หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังกับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย: ความแตกต่างที่สำคัญและการใช้งาน

 

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังและหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายถือเป็นหัวใจสำคัญของเครือข่ายไฟฟ้าสมัยใหม่ทุกแห่ง และการทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างเครือข่ายเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่ทำงานกับระบบส่งหรือระบบจำหน่าย แน่นอนว่าสร้างขึ้นบนหลักการแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเดียวกัน แต่วิธีการทำงานของมัน-และวิธีที่สาธารณูปโภคตัดสินใจว่าจะใช้อันไหน-อาจแตกต่างกันมาก

ในชีวิตประจำวันกริด หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายคือสิ่งที่คุณสังเกตเห็นได้จริง -กล่องเฟสเดียวห้อยลงมาจากเสาบนถนนที่เงียบสงบ หรือ-กล่องเฟส 3 เฟสที่ดังอยู่ใกล้บล็อกเชิงพาณิชย์ที่พลุกพล่าน- จะลดแรงดันไฟฟ้าลงอย่างเงียบๆ เพื่อให้บ้านและธุรกิจสามารถใช้งานได้ โดยทั้งหมดนี้อยู่เบื้องหลัง ในขณะเดียวกัน หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังติดต้นน้ำ ทำการยกของหนักที่สถานีไฟฟ้าย่อย และเคลื่อนย้ายกระแสไฟฟ้าก้อนใหญ่ผ่านโครงข่าย

หลักการเดียวกันใช่แต่รายละเอียด? แตกต่างอย่างสิ้นเชิง การสูญเสีย การทำความเย็น การป้องกัน ตำแหน่งที่ติดตั้ง- ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับจุดที่อยู่ในระบบ เลือกประเภทที่ไม่ถูกต้อง และทันใดนั้น ไม่เพียงแต่ไม่มีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังอาจไม่ปลอดภัยอีกด้วย

การทำความเข้าใจความแตกต่างของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังกับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกหน่วยที่เหมาะสมในเครือข่ายการส่งหรือการกระจายใดๆ

 

1. คำจำกัดความและฟังก์ชันหลัก

 

1.1 หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง - คืออะไรและทำหน้าที่อะไร

 

ลักษณะสำคัญของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง

 

 ไฟฟ้าแรงสูง + ความจุสูง (พิกัด MVA ขนาดใหญ่)

 ทำงานเกือบเต็มโหลดเกือบตลอดทั้งวัน

 เน้นที่การเพิ่มประสิทธิภาพการสูญเสียทองแดง-เนื่องจากมีการโหลดจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง

 ระบบระบายความร้อนที่ซับซ้อนมากขึ้น (ONAN, ONAF, OFAF บางครั้งใช้น้ำมัน-บังคับด้วยการระบายความร้อนด้วยน้ำ)

 ข้อกำหนดด้านฉนวนหนา

 โดยทั่วไปแล้วกลุ่มเวกเตอร์ Star–Delta สำหรับแอปพลิเคชันการส่งสัญญาณ

บทบาทหลักของพวกเขาคือการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า (จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังสายส่ง) หรือลดลง (จากการส่งไปยังการส่งย่อย-)

 

1.2 หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย - คำจำกัดความและวัตถุประสงค์

 

ประเภทของหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย

 

หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายเฟสเดียว-

สิ่งเหล่านี้คือปัจจัยหลักสำหรับย่านที่อยู่อาศัย วงจรไฟส่องสว่างกลางแจ้ง และผู้ใช้เชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก โดยปกติแล้วจะป้อนจากเส้นสาม-เฟส โดยแต่ละเฟสจะมีขดลวดทุติยภูมิอิสระของตัวเอง เรียบง่าย เชื่อถือได้ และสมบูรณ์แบบสำหรับแอปพลิเคชันที่มีการโหลดต่ำ- ถึงปานกลาง-

 

หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายสาม-เฟส

เมื่อโหลดมีขนาดใหญ่ขึ้น-เช่นโรงปฏิบัติงานทางอุตสาหกรรม อาคารพาณิชย์ หรือ-สิ่งอำนวยความสะดวกการใช้งานแบบผสม-สาม-หน่วยเฟสก็เข้ามา ซึ่งสามารถกำหนดค่าในการเชื่อมต่อแบบเดลต้าหรือแบบดาว และมักใช้เส้นกลางร่วมกัน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่สมดุลและมีความจุสูงกว่า-

2. การเปรียบเทียบพารามิเตอร์ทางเทคนิค

เมื่อประเมินประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าเทียบกับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลายประการจะโดดเด่นทันที รวมถึงระดับแรงดันไฟฟ้า BIL วิธีการทำความเย็น และความหนาแน่นของฟลักซ์

