ในเครือข่ายการจําหน่ายทั่วโลกและระบบพลังงานอุตสาหกรรม หม้อแปลงโลหะที่ไม่มีรูปร่างถูกส่งเสริมบ่อยครั้ง เพราะการสูญเสียโดยไม่มีภาระของพวกเขาอาจต่ำกว่ อย่างไรก็ตาม การลดการสูญเสียโดยไม่มีโหลดไม่ได้แปลเป็นการลดลงเปอร์เซ็นต์เทียบเท่าของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานทั้งหมด การประหยัดพลังงานจริงและค่าใช้จ่ายวงจรชีวิต (LCC) ของหม้อแปลงขึ้นอย่างมากกับการสูญเสียภาระ, ปัจจัยภาระจริง, ชั่วโมงการทํางาน, ค่าธรรมเนียมไฟฟ้าในท้องถ

เริ่มต้นจากคุณสมบัติของวัสดุและกลไกการสูญเสีย บทความนี้ประเมินการทํางานของต้นทุนระหว่างชีวิต (LCC) ของ 11kV แปลงน้ำมันและแห้งชนิดโดยใช้การศึกษากรณีวิศวกรรม

1. วัสดุและลักษณะแม่เหล็ก: โลหะที่ไม่สมบูรณ์กับเหล็กซิลิคอนที่มุ่งเน้นข้าว

การสูญเสียหลักของหม้อแปลงส่วนใหญ่ประกอบด้วยการสูญเสีย hysteresis และการสูญเสียกระแสหมุน โลหะผสมที่ไม่มีความผิดพลาดและเหล็กไฟฟ้าที่มีความผ่านผ่านสูง (Hi-B GOES) แตกต่างกันโดยพื้นฐานในโครงสร้างทางกายภาพ คุณสมบัติแม่เหล็ก และกระบวนการผลิต:

• โลหะผสม amorphous:ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีระบายความร้อนอย่างรวดเร็วสูง อะตอมของมันถูกจัดเรียงในโครงสร้างที่ไม่มีความผิดปกติโดยไม่มีขอบเขตของเมล็ดเพื่อขัดขวางแม่เหล็ก ส่งผลให้มีความบังค ความหนาของริบบิ้นเพียงประมาณ 0.025 mm (ประมาณ 1/10 ของเหล็กซิลิคอนแบบดั้งเดิม) ซึ่งยับยั้งการสูญเสียกระแสหมุนอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กอิ่มตัวมีค่อนข้างต่ํา (โดยทั่วไป ~ 1.56 T vs. > 1.9 T สำหรับเหล็กซิลิคอน) และวัสดุมีความไวสูงต่อความเครียดกลโดยทั่วไป

• เหล็กไฟฟ้า Hi-B ที่มุ่งเน้นข้าว (Hi-B GOES):ทิศทางของเมล็ดจะจัดเรียงตามทิศทางการสร้างแม่เหล็กที่ง่ายผ่านกระบวนการรีดและการอบความแม่นยำ เหล็กซิลิคอน Hi-B ที่ทันสมัยรวมถึงการซ้อนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้นตอนขั้

ในการใช้งานวิศวกรรมในทางปฏิบัติไม่มีการสูญเสีย\(P_0\)ขึ้นอยู่กับวัสดุหลักและความหนาแน่นของฟลักซ์ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องทุกครั้งที่หม้อแปลงได้รับพลังงานการสูญเสียโหลด\(P_k\)ในทางกลับกัน เกิดขึ้นส่วนใหญ่จากความต้านทานการขดลวดและระดับสัดส่วนกับสี่เหลี่ยมของปัจจัยภาระP_r ≈ P_kx เบต้า², where β² is the load factorภายใต้เงื่อนไขภาระสูงการสูญเสียภาระเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและกลายเป็นผู้มีส่วนร่วมที่โดดเด่นในการสูญเสียทั้งหมด

2. การศึกษากรณี LCC: 11kV / 1000kVA หม้อแปลงน้ำมัน

พิจารณา 11kV / 0.4kV, 1000kVA หม้อแปลงที่จุ่มในน้ำมันที่ทํางาน 8,760 ชั่วโมงต่อปีในสถานการณ์ทางการค้า / อุตสาหกรรมระหว่างประเทศด้วยอัตราภาษีไฟฟ้าอุตสาห $0.12/กิโลวัตต์ชั่วโมงตารางด้านล่างเปรียบเทียบเศรษฐกิจของหม้อแปลงเหล็กซิลิคอน Hi-B กับหม้อแปลงโลหะผสมที่ไม่มีรูปแบบภายใต้สองโปรไฟล์การทำงานทั่วไป: ปัจจัยโหลดเฉลี่ย 25% (เช่นพื้นที่อยู่อาศัย, คอมเพล็กซ์ทางการค้

การเปรียบเทียบความสูญเสียและค่าใช้จ่ายในการดําเนินการสําหรับหม้อแปลงที่จุ่มในน้ำมัน

ที่สำคัญ Takeaway:สําหรับหน่วยที่จุ่มในน้ำมัน การประหยัดเงินของโลหะที่ไม่มีรูปแบบสูงขึ้นอย่างสังเกตเห็นในสภาพภาระเบา (25%) กว่าในสภาพภาระสูง (75%). ที่ปัจจัยภาระ 75% การสูญเสียภาระสูงขึ้นเล็กน้อย\(P_k\)การออกแบบที่ไม่มีรูปแบบช่วยลดการประหยัดสุทธิที่ได้รับจากการสูญเสียไม่มีโหลดที่ต่ำกว่า\(P_0\)ขยายระยะเวลาการคืนเงินเกือบ 4 ปี

