При сравнении трансформатора из аморфного сплава 400 kVA с обычным трансформатором из кремниевой стали покупная цена составляет только одну часть расчета. Наиболее важным вопросом для многих проектов распределения электроэнергии является:

Сколько затрат на электроэнергию может сэкономить трансформатор в течение его эксплуатационного срока и сколько времени потребуется, чтобы восстановить более высокие первоначальные инвестиции?

Для приложений с длительными периодами энергизации и относительно легкими нагрузками трансформатор из аморфного сплава может значительно снизить потери без нагрузки. Однако его более высокая цена покупки и различные основные характеристики означают, что он автоматически не является самым экономичным выбором для каждого проекта.

В этой статье в качестве примера используется трансформатор 400 kVA и объясняется, как оценить ежегодную выгоду от энергосбережения.

1. Почему трансформатор аморфного сплава имеет более низкую потерю без нагрузки?

Ядро является одним из наиболее важных различий между обычным трансформатором из кремниевой стали и трансформатором из аморфного сплава.

Традиционные распределительные трансформаторы обычно используют зерноориентированные кремниевые стальные листы толщиной примерно0,23–0.35 mm . Аморфные сплавные ядра используют металлические стеклянные материалы, которые только около одной десятой толщины.

Чрезвычайно тонкая полоса аморфного сплава и ее магнитные характеристики помогают уменьшить потери ядра во время повторной магнитизации и демагнитизации.

Это особенно важно, потому чтопотеря без нагрузки происходит каждый раз, когда трансформатор подключается к энергии, даже когда трансформатор поставляет небольшую или никакую нагрузку.

Таким образом, трансформатор, который остается на энергии 24 часа в сутки, может потреблять значительное количество электроэнергии через потери ядра в течение всего года.

2. 400 kVA Сравнение потерь без нагрузки трансформатора

Для трансформатора 400 kVA в качестве практического сравнения можно использовать следующие значения:

Для целей расчета мы можем использовать300 Wдля трансформатора кремниевой стали и170 Wдля трансформатора аморфного сплава.

Разница в том, что:

300 W − 170 W = 130 W

Это означает, что трансформатор аморфного сплава может уменьшить потерю без нагрузки примерно на130 Wпри предполагаемых условиях.

Сначала эта разница может показаться небольшой. Тем не менее, трансформатор обычно подается в энергию непрерывно.

3. Сколько электроэнергии он может сэкономить в один год?

Предполагая, что трансформатор сохраняет энергию в течение 24 часов в день и 365 дней в году:

Годовое время работы = 24 × 365 = 8760 часов

Для обычных трансформаторов:

300 Вт × 8 760 ч = 2 628 кВт/год

Для трансформатора аморфного сплава:

170 Вт × 8 760 ч = 1 489,2 кВт/год

Таким образом, прогнозируемая ежегодная экономия энергии составляет:

2,628 − 1,489.2 = 1,138.8 kWh/year

Таким образом, при этих предположениях, трансформатор аморфного сплава 400 kVA может сэкономить примерно1 139 кВт/ч электроэнергии в год только за счет меньших потерь без нагрузки.

Фактическая экономия зависит от гарантированных производителем испытательных значений и фактического времени подачи энергии трансформатора.

4. Сколько денег представляет 1139 кВтч?

Следующим важным параметром является тариф на электроэнергию.

Например, если цена электроэнергии:

$0.10/кВтч

затем:

1,138.8 кВт/ч × $0.10/kWh =$113.88/год

Если цена электроэнергии:

$0.15/кВтч

затем:

1 138.8 кВт/ч ×$0.15/kWh =$170.82/год

По адресу:

$0.20/кВтч

Ежегодная экономия становится:

1 138.8 кВт/ч ×$0.20/kWh =$227.76/год

Это показывает, почему стоимость электроэнергии должна быть включена при оценке трансформатора из аморфного сплава.

Пример ежегодной экономии энергии без нагрузки

Эти цифры представляюттолько экономия энергии без нагрузки . Они не включают различия в потере нагрузки.

5. Что о потере нагрузки?

