме да предоставим зелени решения за клиентите „адаптиране на пълна манекенка“ чрез технологични иновации.
Изборът на ефективен трансформатор е не само икономическо решение, но и ангажимент за устойчиво развитие.