دليل محولات التوزيع ثلاثية الطور: الأنواع والخسائر والاختيار

يستهلك محول التوزيع ثلاثي الطور بقدرة 630 كيلو فولت أمبير مع خسارة عدم حمل تبلغ 1.2 كيلووات حوالي 10500 كيلووات في الساعة سنويًا قبل توصيل حمل واحد. عند 0.10 دولار أمريكي لكل كيلووات ساعة، يتم إنفاق أكثر من 1000 دولار أمريكي سنويًا على الحفاظ على ممغنطة القلب. بالنسبة لمهندسي التوزيع وفرق المشتريات ومديري المصانع، فإن محول توزيع ثلاثي الطور حيث تصبح قرارات المواصفات الصغيرة تكاليف تشغيل كبيرة. شركة جيانغسو هينجيوان للمحولات المحدودة ، وهي شركة مصنعة للمحولات والمفاتيح الكهربائية لشبكات 6-35 كيلو فولت، وتقوم ببناء وحدات مغمورة بالزيت ومن النوع الجاف مع سبائك غير متبلورة ونوى من الصلب السيليكون.

ما الذي يفعله محول التوزيع ثلاثي الطور في الواقع

محول التوزيع ثلاثي الطور هو جهاز كهرومغناطيسي ثابت يخفض الجهد المتوسط، عادة من 6 كيلو فولت إلى 35 كيلو فولت، إلى مستوى 400/230 فولت للعملاء الصناعيين والتجاريين والسكنيين.

تضع الوحدة ثلاث ملفات أولية وثلاث ملفات ثانوية على قلب مشترك ثلاثي الأطراف. التدفق المتناوب من الأولي يحفز الجهد في الثانوي عند نفس التردد، وبالتالي فإن الوحدة تستبدل الجهد بالتيار وفقًا لنسبة الدورات. تعتبر مجموعة المتجهات Dyn11 قياسية: الجانب الجهد العالي متصل بالدلتا، والجانب المنخفض متصل بالواي مع المحايد الذي يتم إخراجه من أجل أحمال أحادية الطور 230 فولت والتأريض.

• التصنيفات الأولية التي تهيمن على المشاريع العملية: فئات 6 كيلو فولت، 10 كيلو فولت، 20 كيلو فولت، و 35 كيلو فولت
• التوصيل الثانوي: ثلاث مراحل 400 فولت بالإضافة إلى محايد مؤرض بقوة
• نطاق تصنيف التوزيع المشترك: 50 كيلو فولت أمبير إلى 2500 كيلو فولت أمبير
• تزيد كفاءة التحميل الكامل عن 98 بالمائة، مع تقسيم الخسائر المتبقية بين القلب والملفات

النوع المغمور بالزيت أو النوع الجاف: الفرع الأول في اختيار محولات التوزيع ثلاثية الطور

اختر محولًا مغمورًا بالزيت عندما تكون الوحدة في الخارج أو في محطة فرعية مخصصة؛ اختر النوع الجاف فقط عندما يكون التثبيت داخليًا ويكون الأمان ضد الحرائق، أو التحميل على الأرض، أو القواعد البيئية مستبعدًا لاستخدام الزيت.

تستخدم الوحدات المملوءة بالزيت الزيوت المعدنية أو الإستر الاصطناعي للعزل والتبريد. يحمل الزيت الحرارة إلى جدار الخزان، حيث تقوم الزعانف أو المشعات بتبديدها تحت فئة التبريد ONAN. تغطي محولات التوزيع ثلاثية الطور المغمورة بالزيت في فئة 6-35 كيلو فولت أمبير ما يقرب من 30 كيلو فولت أمبير إلى 2500 كيلو فولت أمبير وتهيمن على شبكات المرافق لأنها قوية والأرخص لكل كيلو فولت أمبير. والمقايضة هي الاحتواء: تحتاج الوسادة إلى حفرة أو حاجز لتجميع الزيت.

تستبدل الوحدات الجافة الزيت بالراتنج المصبوب أو عزل الهواء. وهي مخصصة داخل المباني التجارية والأنفاق والمنشآت البحرية حيث لا يجوز استخدام السوائل القابلة للاشتعال. تحمل المحولات من النوع الجاف حمولة حريق أقل ولا تحتاج تقريبًا إلى صيانة السوائل، ولكنها تكلف أكثر لكل كيلو فولت أمبير وتكون قدرتها الحرارية أكثر حساسية لدرجة الحرارة المحيطة. بالنسبة لمهمة التوزيع في الهواء الطلق، يظل الغمر بالزيت هو الاعتبار الأول الصحيح.

محول من النوع الجاف ثلاثي الطور مع قلب من السيليكون الصلب يناسب محول التوزيع من النوع الجاف المصبوب بالإيبوكسي المواقع الداخلية وذات الأمان العالي حيث يُحظر الزيت، مما يوفر بنية مقاومة للهب وصيانة منخفضة للتطبيقات التجارية والأنفاق والبحرية. عرض المنتج →

السبائك غير المتبلورة أو قلب السيليكون الصلب: حيث يتم ربح أو فقدان الحديد

تعمل نوى السبائك غير المتبلورة على تقليل فقدان عدم التحميل بنسبة 70 إلى 80 بالمائة مقارنة بفولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب، ولا يؤدي أي تغيير آخر في المواصفات في محول توزيع ثلاثي الطور إلى انخفاض كبير في تكلفة التشغيل مدى الحياة.

يتم امتصاص فقدان عدم التحميل، والذي يسمى أيضًا فقدان الحديد، بواسطة القلب عندما يتم تنشيط المحول، بغض النظر عن الحمل. وهو يتألف من فقدان التباطؤ وخسارة التيار الدوامي. المعدن غير المتبلور عبارة عن سبيكة مغناطيسية يتم توفيرها على شكل شريط يبلغ سمكه حوالي 25-30 ميكرون، أي ما يقرب من عُشر سمك فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب. يؤدي الشريط الرفيع والقوة القسرية المنخفضة إلى قطع كل من مكونات الخسارة، لذلك يستهلك القلب غير المتبلور حوالي ربع طاقة الإثارة لنواة فولاذية من السيليكون بنفس كيلو فولت أمبير.

المقايضة تجارية وليست كهربائية. إن بناء النوى غير المتبلورة يكلف أكثر، كما أن تحريض التشبع المنخفض يعني وجود مقطع عرضي أساسي أكبر قليلاً. تظل محولات التوزيع نشطة بشكل مستمر ولكنها تحمل فقط 30-60 بالمائة في المتوسط، لذا فإن فقدان عدم التحميل يهيمن على إجمالي الخسارة. يؤدي توفير 0.85 كيلووات في وحدة بقدرة 630 كيلو فولت أمبير إلى سداد القسط خلال ثلاث إلى خمس سنوات، ثم يستمر في التوفير لبقية العمر الذي يبلغ 20 عامًا. بالنسبة للمرافق التي تحتوي على مئات الوحدات، تعد الأساطيل غير المتبلورة واحدة من أكثر الطرق المباشرة لتقليل خسائر شبكة التوزيع.

محول مغمور بالزيت من سبيكة غير متبلورة بفضل الخسائر المنخفضة للغاية في حالة عدم التحميل من الشريط غير المتبلور وتقليل الضوضاء المتقدم، توفر هذه الوحدة المغمورة بالزيت وفورات كبيرة في الطاقة مدى الحياة، مما يجعلها مثالية للمرافق التي تسعى إلى تقليل خسائر شبكة التوزيع. عرض المنتج →

رقما الخسارة اللذان يحددان تكلفة التشغيل

تحدد خسارة عدم التحميل وفقدان الحمل تكلفة تشغيل محول التوزيع ثلاثي الطور؛ سعر الشراء هو أصغر عنصر في تكلفة الملكية لمدة 20 عامًا، وليس الأكبر.

فقدان الحمل هو فقدان النحاس عند التيار المقنن ويرتفع مع مربع الحمل. تعمل خسارة عدم التحميل بشكل مستمر، لذا فهي تهيمن على الفاتورة عند الاستخدام المنخفض والمتوسط، بالضبط حيث تعمل معظم محولات التوزيع. الأرقام أدناه نموذجية لفئة 6-35 كيلو فولت عند مستويات الخسارة القياسية.

التكلفة الإجمالية للملكية هي TOC = السعر A x خسارة عدم التحميل B x خسارة الحمل، حيث تقوم A برسملة كيلووات واحد من فقدان الحديد في تعريفة الطاقة طوال عمر المشروع، وترسمل B كيلووات واحد من فقدان النحاس، بما في ذلك رسوم الطلب. تنشر مناقصات المرافق عوامل رسملة الخسارة في وثيقة العطاء؛ ولا يزال المشترون الذين يتجاهلونهم يدفعون سعر الخسارة الصحيح لشركة الكهرباء فقط بدلاً من مورد المحولات.

محول مغمور بالزيت مع قلب شريط فولاذي من السيليكون يتميز هذا المحول المغمور بالزيت بفولاذ السيليكون عالي الأداء وهيكل مغلق تمامًا، مما يقلل من الخسائر والصيانة مع توفير مقاومة قوية للدائرة القصيرة، ومناسب لواجب التوزيع الموثوق. عرض المنتج →

من المواصفات إلى التثبيت: مطابقة الوحدة مع الحمل الحقيقي

التصنيف الصحيح هو أصغر كيلو فولت أمبير قياسي يحمل الحمل الأقصى المتوقع ضمن حدود درجة حرارة الملف ويترك هامشًا محددًا للنمو؛ إن الحجم الزائد يهدر المال، كما أن الحجم الصغير يقلل من عمر المحولات.