Это важный момент, который иногда упускается из виду.

Трансформатор имеет две основные категории потерь:

• Без потери нагрузки — в основном связан с магнитным ядром и присутствует каждый раз, когда трансформатор подключается к энергии.

• Потеря нагрузки — в основном связаны с сопротивлением обмотки и другими зависимыми от нагрузки эффектами, увеличивающимися примерно с квадратом нагрузочного тока.

Преимущество трансформатора из аморфного сплава особенно важно, когда трансформатор тратит большую часть своего рабочего времени на легкую нагрузку.

Например, сельские распределительные трансформаторы могут оставаться на энергии в течение дня и ночи, в то время как их фактическая нагрузка значительно варьируется. Трансформаторы уличного освещения и некоторые фотоэлектрические приложения также могут иметь рабочие профили, в которых снижение потерь без нагрузки ценно.

Поэтому сравнения трансформаторов только по их номинальной мощности, такой как 400 kVA, недостаточно.

Вфактический профиль нагрузкиТакже следует учитывать.

6. Когда аморфный трансформатор 400 kVA более экономичен?

Трансформаторы из аморфных сплавов особенно подходят для применения с:

• Долгие периоды энергизации

• Низкая или умеренная средняя нагрузка

• Значительные периоды простоя или легкой нагрузки

• Сельские распределительные сети

• Системы уличного освещения

• Некоторые фотоэлектрические усилительные приложения

• Системы распределения, где трансформаторы постоянно подают энергию

В таких ситуациях трансформатор может потратить тысячи часов на работу ниже своей номинальной мощности.

Поскольку потери без нагрузки происходят независимо от того, имеет ли трансформатор сильную нагрузку, снижение этих потерь может обеспечить экономическую выгоду в течение всего года.

7. Что если трансформатор работает выше 80% нагрузки?

Ситуация становится другой, когда трансформатор работает при постоянно высокой нагрузке.

При высоких уровнях нагрузки,Потери нагрузки становятся все более важнымиПоскольку потери нагрузки тесно связаны с током, экономическое преимущество нельзя определить просто путем сравнения потерь без нагрузки.

Если трансформатор 400 kVA последовательно работает выше приблизительно80% номинальной мощностиРазница в потерях без нагрузки может представлять меньшую долю от общей годовой потери энергии.

В таких случаях более высокая покупная цена трансформатора из аморфного сплава может занять больше времени для восстановления.

Поэтому перед покупкой рекомендуется сравнить:

Первоначальная разница в цене + ежегодная потеря без нагрузки + ежегодная потеря нагрузки + тариф на электроэнергию + ожидаемые рабочие часы

вместо того, чтобы принимать решение, основанное только на меньшей потере ядра трансформатора аморфного сплава.

8. Необходимо учитывать 30% более высокую цену покупки

Трансформаторы из аморфных сплавов обычно имеют более высокую первоначальную цену покупки. Для того же 400 kVA рейтинга цена может быть примерно30% вышечем обычный трансформатор, в зависимости от конструкции, производителя, спецификаций, рынка и количества заказа.

Например, если обычный трансформатор 400 kVA стоит:

$10,000

и модель аморфного сплава стоит примерно на 30% больше:

\(10,000 × 1.30 =\)13,000

Дополнительными инвестициями являются:

\(13,000 −\)10,000 = $3,000

Если годовая экономия электроэнергии составляет $170,82, простой период окупаемости, основанный только на потере без нагрузки, будет следующим:

\(3,000 ÷\)170.82 ≈ 17.6 years

Этот пример показывает важный момент:

Более низкая потеря без нагрузки автоматически не означает короткий период окупаемости.

Фактический экономический результат в значительной степени зависит от тарифов на электроэнергию, рабочих часов, профиля нагрузки, цен на трансформаторы и гарантированных потерь, предлагаемых производителем.

9. Три параметра вы должны рассчитать перед покупкой

Для практического экономического сравнения покупатели должны собрать три ключевых параметра.