3. การศึกษากรณี LCC: 11kV / 1000kVA หม้อแปลงชนิดแห้ง

หม้อแปลงชนิดแห้ง (เช่น SCB และ SCBH series) ใช้กันอย่างแพร่หลายในอาคารสูง, สิ่งอำนวยความสะดวกใต้ดิน, และสภาพแวดล้อมที่ไวต่อไฟทั่วโลก เนื่องจากข้อจํากัดการกระจายความร้อนและฉนวนกันความร้อน หน่วยชนิดแห้งทั่วไปจะแสดงความสูญเสียจากการไม่โหลดฐานที่สูงกว่าหน่วยที่จุ่มในน้ำมันในการจัดอันดับเดียวกัน ทําให้การประหยัดพลังงานอย่

สมมุติว่าเงื่อนไขการทำงานทั่วโลกเดียวกัน (11kV / 0.4kV, 1000kVA, 8,760 ชั่วโมงต่อปี ภาษีไฟฟ้าที่ $0.12/กิโลวัตต์ชั่วโมง):

การเปรียบเทียบความสูญเสียและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสำหรับหม้อแปลงชนิดแห้ง

ที่สำคัญ Takeaway:ในการใช้งานหม้อแปลงชนิดแห้ง เทคโนโลยีที่ไม่มีรูปร่างทำให้การสูญเสียโดยไม่มีภาระลดลงอย่างมาก (ลดลง 70%). ไม่ว่าจะเป็นการโหลดเบาหรือหนัก การประหยัดค่าใช้จ่ายไฟฟ้าประจําปีเกิน 1,100 ดอลลาร์ ทําให้ระยะเวลาการคืนเงินลดลงเป็นประมาณ 7 ปี นี่ทําให้ผลตอบแทนทางการเงินที่น่าสนใจมากขึ้นอย่างมากกว่าของหม้อแปลง amorphous ที่จุ่มในน้ำมัน

4. คู่มือการเลือกการใช้งานและแนะนําวิศวกรรม

เมื่อประเมินเครื่องหม้อแปลงโลหะที่ไม่มีรูปแบบ เจ้าของโครงการควรใช้เมทริกซ์การตัดสินใจที่มีโครงสร้างขึ้นอยู่กับโปรไฟล์การโหลดและข้

แมทริกซ์การเลือกหม้อแปลง

1. สถานการณ์ที่แนะนําสําหรับโลหะผสมที่ไม่มีรูปแบบ:

• สภาพแวดล้อมชนิดแห้ง:หม้อแปลงชนิดแห้ง amorphous SCBH ชุดให้การประหยัดพลังงานอย่างมาก ระยะเวลาการคืนเงินสั้นกว่า และประสิทธิภาพต้นทุนโดยรวมสูง

• สิ่งอํานวยความสะดวกของปัจจัยโหลดเฉลี่ยต่ำ:คอมเพล็กซ์ที่อยู่อาศัย อาคารสํานักงาน โรงเรียน และอาคารสาธารณะ ที่มีความผันผวนของภาระกลางวันและกลางคืนที่กว้างขวาง และปัจจัยภาระเฉลี่

• ค่าธรรมเนียมไฟฟ้าสูงและโครงการเป็นเจ้าของยาวนาน:สิ่งอำนวยความสะดวกที่เผชิญหน้ากับอัตราการใช้งานที่สูงหรือโครงการที่มีวัตถุประสงค์สําหรับการเป็นเจ้าของระยะยาว (15-20+ ปี) ที่การประหยัดค่าใช

1. สถานการณ์ที่ช่วยเหล็กซิลิคอน:

• การดําเนินงานอุตสาหกรรมสูงอย่างต่อเนื่อง:สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีปัจจัยโหลดเฉลี่ยสูงกว่า 65% ที่การสูญเสียของโหลดครอบครองค่าใช้จ่ายพลังงานทั้งหมด นอกจากนี้ เหล็กซิลิคอนมีความสามารถในการทนต่อวงจรสั้นที่เหนือกว่า และความสามารถในการโหลดเกินไป

• โครงการที่มีงบประมาณจํากัดที่มีค่าใช้จ่ายทุนสูง:ระยะเวลาการคืนเงินที่ยาวนาน (เช่น > 12 ปี) เพิ่มความเสี่ยงทางการเงินและการเปิดเผยต่ออัตราส่วนลดที่เปลี่ยนแปลง

5. ข้อสรุป

หม้อแปลงโลหะที่ไม่มีรูปร่างไม่ใช่ "กลไก" แต่พวกเขาก็ไม่ใช่โซลูชั่นประหยัดพลังงานทั่วไป

การออกแบบการกระจายพลังงานมืออาชีพต้องย้ายผ่านการเรียกร้องวัสดุง่ายๆ และใช้ค่าใช้จ่ายวงจรชีวิตเต็ม (LCC):

\[\text{LCC} = C_{\text{CAPEX}} + \sum_{t=1}^{N} \frac{P_0 \cdot 8760 + P_k \cdot \beta^2 \cdot 8760}{(1 + r)^t} \times \text{Tariff} + C_{\text{OPEX}}\]

เท่านั้นเมื่อการประหยัดพลังงานสะสมตลอดอายุการใช้งานของทรัพย์สินที่ครอบคลุมได้อย่างสะอาดพรีเมี่ยมทุนเริ่มต้น\(C_{\text{CAPEX}}\)ไม่มีการสูญเสียภาระต่ำแปลเป็นค่าเศรษฐกิจจริง

บริษัท ยูททแทรนฟอร์เมอร์ จำกัด