เมื่อเลือกหม้อแปลงการกระจายที่ประหยัดพลังงาน มักจะพิจารณาเทคโนโลยีสองเทคโนโลยี:หม้อแปลงโลหะผสม amorphousและหม้อแปลงหลักบาดแผล 3 มิติโดยใช้เหล็กไฟฟ้าที่มุ่งเน้นเม็ด (GOES) หรือเหล็กซิลิคอน.

ทั้งสองสามารถลดการสูญเสียของหม้อแปลงเมื่อเทียบกับการออกแบบทั่วไป แต่พวกเขาบรรลุสิ่งนี้ผ่านวัสดุและโครงสร้างหลักที่แตกต่างกัน ดังนั้นการเลือกที่เหมาะสมไม่ควรขึ้นอยู่กับความจุของหม้อแปลงหรือราคาซื้อเท่านั้น

ปัจจัยสำคัญคือการสูญเสียโดยไม่มีภาระ การสูญเสียภาระ ชั่วโมงการทำงานประจําปี โปรไฟล์ภาระ ค่าใช้จ่ายไฟฟ้า ความต้องการทางกลและค่าใช้จ่ายรวมของการเป็นเ.

ความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงโลหะผสมที่ไม่มีความแตกต่างกับเครื่องหม้อแปลง 3D Wound-Core คืออะไร?

ความแตกต่างที่สําคัญที่สุดคือเทคโนโลยีหลัก

อันหม้อแปลงโลหะผสม amorphousใช้วัสดุโลหะที่ไม่มีความรู้สึกสำหรับแกนแม่เหล็ก โลหะผสมที่ไม่เป็นอะมอร์ฟถูกผลิตเป็นริบบิ้นโลหะบางมากที่มีโครงสร้างอะตอมที่ไม่ใช่คริสตัล การสูญเสียแกนต่ำของมันทำให้มันดึงดูดโดยเฉพาะสําหรับหม้อแปลงที่ยังคงมีพลังงานเป็นระยะเวลานานในขณะที่ทํางานที่ภาระค่

Aหม้อแปลง 3D แผลแกนใช้แกนแม่เหล็กบาดแผลสามมิติ โดยทั่วไปผลิตจากเหล็กไฟฟ้าที่มุ่งเน้นเม็ด (GOES) แกนจะถูกมุดเป็นวงจรแม่เหล็กสามมิติที่ปิดอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสามารถลดความไม่ต่อเนื่องของการไหลของแม่เหล็กและปรับปรุงโครงสร้างแกนโดยรวม

ข้อความเหล่านี้อธิบายด้านต่างๆ ของเทคโนโลยีหม้อแปลง:

ดังนั้นการเปรียบเทียบในบทความนี้มุ่งเน้นหลักในหม้อแปลงโลหะผสมที่ไม่มีรูปร่างเทียบกับหม้อแปลงแกนแผลสามมิติโดยใช้ GOES.

ทำไมไม่มีการสูญเสียโหลดสําคัญ?

การสูญเสียของหม้อแปลงได้โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นไม่มีการสูญเสียและการสูญเสียภาระ.

การสูญเสียโดยไม่มีภาระเกิดขึ้นใดก็ตามที่หม้อแปลงได้รับพลังงาน แม้ว่ามีภาระด้านรองน้อยหรือไม่มี นี่ทําให้มันสำคัญโดยเฉพาะสําหรับหม้อแปลงการกระจายที่ยังคงเชื่อมต่อกับตารางอย่างต่อเนื่อง

ตัวอย่างเช่น สมมุติว่า transformer 500 kVA ทํางานเป็นเวลา 8,760 ชั่วโมงต่อปี

ถ้าความสูญเสียโดยไม่มีการโหลดคือ:

• การออกแบบแบบดั้งเดิม: 500 วัตต์

• การออกแบบที่ประหยัดพลังงาน: 300 วัตต์

ความแตกต่างของพลังงานไม่มีโหลดประจําปีคือ:

200 วัตต์ × 8,760 ชั่วโมง =1,752 กิโลวัตชั่วโมง/ปี

ที่ค่าใช้จ่ายไฟฟ้า $0.15/kWh:

1,752 × \(0.15 = \)$262.80/ปี

การประหยัดที่แท้จริงขึ้นอยู่กับการสูญเสียที่รับประกันของหม้อแปลงที่เลือกและค่าธรรมเนียมไฟฟ้าในท้องถิ่น

นี่คือเหตุผลที่การสูญเสียโดยไม่มีภาระต่ำอาจมีค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่หม้อแปลงได้รับพลังงานตลอดทั้งนาฬิกา

ทำไมการสูญเสียโหลดสําคัญ?