ระดับแรงดันไฟฟ้าและข้อกำหนดของฉนวน

เมื่อเปรียบเทียบการก่อสร้างหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังและหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย ความแตกต่างประการแรกอยู่ที่ระดับแรงดันไฟฟ้า โดยปกติหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังทำงานที่ 66 kV, 110 kV, 220 kV หรือ 400 kV และต้องการ BIL ที่สูงขึ้นอย่างมากในการจัดการกับสวิตช์และแรงกระตุ้นฟ้าผ่า โดยทั่วไปแล้วหม้อแปลงดิสต์มาตรฐานจะได้รับ 33 kV, 22 kV หรือ 11 kV และลดระดับลงไปที่ 400/230 V ซึ่งทำหน้าที่เป็นหม้อแปลงขั้นตอนสุดท้าย-ในกริด

 

การให้คะแนนความจุ

พิกัดของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 50 MVA ถึงมากกว่า 1,000 MVA อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายจะมีขนาดเล็กกว่ามาก-โดยมักจะอยู่ที่ 10–500 kVA สำหรับยูนิตที่ยึดเสา- โดยมียูนิตที่ยึดด้วยแผ่น-ซึ่งมีขนาดถึงไม่กี่ MVA หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแบบเฟสเดียวรองรับโหลดในชนบท ในขณะที่หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแบบ 3 เฟสรองรับโหลดเชิงพาณิชย์ที่สมดุลมากขึ้น

 

การออกแบบหลักและความหนาแน่นของฟลักซ์

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังทำงานด้วยความหนาแน่นของฟลักซ์ที่สูงกว่า-โดยทั่วไปคือ 1.6–1.8 T- เนื่องจากจะต้องลดขนาดทางกายภาพให้เหลือน้อยที่สุด หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายใช้ 1.4–1.6 T เพื่อลด-การสูญเสียโหลด ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญเนื่องจากหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแยกอาจทำงานด้วยการโหลดเล็กน้อยเป็นระยะเวลานาน

 

ปรัชญาการสูญเสียและประสิทธิภาพ

การเพิ่มประสิทธิภาพการสูญเสียจะแตกต่างอย่างมาก: หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังจัดลำดับความสำคัญของการสูญเสียโหลด (ทองแดง) และมักจะมีประสิทธิภาพเกิน 99.5%

หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายให้ความสำคัญกับการสูญเสีย-โหลด (คอร์) เนื่องจากโปรไฟล์การทำงานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของ DOE หรือ IEC Tier

แตะตัวเปลี่ยน

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังใช้ OLTC เกือบทั้งหมดในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ โดยทั่วไปหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายจะใช้สวิตช์แทปวงจรปิด- โดยจะปรับ ±2.5% หรือ ±5% ระหว่างการติดตั้ง

 

เทคโนโลยีการทำความเย็น

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังขนาดใหญ่ใช้การระบายความร้อน ONAN, ONAF, OFAF และ OFWF หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายอาศัยการพาความร้อนตามธรรมชาติของ ONAN เกือบทั้งหมด

 

กลุ่มเวกเตอร์

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังอาจใช้ Yd11, Yd1 หรือ Dy1 ขึ้นอยู่กับการออกแบบกริด หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย-โดยเฉพาะหน่วยหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแบบ 3 เฟส- โดยทั่วไปจะใช้ Dyn11 สำหรับการต่อสายดินที่เป็นกลาง LV ที่เสถียร

 

การก่อสร้างเครื่องกล

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังประกอบด้วยระบบเสริมที่ซับซ้อน เช่น หม้อน้ำ เครื่องควบคุม ปั๊ม พัดลม การตรวจสอบก๊าซ และเซ็นเซอร์ DGA ออนไลน์ หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายยังคงเรียบง่ายและเปลี่ยนได้ง่าย ซึ่งจำเป็นสำหรับระบบสาธารณูปโภค

 

3. ลักษณะการดำเนินงาน

 

พฤติกรรมการโหลด

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังเผชิญกับปัจจัยโหลดสูงและการทำงานหนักอย่างต่อเนื่อง หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายจะมองเห็นโหลดที่ผันผวน: ยอดที่อยู่อาศัยในเวลากลางคืน ยอดเชิงพาณิชย์ในระหว่างวัน โปรไฟล์โหลดที่แตกต่างกันเหล่านี้มีอิทธิพลต่อการออกแบบแกนและพฤติกรรมทางความร้อน

 

รูปแบบโหลดที่ตัดกันเหล่านี้ยังเน้นให้เห็นความแตกต่างในทางปฏิบัติใน-การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังกับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายจริง

 

4. การใช้งาน

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังให้บริการแก่โรงไฟฟ้า สถานีย่อยกริดหลัก การเชื่อมต่อระบบส่งกำลัง และสถานีส่งออกพลังงานหมุนเวียน หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าขั้นตอนสุดท้าย-ให้กับย่านใกล้เคียง เขตการค้า เครื่องป้อนในชนบท และสวนอุตสาหกรรม การกำหนดค่าหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ทั้งแบบติดตั้งเสาและแบบแพด-เป็นแกนหลักของเครือข่ายการกระจาย MV

 

5. วิธีแยกแยะระหว่างกำลังกับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย

 

วิธีที่รวดเร็ววิธีหนึ่งคือขนาด-หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ซึ่งประเภทที่จัดการการส่งผ่านไฟฟ้าแรงสูง-มักจะมีขนาดใหญ่กว่ามาก พวกเขาถูกสร้างขึ้นเพื่อดันแรงดันไฟฟ้าขึ้นที่โรงไฟฟ้าหรือลดแรงดันไฟฟ้าที่สถานีไฟฟ้าย่อยหลักๆ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีแรงดันไฟฟ้าเพิ่ม

แต่ขนาดไม่ใช่เพียงเบาะแสเดียว ทำเลที่ตั้งก็แจกเช่นกัน

หม้อแปลงไฟฟ้านั่งในสถานีสร้างหรือสถานีย่อยขนาดใหญ่-จุดทำงานหนัก-ในตาราง

หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายในทางกลับกัน ใช้ชีวิตใกล้ชิดกับผู้ใช้ปลายทางมากขึ้น คุณจะเห็นพวกมันอยู่บนเสา ในแผ่นสีเขียว-ในกล่องติดผนัง หรือซ่อนไว้ใกล้บริเวณที่พักอาศัย โดยพื้นฐานแล้วก่อนที่ไฟฟ้าจะเข้าสู่บ้านและธุรกิจขนาดเล็ก

 

6. หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถใช้เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายได้หรือไม่?

คำตอบสั้น ๆ : ไม่ ไม่เชิง.

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังได้รับการออกแบบมาสำหรับ-วงจรพลังงานสูง-ซึ่งต้องรับมือกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า กระแสไฟฟ้าที่สูงกว่า และถูกสร้างขึ้นด้วยฉนวนที่แข็งแรงกว่าและการระบายความร้อนที่ดีกว่า เนื่องจากต้องอยู่รอดในสภาวะที่มีความต้องการมากขึ้น

หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายมีขนาดเล็กกว่ามากและมีไว้สำหรับการลดแรงดันไฟฟ้าลงสู่ระดับที่ใช้งานได้อย่างเคร่งครัด การระบายความร้อนไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่าที่ควร ฉนวนไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับความเครียดเท่ากัน และโดยรวมแล้วไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อการทำงานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง- การบังคับให้พวกเขาเข้าสู่บทบาทนั้นจะไม่ปลอดภัยและเป็นไปไม่ได้เลยจริงๆ

ใช่แล้ว เมื่อเลือกระหว่างทั้งสอง ระดับของฉนวน การทำความเย็น และความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้า ล้วนเป็นสิ่งสำคัญ อย่างหนึ่งได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาเพื่อรองรับแรงดันไฟกระชากและแรงดันพังทลายที่สูงขึ้นมาก- ฉนวนมีความหนากว่า ทนทานกว่า โดยพื้นฐานแล้วสร้างมาเพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนโค้งและรอยเลื่อนเกิดขึ้น

 

7. แนวโน้มในอนาคต

การแปลงเป็นดิจิทัลกำลังกำหนดรูปแบบตารางใหม่ เซ็นเซอร์อัจฉริยะ การตรวจสอบความร้อน IoT และการวินิจฉัยออนไลน์กำลังเป็นที่นิยมสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังใช้แกนโลหะอสัณฐานมากขึ้นเพื่อลดการสูญเสีย พลังงานหมุนเวียน-โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา-ต้องการการปรับปรุงการประสานงานกับหม้อแปลงไฟฟ้าปลายน้ำแต่ละเครื่องเพื่อจัดการปัญหาการป้อนกลับ- การขยายตัวของเมืองยังคงขยายเครือข่ายใต้ดิน ทำให้เกิดความต้องการในการติดตั้งหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์แบบติดแพด- กล่าวโดยสรุป ตำแหน่ง ขนาด และระดับฉนวนยังคงเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการระบุหม้อแปลงไฟฟ้ากับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายในภาคสนาม