33kV proti 20kV tri{2}}suhi-transformator: Obseg uporabe in razlika v zmogljivosti

Zakaj je raven primarne napetosti strateška odločitev

Pri srednje{0}}napetostni distribuciji električne energije in velikem industrijskem napajanju izbira nivoja primarne napetosti oblikuje sistemsko arhitekturo, učinkovitost in ceno celotne namestitve. Primerjava med 33 kV in 20 kV tri-suhim-transformatorjem tipa je odločitev med zgornjo mejo srednje-napetostnega območja in standardne srednje-napetostne stopnje. Obe sta enoti suhega-tipa z inherentnimi prednostmi brez olja, nizkega tveganja požara in nizkega vzdrževanja, vendar njuni različni napetostni razredi določajo različna področja uporabe, profile delovanja in ekonomske posledice.

Položaj v omrežni hierarhiji

Transformator 33 kV deluje na višjem koncu srednje{1}}napetostnega območja in običajno deluje kot transformator primarne transformatorske postaje. Prejema moč neposredno iz visoko{3}}napetostnega omrežja pri 66 kV ali 110 kV ali iz velikega generatorja in jo stopnjuje na sekundarno srednjo napetost, kot je 11 kV ali 6,6 kV za nadaljnjo distribucijo. Transformator 20 kV spada v standardno srednje{10}}napetostno distribucijsko raven in običajno deluje kot sekundarni distribucijski transformator, pri čemer odvzame 20 kV iz glavnega obroča in ga zniža neposredno na 400 V za končne uporabnike ali na 11 kV za lokalizirano distribucijo. Omrežni standard regije pogosto odloča o izbiri, preden se začne primerjava opreme.

Scenariji uporabe

Kam ustreza razred 33kV

Primarne razdelilne postaje velikih industrijskih obratov v kemičnem, rudarskem in kovinsko predelovalnem sektorju

Glavne dovodne razdelilne postaje velikih kampusov podatkovnih centrov in elektrarn-na obnovljive vire energije

Okrožne primarne razdelilne postaje v regijah, kjer je standardna distribucijska napetost 33 kV

Mesta, kjer je treba moč prenašati več kilometrov pred sekundarno transformacijo

Kam ustreza razred 20kV

Tovarniške glavne transformatorske postaje, ki jih napaja neposredno na 20 kV lokalno oskrbo

Sekundarne razdelilne postaje znotraj 20 kV-distribuiranih kampusov, kot so univerze, bolnišnice in industrijski parki

Kompaktne transformatorske postaje velikih komercialnih kompleksov in visokih-zgradb

Zmanj-delovanje z omrežja 20 kV na 11 kV ali 400 V za lokalizirane obremenitve

Značilnosti delovanja

Izgube toka in prevodnika

Pri enaki nazivni moči transformator 33 kV deluje pri višji napetosti in zato nižjem primarnem toku kot enota 20 kV. Nižji tok zmanjša izgube I2R v kablih in stikalnih napravah navzgor, kar je prednost za dolge napajalne linije, kjer prevladuje upor kabla.

Regulacija napetosti

Regulacija napetosti je odvisna od impedančne napetosti transformatorja in impedance napajalnega omrežja. Pri nižjem primarnem toku pri 33 kV je padec napetosti na dolgih razdaljah manjši pri enaki impedanci dovoda, kar olajša regulacijski problem na velikih lokacijah.

Izolacija in fizična zasnova

Razred 33 kV zahteva bolj robusten izolacijski sistem in višjo osnovno stopnjo izolacije (BIL). Tipičen 33 kV suhi-transformator je zasnovan za nivo impulza strele približno 170 kV, medtem ko je enota 20 kV običajno ocenjena za približno 125 kV. Dodatna izolacija poveča fizično velikost, težo in stroške materiala 33 kV enote za enako nazivno vrednost kVA, zahteve glede prostora znotraj transformatorske sobe pa so zahtevnejše.

