عند مقارنة محول سبيكة غير متناسبة 400 kVA مع محول فولاذ السيليكون التقليدي ، فإن سعر الشراء هو جزء واحد فقط من الحساب. السؤال الأكثر أهمية للعديد من مشاريع توزيع الطاقة هو:

كم يمكن للمحول توفير تكلفة الكهرباء خلال عمره التشغيلي ، وكم من الوقت سيستغرق استرداد الاستثمار الأولي الأعلى؟

بالنسبة للتطبيقات التي لها فترات طويلة للتشغيل والحمولات الخفيفة نسبيا، يمكن لمحول سبيكة غير متكاملة تقليل الخسائر بدون حمولة بشكل كبير. ومع ذلك، فإن ارتفاع سعر الشراء والخصائص الأساسية المختلفة يعني أنه ليس تلقائيا الخيار الأكثر اقتصادية لكل مشروع.

تستخدم هذه المقالة محول 400 kVA كمثال ويشرح كيفية تقدير الفائدة السنوية لتوفير الطاقة.

1. لماذا تحول سبيكة غير معدنية لديها خسارة أقل بدون حمولة؟

النواة هي واحدة من أهم الاختلافات بين محول فولاذ السيليكون التقليدي ومحول سبيكة غير متكاملة.

عادة ما تستخدم محولات التوزيع التقليدية أوراق فولاذ السيليكون الموجهة نحو الحبوب بسمك حوالي0.23–0.35 mm . نواة سبيكة غير معدنية تستخدم مواد الزجاج المعدنية التي هي فقط حوالي عشر سميكة.

تساعد شريط سبيكة غير متناسبة رقيقة للغاية وخصائصها المغناطيسية على تقليل خسائر النواة أثناء المغناطيسية المتكررة وإزالة المغناطيسية.

وهذا أمر مهم بشكل خاص لأنهلا تحدث خسارة الحمل كلما تم تشغيل المحول ، حتى عندما يوفر المحول حمولة قليلة أو لا تحمل.

لذلك ، يمكن للمحول الذي يبقى مشغلا على مدار 24 ساعة في اليوم أن يستهلك كمية كبيرة من الكهرباء من خلال خسائر النواة على مدى عام كامل.

2. 400 kVA مقارنة خسارة المحول بدون حمولة

بالنسبة لمحول 400 kVA ، يمكن استخدام القيم التالية كمقارنة عملية:

لأغراض الحساب، يمكننا استخدام300 Wلتحويل الصلب السيليكون و170 Wلمحول سبيكة غير متكاملة.

الفرق هو:

300 W − 170 W = 130 W

وهذا يعني أن محول سبيكة غير متكاملة يمكن أن تقلل من خسارة عدم الحمل بنحو130 Wفي ظل الشروط المفترضة.

قد يبدو هذا الفرق صغيرا في البداية. ومع ذلك ، يتم تشغيل المحول عادة باستمرار.

3. كم من الكهرباء يمكن أن توفر في عام واحد؟

على افتراض أن المحول يبقى مشغلا لمدة 24 ساعة في اليوم و 365 يوم في السنة:

وقت التشغيل السنوي = 24 × 365 = 8,760 ساعة

بالنسبة للمحول التقليدي:

300 واط × 8,760 ساعة = 2,628 كيلوواط/سنة

لمحول سبيكة غير متناسبة:

170 واط × 8,760 ساعة = 1,489.2 كيلوواط/سنة

وبالتالي، فإن توفير الطاقة السنوي المقدر هو:

2,628 − 1,489.2 = 1,138.8 kWh/year

لذلك ، تحت هذه الافتراضات ، يمكن لمحول سبيكة 400 kVA غير متناسب توفير حوالي1,139 كيلوواط ساعة من الكهرباء سنوياً من خلال خفض خسائر عدم الحمل وحدها.

الادخار الفعلي يعتمد على قيم الاختبار المضمونة من قبل الشركة المصنعة ووقت التشغيل الفعلي للمحول.

4. كم تمثل 1,139 كيلوواط/ساعة؟

المعلمة المهمة التالية هي تعريفة الكهرباء.

على سبيل المثال، إذا كان سعر الكهرباء هو:

$0.10/كيلوواط/ساعة

ثم:

1,138.8 كيلوواط/ساعة × $0.10/kWh =$113.88/سنة

إذا كان سعر الكهرباء:

$0.15/كيلوواط/ساعة

ثم:

1,138.8 كيلوواط/ساعة ×$0.15/kWh =$170.82/سنة

في:

$0.20/كيلوواط/ساعة

الادخار السنوي يصبح:

1,138.8 كيلوواط/ساعة ×$0.20/kWh =$227.76/سنة

وهذا يوضح لماذا يجب إدراج سعر الكهرباء عند تقييم محول سبيكة غير متكاملة.

مثال توفير الطاقة السنوي بدون حمولة

وتمثل هذه الأرقامتوفير الطاقة بدون تحميل فقط . لا تشمل الاختلافات في فقدان الحمل.

5. ماذا عن فقدان الحمل؟

وهذه نقطة مهمة يتم تجاهلها أحيانا.