1. Нет потери нагрузки

Не просто сравнивайте мощность трансформатора. Спросите поставщиков о гарантированной или проверенной потере без нагрузки в ваттах.

Для этого примера:

Кремниевая сталь: <300 Вт

Аморфный сплав: ≈170 Вт

2. Ставка электроэнергии

Используйте фактический тариф на электроэнергию, применимый к проекту.

Трансформатор, работающий в районе с дорогим электричеством, имеет большую потенциальную ценность от уменьшения потерь, чем трансформатор, работающий в районе, где электричество недорого.

3. Фактический уровень нагрузки

Оцените, как будет работать трансформатор в течение типичного дня, месяца и года.

Трансформатор, работающий при 20-40% нагрузки в течение длительного периода времени, должен оцениваться иначе, чем тот, который работает почти на 80-100% непрерывно.

Наиболее точный расчет должен использоваться ежегодная кривая нагрузки, а не один предполагаемый процент нагрузки.

10. Недостатки трансформатора аморфного сплава

Энергоэффективность – это только одна часть выбора трансформатора.

Ядра аморфного сплава также имеют несколько характеристик, которые покупатели должны понимать.

Во-первых, основной материал относительно хрупкий.Механические удары или неправильное обращение могут вызвать трещины или повреждение ядра, поэтому процедуры транспортировки, установки и обслуживания требуют надлежащей заботы.

Во-вторых, рабочий шум может быть немного выше.В зависимости от конструкции трансформатора и условий работы трансформатор из аморфного сплава может иметь уровень шума приблизительно2–3 dB вышесравнимой обычной модели.

В-третьих, первоначальная покупная цена выше.Ценовая премия около 30% возможна, хотя фактическая разница варьируется в зависимости от спецификации и производителя.

Поэтому при выборе трансформатора следует учитывать не только энергоэффективность, но и механическую обработку, акустические требования, инвестиционную стоимость и ожидаемый эксплуатационный профиль проекта.

11. Стоит ли приобрести трансформатор аморфного сплава 400 kVA?

Нет универсального ответа, основанного только на мощности трансформатора.

Для приложения 400 kVA экономическое сравнение должно начаться с фактических данных потерь трансформатора и условий работы.

Основным расчетом является:

Ежегодная экономия энергии без нагрузки = Разница потерь без нагрузки × ежегодные часы энергизации

Затем:

Ежегодная экономия электроэнергии = Ежегодная экономия электроэнергии × тариф на электроэнергию

И наконец:

Простой период окупаемости = Дополнительная стоимость покупки ÷ годовая экономия электроэнергии

Для более полной оценки следует также включить потери нагрузки.

Если трансформатор питан непрерывно и тратит большое количество времени на легкую нагрузку, более низкая потеря без нагрузки ядра аморфного сплава может обеспечить значимую долгосрочную выгоду.

Однако, если трансформатор постоянно работает при высокой нагрузке, покупатель должен уделить больше внимания полному профилю потерь и рассчитать общую стоимость владения перед принятием решения о покупке.

Вывод

Трансформатор из аморфного сплава 400 kVA может значительно уменьшить потери без нагрузки по сравнению с обычным трансформатором из кремниевой стали S. Используя примеры значений300 Вт против 170 ВтТеоретическая годовая экономия составляет примерно1 139 кВтчпри непрерывном заряжении трансформатора в течение 8760 часов.

Однако ежегодная денежная экономия зависит от местной ставки электроэнергии, в то время как период окупаемости также зависит от дополнительной стоимости покупки и фактического профиля нагрузки трансформатора.

Поэтому правильный вопрос не просто «Сколько электроэнергии может сэкономить трансформатор из аморфного сплава?»

Лучший вопрос:

Сколько она может сэкономить в моих фактических условиях эксплуатации и сколько лет потребуется, чтобы восстановить дополнительные инвестиции?

Для сельских распределительных сетей, уличного освещения, фотоэлектрических приложений и других систем с длительными периодами питания и относительно небольшими нагрузками этот расчет может быть особенно важен при выборе распределительного трансформатора 400 kVA.

Компания Youth Transformer Co.,Ltd.