1. تأكيد الفولتية الأولية والثانوية. سجل جهد التغذية، على سبيل المثال 10 كيلو فولت أو 35 كيلو فولت، وجهد التوصيل 400/230 فولت مع المحايد.
2. احسب ذروة الطلب. قم بتجميع الأحمال المتصلة وتطبيق عامل تنوع واقعي بدلاً من إضافة تصنيفات لوحة الاسم.
3. أضف هامش نمو الحمل. الممارسة الشائعة هي 15-25 في المائة أعلى من توقعات الذروة لمدة خمس سنوات.
4. ضبط المعاوقة وفقًا لقواعد الشبكة. تبلغ الممانعة القياسية لوحدات التوزيع 10 كيلو فولت حوالي 4 بالمائة.
5. قارن فئات الخسارة مع صيغة الرسملة لخسارة المرافق. حدد نواة غير متبلورة عندما يكون الاسترداد أقل من خمس سنوات.
6. حدد الترتيب الميكانيكي: حامل عمود، أو حامل لوحة، أو محطة فرعية مدمجة تدمج المحول، ووحدة الحلقة الرئيسية، ومجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض.

بالنسبة لتوسيع الشبكة الريفية والمنشآت الصناعية، تعمل حزمة المحطات الفرعية المدمجة على تقليل وقت تركيب الموقع: يصل المحول مع الوحدة الرئيسية الحلقية ذات الجهد العالي ومجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض المتصلة بالفعل وتم اختبارها في المصنع.

الأسئلة الشائعة حول محولات التوزيع ثلاثية الطور

كيف يختلف محول التوزيع ثلاثي الطور عن المحول أحادي الطور؟

يحتوي المحول أحادي الطور على ملف ابتدائي واحد وملف ثانوي ويوفر طاقة أحادية الطور تبلغ 230 فولت. يحتوي محول التوزيع ثلاثي الطور على ثلاث ملفات أولية وثلاث ملفات ثانوية على قلب مشترك ويوفر طاقة ثلاثية الطور تبلغ 400 فولت بالإضافة إلى محايد. بالنسبة لنفس كيلو فولت أمبير، تكون الوحدة ثلاثية الطور أخف وزنًا وأكثر كفاءة وتستخدم مواد موصلة أقل.

هل يمكن لثلاثة محولات أحادية الطور أن تحل محل محول توزيع ثلاثي الطور؟

نعم، ولا تزال بعض أنظمة أمريكا الشمالية تستخدم بنك محولات مكون من ثلاث وحدات أحادية الطور لإنشاء إمدادات ثلاثية الطور. إن البنك أكبر وأثقل وأكثر تكلفة في التركيب والصيانة من وحدة واحدة ثلاثية الطور بنفس إجمالي كيلو فولت أمبير، لذلك يتم اختياره بشكل أساسي عندما ينمو الحمل في مراحل أحادية الطور. بالنسبة للتركيبات الجديدة، يكون محول التوزيع ثلاثي الطور هو الخيار الأقل تكلفة دائمًا.

لماذا يعد Dyn11 هو الاتصال الأكثر شيوعًا لمحولات التوزيع ثلاثية الطور؟

يعني Dyn11 أن اللفات ذات الجهد العالي متصلة بالدلتا، والملفات ذات الجهد المنخفض متصلة بطريقة واي، والجهد المنخفض يتخلف عن الجهد العالي بمقدار 30 درجة، عند موضع الساعة 11. يحافظ الدلتا الأساسي على مسار للتوافقيات الثلاثية ويحسن سلوك الحمل غير المتوازن، في حين يوفر واي الثانوي محايدًا لأحمال أحادية الطور بجهد 230 فولت والتأريض.

ما هو المبلغ الذي يمكن أن توفره النواة غير المتبلورة بالمال الحقيقي؟

في وحدة بقدرة 630 كيلو فولت أمبير، يؤدي الانتقال من قلب من السيليكون والفولاذ بقدرة 1.2 كيلو واط إلى قلب غير متبلور بقدرة 0.35 كيلو واط إلى توفير حوالي 0.85 كيلو واط بشكل مستمر. بمعدل 8760 ساعة سنويًا و0.10 دولارًا أمريكيًا لكل كيلووات ساعة، أي ما يقرب من 745 دولارًا أمريكيًا لكل محول سنويًا. يوفر الأسطول المكون من 100 وحدة حوالي 74,500 دولارًا أمريكيًا سنويًا، ولهذا السبب يقوم مشغلو الشبكة بتقييم النوى غير المتبلورة باستخدام صيغ الخسارة بدلاً من السعر الأول.