يحتوي المحول على فئتين رئيسيتين من الخسائر:

• لا خسارة الحمل - مرتبطة بشكل رئيسي بالنواة المغناطيسية والحاضرة كلما تم تشغيل المحول.

• خسارة الحملترتبط بشكل رئيسي بمقاومة التلف وغيرها من الآثار التي تعتمد على الحمل ، والتي تزيد تقريبا مع مربع تيار الحمل.

ميزة محول سبيكة غير متكاملة مهمة بشكل خاص عندما يقضي المحول نسبة كبيرة من وقت تشغيله عند حمولة خفيفة.

على سبيل المثال، قد تبقى محولات التوزيع الريفية تعمل بالطاقة طوال النهار والليل بينما تختلف حمولتها الفعلية بشكل كبير. يمكن أن يكون لمحولات إضاءة الشارع وبعض التطبيقات المتعلقة بالطاقة الضوئية أيضًا ملفات تشغيل تقلل من خسارة عدم الحمل قيمة.

وبالتالي ، فإن مقارنة المحولات فقط حسب قدرتها المسموحة ، مثل 400 kVA ، ليست كافية.

إنملف تعريف التحميل الفعليوينبغي النظر أيضا.

6. متى هو محول 400 kVA غير متناسب أكثر اقتصادية؟

محولات سبيكة غير معدنية مناسبة بشكل خاص للتطبيقات مع:

• فترات طويلة من التنشيط

• متوسط الحمل المنخفض أو المعتدل

• فترات كبيرة من الخمول أو التحميل الخفيف

• شبكات التوزيع الريفية

• أنظمة إضاءة الشارع

• تطبيقات ضوئية معينة

• أنظمة التوزيع حيث تبقى المحولات تعمل باستمرار

في هذه الحالات ، قد يقضي المحول آلاف الساعات في العمل تحت سعته المسموحة.

لأن الخسائر بدون حمولة تحدث بغض النظر عما إذا كان المحول محملًا بشدة ، فإن تقليل هذه الخسائر يمكن أن يوفر فوائد اقتصادية على مدار السنة.

7. ماذا إذا كان المحول يعمل فوق 80٪ الحمل؟

يصبح الوضع مختلفًا عندما يعمل المحول عند حمولة عالية باستمرار.

في مستويات الحمل العالية،خسائر الحمل تصبح أكثر أهميةوبما أن خسارة الحمل مرتبطة ارتباطا قويا بالتيار، لا يمكن تحديد الميزة الاقتصادية ببساطة عن طريق مقارنة خسائر عدم الحمل.

إذا كان محول 400 kVA يعمل باستمرار فوق تقريبا80٪ من القدرة المسموحةقد يمثل الفرق في الخسارة بدون حمولة نسبة أصغر من إجمالي الخسارة السنوية للطاقة.

في مثل هذه الحالات، قد يستغرق ارتفاع سعر الشراء لمحول سبيكة غير متكاملة وقت أطول للانتعاش.

لذلك ، قبل الشراء ، من المستحسن مقارنة:

فرق الأسعار الأولي + خسارة سنوية بدون حمولة + خسارة سنوية في الحمولة + تعريفة الكهرباء + ساعات التشغيل المتوقعة

بدلا من اتخاذ القرار فقط على أساس خسارة النواة المنخفضة من محول سبيكة غير متكاملة.

8. يجب النظر في سعر الشراء العالي بنسبة 30٪

تحولات سبيكة غير معدنية عادة يكون لها سعر شراء أولي أعلى. لنفس تصنيف 400 kVA ، قد يكون السعر تقريبا30% أعلىمن المحول التقليدي، اعتمادا على التصميم والمصنع والمواصفات والسوق وكمية الطلب.

على سبيل المثال، إذا كان محول 400 kVA التقليدي يكلف:

$10,000

وتكلف نموذج سبيكة غير متكاملة حوالي 30٪ أكثر:

\(10,000 × 1.30 =\)13,000

الاستثمار الإضافي هو:

\(13,000 −\)10,000 = $3,000

إذا كان توفير الكهرباء السنوي 170.82 دولارًا ، فستكون فترة الاسترداد البسيطة القائمة فقط على عدم فقدان الحمل هي:

\(3,000 ÷\)170.82 ≈ 17.6 years

هذا المثال يظهر نقطة مهمة:

لا يعني انخفاض خسارة عدم التحميل تلقائيا فترة استرداد قصيرة.

تعتمد النتيجة الاقتصادية الفعلية بشكل كبير على أسعار الكهرباء وساعات التشغيل وملف التحميل وأسعار المحولات وقيم الخسارة المضمونة التي تقدمها الشركة المصنعة.

9. ثلاثة معايير يجب حسابها قبل الشراء

لمقارنة اقتصادية عملية، يجب على المشترين جمع ثلاثة معايير رئيسية.

1. لا خسارة الحمل

لا تقارن بسهولة قدرة المحول. اسأل الموردين عن الخسارة المضمونة أو المختبرة بدون حمولة بالواط.