การเปลี่ยนแปลงการสูญเสียของโหลดด้วยการโหลดหม้อแปลง และมีความสัมพันธ์อย่างแข็งแกร่งกับประแส

สําหรับการคำนวณที่ง่ายขึ้น การสูญเสียภาระสามารถประมาณได้ดังนี้:

การสูญเสียภาระ ≈ การสูญเสียภาระที่ได้รับการจัดอันดับ × Load Factor²

ตัวอย่างเช่น หากหม้อแปลงมีการสูญเสียภาระที่กำหนด 5,000 วัตต์:

ที่โหลด 50%:

5,000 × 0.5² = 1,250 W

ที่โหลด 80%:

5,000 × 0.8² = 3,200 W

ที่โหลด 100%:

5,000 × 1² = 5,000 W

นี่แสดงให้เห็นว่าทำไมตัวแปลงที่มีการสูญเสียไม่มีภาระต่ำมาก ไม่ได้เป็นทางออกที่มีค่าใช้จ่ายต่ำที่สุดโดยอัตโนมัติ

เมื่อหม้อแปลงทํางานด้วยภาระปานกลางหรือสูงเป็นเวลาหลายชั่วโมง การสูญเสียภาระจะกลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้น

ตัวอย่างที่ 1: 500 kVA หม้อแปลงการกระจายชนบท

พิจารณาเครื่องแปลง 500 kVA ที่จัดหาเครือข่ายการจําหน่ายในชนบท

หม้อแปลงอาจ:

• รักษาพลังงาน 24 ชั่วโมงต่อวัน

• ทำงานประมาณ 8,760 ชั่วโมงต่อปี

• ประสบการณ์โหลดเฉลี่ยประมาณ 25%

• ใช้เวลานานที่โหลด 15-40%

• จัดหาที่อยู่อาศัย, การเกษตร, หรือกระจายโหลดที่สามารถทดแทนได้

ในรูปแบบการทำงานนี้ หม้อแปลงได้รับพลังงานอย่างต่อเนื่อง แต่ภาระของมันอาจยังคงค่อนข้างต่ำส่วนใหญ่ของปี

ดังนั้นการสูญเสียโดยไม่มีภาระเป็นส่วนหนึ่งที่สําคัญของการสูญเสียพลังงานประจําปี.

ดังนั้น หม้อแปลงโลหะผสมที่ไม่มีรูปร่างอาจคุ้มค่าการประเมิน เพราะการสูญเสียแกนต่ำของมันสามารถประหยัดพลังงานตลอดระยะเวลาการใช้พลัง

อย่างไรก็ตาม การตัดสินใจสุดท้ายยังคงควรขึ้นอยู่กับการรับประกันของผู้ผลิตว่าไม่มีการโหลดและการสูญเสียของการโหลด ราคาซื้อ ค่าธรรมเนียมไฟฟ

ตัวอย่างที่ 2: 500 kVA หม้อแปลงอุตสาหกรรม

ตอนนี้พิจารณาเครื่องหม้อแปลง 500 kVA ที่ติดตั้งในสถานที่อุตสาหกรรม

เงื่อนไขการทำงานอาจเป็น:

• การทำงานตลอด 24 ชั่วโมงในระยะการผลิต

• โหลดเฉลี่ยประมาณ 60-70%

• ความผันผวนของโหลดระหว่างประมาณ 50% และ 85%

• ปัจจุบันสูงขึ้นสำหรับการทำงานหลายชั่วโมง

• ความสำคัญมากขึ้นในความแข็งแรงทางกลและเงื่อนไขการติดตั้ง

ในสถานการณ์นี้ การสูญเสียภาระมีส่วนร่วมอย่างมากในการใช้พลังงานประจําปี

Aหม้อแปลงหลักบาดแผล 3 มิติโดยใช้เหล็กซิลิคอนดังนั้นอาจเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่คุ้มค่าการประเมิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประสิทธิภาพการสูญเสียภาระที่รับประกัน การออกแบบเครื่องกล ราคาซื้อ และความต้

นี่ไม่ได้หมายความว่าเทคโนโลยีแกนแผลแบบ 3 มิติมีประหยัดมากขึ้นเสมอ ที่มีภาระสูง ผลลัพธ์ที่แท้จริงขึ้นอยู่กับข้อมูลการสูญเสียที่รับประกันและราคาซื้อของหม้อแปลงเฉพาะ

โลหะผสมที่ไม่มีรูปร่างกับเครื่องแปลงแบบ 3D Wound-Core

การเปรียบเทียบต่อไปนี้สามารถใช้เป็นคู่มือวิศวกรรมแรก

ตารางควรถือว่าเป็นการเปรียบเทียบเทคโนโลยีมากกว่าการจัดอันดับสากลประสิทธิภาพจริงแตกต่างกันระหว่างการออกแบบหม้อแปลงและผู้ผลิต

ความจุของหม้อแปลงควรมีผลต่อการเลือกอย่างไร?

ความจุของหม้อแปลงเพียงอย่างเดียวไม่ควรกําหนดว่าจะเลือกโลหะผสมที่ไม่มีรูปแบบหรือเทคโนโลยีแกนแผลสามมิติหรือไม่

ไม่มีขอบความสามารถระหว่างประเทศทั่วไปที่เทคโนโลยีหนึ่งกลายเหมาะสมโดยอัตโนมัติ

อย่างไรก็ตาม เมื่อความสามารถเพิ่มขึ้น ปัจจัยต่อไปนี้กลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้น:

• ความต้องการในการผลิตหลัก

• ขนาดหลักและความแข็งแรงทางกลไก

• การขนส่งและการจัดการ

• การออกแบบม้วน

• ประสิทธิภาพด้านความร้อน

• การรับประกันความสูญเสีย

• ค่าใช้จ่ายในการผลิต

• ระยะเวลาการคืนเงินโครงการ

สําหรับหม้อแปลงการกระจายขนาดเล็กและกลาง เทคโนโลยีทั้งสองสามารถใช้ได้ในทางเทคนิค

สําหรับหม้อแปลงที่ใหญ่กว่า การประเมินวิศวกรรมและเศรษฐกิจกลายเป็นเฉพาะโครงการมากขึ้น

ดังนั้นประกาศเช่น <unk>หม้อแปลงโลหะผสมที่ไม่มีรูปร่างไม่สามารถเกินคะแนน kVA บางอย่าง<unk>โดยทั่วไปควรหลีกเลี่ยง เว้นแต่พวกเขาอ้างอิงชุดผลิตภัณฑ์หรือข้อกำหนดโครงการของผู้ผลิตเฉพาะ

วิธีคำนวณค่าใช้จ่ายพลังงานประจำปี

สําหรับหม้อแปลงที่ทํางานด้วยภาระที่ค่อนข้างคงที่ การคำนวณการสูญเสียประจําปีที่ง่ายขึ้นคือ:

พลังงานสูญเสียประจําปี = P ₀ × T + P ₖ × β² × T

ที่ไหน:

• P₀ = ไม่มีการสูญเสีย

• Pₖ = การสูญเสียภาระที่ได้รับการจัดอันดับ

• β = ปัจจัยโหลดเฉลี่ย

• t = ชั่วโมงทํางานประจำปี

ตัวอย่างเช่น:

หม้อแปลง 500 kVA มี:

• ไม่มีการสูญเสีย: 300 วัตต์

• การสูญเสียภาระ: 5,000 วัตต์

• ปัจจัยโหลดเฉลี่ย: 50%

• เวลาทำงาน: 8,760 ชั่วโมง/ปี

การสูญเสียประจําปี:

0.3 × 8,760 + 5 × 0.5² × 8,760

= 2,628 + 10,950

= 13,578 กิโลวัตชั่วโมง/ปี

ถ้าไฟฟ้าใช้จ่าย $ 0.15 / kWh:

13,578 × $0.15 = $2,036.70/ปี

นี่คือการคำนวณที่เรียบง่าย

สําหรับหม้อแปลงที่มีความแตกต่างของภาระอย่างมาก ควรใช้เส้นโค้งภาระแทนที่จะใช้ปัจจัยภาระเฉลี่ยเดียว

การคำนวณที่แม่นยำกว่าคือ:

พลังงานสูญเสียประจําปี = Σ[P] ₀ + Pₖ × (Iₜ / Iᵣ) ²] × Δt

วิธีการนี้คิดถึงกระแสการทำงานจริงในช่วงเวลาที่แตกต่างกันของปี

แล้วราคาซื้อเริ่มต้นล่ะ?

ประสิทธิภาพพลังงานไม่ควรประเมินแยกจากราคาซื้อ

ตัวอย่างเช่น:

แม้ว่า Transformer B จะมีการสูญเสียพลังงานต่ำกว่าประจําปี แต่การลงทุนเพิ่มเติมจะต้องใช้เวลาประมาณ 12 ปีเพื่อฟื้นฟูภายใต้สมมติ

หากหม้อแปลงทํางานเป็นเวลา 20-25 ปี การคำนวณอาจน่าสนใจ

ถ้าระยะเวลาการทํางานจริงกว่ามาก เศรษฐกิจอาจแตกต่างกัน

นี่คือเหตุผลที่การสูญเสียภาระ การสูญเสียภาระ ราคาไฟฟ้า โปรไฟล์ภาระ ราคาซื้อ และอายุการใช้งานที่คาดว่าควรประเมินรวมกัน.