Skupni stroški lastništva

Ekonomska primerjava presega nabavno ceno transformatorja. Na zgornji strani napajalna napetost 33 kV omogoča manjše prereze kablov-na dolgih razdaljah, kar lahko prihrani stroške bakra ali aluminija, vendar zahteva stikalne naprave z višjo nazivno napetostjo in zato višje stroške. Na strani transformatorja ima enota 33 kV višjo ceno na enoto zaradi kompleksnejše izolacije in večje velikosti. Na sistemski strani nižji tok 33 kV sheme zmanjšuje prenosne izgube distribucijskega omrežja, kar znižuje obratovalne stroške v življenjski dobi. Odločitev mora torej temeljiti na modelu skupnih stroškov lastništva, ki vključuje kable, stikalne naprave, transformatorsko sobo in letne izgube energije.

Primerjalna tabela

Parameter	razred 33kV	razred 20kV
Nazivna primarna napetost	33 kV ali 35 kV	20 kV ali 22 kV
Tipična sekundarna napetost	11 kV, 6,6 kV ali 20 kV	400 V, 11 kV ali 6,6 kV
Tipična vloga	Primarna transformatorska postaja, razsuti tovor	Sekundarna distribucija, neposredna dobava
Primarni tok pri enakem kVA	Nižje	višje
Stopnja izolacije (BIL)	Višje, približno 170 kV impulz	Standard, približno 125 kV impulz
Odtis in teža	Večji in težji	Bolj kompakten
Cena na enoto	višje	Nižje za standardne aplikacije
Cena sistemskega kabla	Nižje za dolge primarne vožnje	Višje za enako razdaljo
Najbolj primeren za	Veliki industrijski kompleksi, primarni distribucijski sistemi, oddaljena bremena	Standardni industrijski obrati, velike zgradbe, sekundarna distribucija kampusa

Pogosto zastavljena vprašanja

Kateri napetostni razred je cenejši, 33kV ali 20kV?

Samo za transformator je 20 kV enota cenejša zaradi enostavnejše izolacije in manjše velikosti. Za celotno inštalacijo je lahko shema 33 kV cenejša ali dražja, odvisno od dolžine kabla, stroškov stikalne naprave in izgub energije, zato je potreben izračun skupnih stroškov lastništva.

Ali je mogoče transformator 33 kV uporabiti v omrežju 20 kV?

Ne. Transformator mora biti določen za dejansko sistemsko napetost, vključno z nivojem izolacije in območjem odcepov. Enote razreda 33 kV ni mogoče napajati iz omrežja 20 kV brez popolne ponovne -verifikacije načrta.

Kaj pomeni BIL v primerjavi?

BIL, osnovni nivo izolacije, je najvišja napetost impulza strele, ki jo mora prenesti izolacija. Višji BIL razreda 33 kV zahteva večje razmake in več izolacijskega materiala, kar pojasnjuje razliko v velikosti in stroških.

Zakaj bi spletno mesto izbralo 33 kV namesto 20 kV?

Mesto izbere 33 kV, ko je električno napajanje 33 kV, ko je treba električno energijo distribuirati na velike razdalje z majhnimi izgubami ali ko velika elektrarna potrebuje primarno postajo med visoko-napetostnim omrežjem in notranjim srednje-napetostnim omrežjem.

Ali je suhi-transformator primeren za primarne transformatorske postaje 33 kV?

ja Enote suhega-tipa se čedalje pogosteje uporabljajo pri 33 kV v notranjih inštalacijah, podatkovnih centrih in zgradbah, kjer olje ni dovoljeno, pod pogojem, da so izolacijski razred in pogoji hlajenja inštalacije pravilno načrtovani.

Kateri standardi veljajo za te transformatorje?

Zasnova, preskušanje in obremenitev srednje{0}}napetostnih suhih-transformatorjev sledi IEC 60076-11, ustrezni nacionalni standardi uporabe, kot je GB/T 10228, pa veljajo za domače različice. Stopnje impulznega preskusa so določene v standardu za izdelek glede na napetostni razred.