على هذا المثال:

الصلب السيليكون: <300 واط

سبيكة غير معدنية: ≈170 واط

2. معدل الكهرباء

استخدم التعريفة الفعلية للكهرباء المطبقة على المشروع.

يحتوي المحول الذي يعمل في منطقة ذات كهرباء مكلفة على قيمة محتملة أكبر من تقليل الخسائر من المحول الذي يعمل في منطقة ذات كهرباء رخيصة.

3. مستوى الحمل الفعلي

تقدير كيفية عمل المحول خلال يوم أو شهر أو سنة نموذجية.

يجب تقييم المحول الذي يعمل بنسبة 20-40٪ من الحمل لفترات طويلة بشكل مختلف عن المحول الذي يعمل بنسبة 80-100٪ باستمرار.

يجب أن يستخدم الحساب الأكثر دقة منحنى الحمل السنوي بدلا من نسبة الحمل المفترضة الواحدة.

10. عيوب محول سبيكة غير معدنية

كفاءة الطاقة هي جزء واحد فقط من اختيار المحولات.

كما أن نواة سبيكة غير معدنية لها العديد من الخصائص التي يجب على المشترين فهمها.

أولا، المادة الأساسية هشة نسبيا.يمكن أن يسبب التأثير الميكانيكي أو التعامل غير السليم تكسير أو تلف النواة ، لذلك تتطلب إجراءات النقل والتركيب والصيانة العناية المناسبة.

ثانيا، يمكن أن تكون ضوضاء التشغيل أعلى قليلا.اعتمادا على تصميم المحول وظروف التشغيل ، قد يكون لمحول سبيكة غير متكاملة مستوى ضوضاء تقريبا2-3 dB أعلىمن نموذج تقليدي قابل للمقارنة.

ثالثا، سعر الشراء الأولي أعلى.يمكن زيادة السعر بنحو 30٪ على الرغم من أن الفرق الفعلي يختلف حسب المواصفات والمصنع.

لذلك ، يجب أن يأخذ اختيار المحولات في الاعتبار ليس فقط كفاءة الطاقة ولكن أيضًا التعامل الميكانيكي والمتطلبات الصوتية وتكلفة الاستثمار وملف التشغيل المتوقع للمشروع.

11. هل 400 kVA محول سبيكة غير معدنية يستحق الشراء؟

لا يوجد إجابة عالمية تستند فقط إلى قدرة المحول.

بالنسبة لتطبيق 400 kVA ، يجب أن تبدأ المقارنة الاقتصادية ببيانات خسارة المحول الفعلية وظروف التشغيل.

الحساب الأساسي هو:

توفير الطاقة السنوي بدون حمولة = فرق الخسارة بدون حمولة × ساعات التشغيل السنوية

ثم:

توفير الكهرباء السنوي = توفير الطاقة السنوي × التعريفة الكهربائية

وأخيراً:

فترة استرداد بسيطة = تكلفة شراء إضافية ÷ توفير الكهرباء السنوي

ولإجراء تقييم أكثر اكتمالا، يجب أيضا إدراج خسائر الحمل.

إذا تم تشغيل المحول باستمرار ويقضي كمية كبيرة من الوقت عند الحمل الخفيف ، فإن فقدان عدم الحمل المنخفض لنواة سبيكة غير متناسبة يمكن أن يوفر فوائد طويلة الأجل ذات معنى.

ومع ذلك ، إذا كان المحول يعمل باستمرار عند حمولة عالية ، يجب على المشتري إيلاء اهتمام أكبر لملف الخسارة الكامل وحساب التكلفة الإجمالية للملكية قبل اتخاذ قرار شراء.

استنتاج

يمكن لمحول سبيكة غير متناسبة 400 kVA تقليل الخسائر بدون حمولة بشكل كبير مقارنة بمحول الصلب السيليكون التقليدي S. باستخدام أمثلة القيم300 واط مقابل 170 واطالادخار السنوي النظري هو تقريبا1,139 كيلوواط/ساعةعندما يبقى المحول مشغلا باستمرار لمدة 8760 ساعة.

ومع ذلك ، يعتمد الادخار النقدي السنوي على معدل الكهرباء المحلي ، في حين تعتمد فترة الاسترداد أيضًا على تكلفة الشراء الإضافية وملف التحميل الفعلي للمحول.

ولهذا السبب، فإن السؤال الصحيح ليس ببساطة "كم من الكهرباء يمكن أن يوفر محول سبيكة غير متكاملة؟"

السؤال الأفضل هو:

"كم يمكن أن توفر في ظروف التشغيل الفعلية الخاصة بي، وكم من السنوات ستستغرق لاسترداد الاستثمار الإضافي؟"

بالنسبة لشبكات التوزيع الريفية وإضاءة الشوارع وتطبيقات الطاقة الضوئية وغيرها من الأنظمة ذات فترات تشغيل الطاقة الطويلة والأحمولة الخفيفة نسبيًا ، يمكن أن يكون هذا الحساب مهمًا بشكل خاص عند اختيار محول توزيع 400 kVA.

شركة تحويل الشباب المحدودة