คุณควรเลือก Transformer ใด?

แทนที่จะเลือกตัวแปลงขึ้นอยู่กับคํา "amorphous" หรือ "3D wound-core" เท่านั้น เริ่มต้นด้วยสภาพการทำงานจริง

พิจารณาการประเมินตัวแปลงโลหะผสมที่ไม่มีรูปแบบเมื่อ:

• หม้อแปลงได้รับพลังงานส่วนใหญ่ของปี

• ภาระค่อนข้างต่ําเป็นระยะเวลานาน

• การใช้พลังงานที่ไม่มีโหลดเป็นความกังวลสําคัญ

• ภาษีไฟฟ้าทำให้การสูญเสียอย่างต่อเนื่องมีความสำคัญทางเศรษฐกิจ

• โครงการนําเน้นอย่างมากในการลดการสูญเสียหลัก

พิจารณาการประเมินตัวแปลงหลักบาดแผล 3 มิติเมื่อ:

• หม้อแปลงทํางานภายใต้ภาระปานกลางหรือตัวแปร

• ความแข็งแรงทางกลและเงื่อนไขการขนส่งเป็นสิ่งสำคัญ

• ต้องการโครงสร้างแกนแผลสามมิติ

• ข้อมูลการสูญเสียที่รับประกันของผู้ผลิตให้ค่าใช้จ่ายวงจรชีวิตที่เหมาะสม

• การลงทุนเริ่มต้นและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานทั้งสองต้องสมดุล

นี่คือการพิจารณาการเลือก ไม่ใช่กฎที่คงที่เทคโนโลยีหม้อแปลงเดียวกันสามารถเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพที่รับประกันจริง

5 พารามิเตอร์ที่จะเปรียบเทียบก่อนสั่งซื้อ

สําหรับโครงการจัดซื้อหม้อแปลงระหว่างประเทศ ขอข้อมูลต่อไปนี้จากผู้ผลิตแต่ละคน:

1. กำลังการผลิตที่ได้รับการจัดอันดับ

ตัวอย่างเช่น 315 kVA, 500 kVA, 630 kVA หรือ 1,000 kVA

2. ไม่มีการสูญเสียภาระ

นี่เป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะสําหรับหม้อแปลงที่ยังคงมีพลังงานอย่างต่อเนื่อง

3. การสูญเสียโหลด

เปรียบเทียบค่าที่รับประกันในเงื่อนไขอ้างอิงเดียวกัน

4. โปรไฟล์โหลดประจําปี

อย่าพึ่งพาความจุในชื่อเท่านั้น ประมาณว่าเครื่องหม้อแปลงทำงานได้กี่ชั่วโมงที่โหลด 20%, 40%, 60%, 80% และ 100%

5. ค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการเป็นเจ้าของ

พิจารณา:

ราคาซื้อ + ค่าใช้จ่ายในการสูญเสียพลังงานประจําปี + การบำรุงรักษา + อายุการใช้งานที่คาดหวัง

หลักการเลือกสุดท้าย

การเปรียบเทียบระหว่างหม้อแปลงโลหะผสม amorphousและ aหม้อแปลง 3D แผลแกนไม่ควรลดลงเป็นคำถามง่ายๆ ว่าเทคโนโลยีใดมีความเสียหายต่ำกว่า

เทคโนโลยีทั้งสองมีวัสดุหลักและลักษณะการก่อสร้างที่แตกต่างกัน และประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของพวกเขาขึ้นอยู่กับการใช้งานมาก

สําหรับหม้อแปลงที่มีโหลดเบาที่ยังคงได้รับพลังงานอย่างต่อเนื่อง การสูญเสียโดยไม่มีโหลดที่ต่ำอาจมีผลกระทบอย่างมากต่อการใช้

สําหรับหม้อแปลงที่ทํางานในภาระปานกลางหรือสูงกว่า การสูญเสียภาระจะกลายเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้น ทําให้โปรไฟล์การสูญเสียที่สมบูรณ

ดังนั้นวิธีการเลือกที่น่าเชื่อถือได้ที่สุดคือการเปรียบเทียบการรับประกันการสูญเสียไม่มีภาระ การรับประกันการสูญเสียภาระ โปรไฟล์ภาระประจําปี, ค่าธรรมเนียมไฟฟ้า ราคาซื้อเริ่มต้นและอายุการใช.

การตัดสินใจสุดท้ายควรขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่ายวงจรชีวิตที่สมบูรณ์ของการออกแบบหม้อแปลงเฉพาะที่ถูกอ้างอิง ไม่ใช่เพียงแค่ว่าหลักเป็นโลหะผ

บริษัท ยูททแทรนฟอร์เมอร์ จำกัด