1. Úvod
V zámorítransformátorponuka projektov, výber zariadení a akceptácia sieťového pripojenia, stratové parametre slúžia ako dva základné ukazovatele na vyhodnotenie prevádzkových nákladov transformátora a stupňov energetickej účinnosti, a tostrata bez zaťaženiaastrata zaťaženia. Keď čínski výrobcovia vyvážajú transformátory, často si zamieňajú mechanizmy generovania týchto dvoch typov strát. Zameranie sa len na menovitú kapacitu a úroveň napätia pri ignorovaní povinných nariadení o úsporách energie v rôznych krajinách a regiónoch môže mať za následok vážne následky, ako je zlyhanie pri colnom odbavení, odmietnutie prijatia projektu a neplatné ponuky.
Strata naprázdno a strata záťaže pochádzajú z úplne odlišných fyzických zdrojov a reagujú rôzne na prevádzkové podmienky a zodpovedajú rôznym požiadavkám na limity energetickej účinnosti v globálnych regiónoch. Pre úspešné dodanie exportovaných projektov transformátorov je nevyhnutné dôkladné pochopenie ich rozdielov a súlad so zámorskými špecifikáciami na úsporu energie.
2. Základné rozdiely medzi stratou bez zaťaženia a stratou zaťaženia
2.1 Definícia a princíp straty naprázdno
Strata naprázdno, tiež známa ako strata jadra, sa vzťahuje na stratu výkonu generovanú atransformátorkeď je jeho sekundárne vinutie otvorený a na primárne vinutie je privedené menovité napätie. Vyskytuje sa hlavne vo vnútri železného jadra, pozostáva zo straty hysterézy a straty vírivým prúdom. Pokiaľ je transformátor napájaný a pripojený k elektrickej sieti, bez ohľadu na to, či sekundárna strana prenáša záťaž alebo koľko prúdu vydáva, železné jadro zostáva pod striedavou magnetizáciou a strata naprázdno pretrváva takmer bez vzťahu k rýchlosti záťaže.
Prakticky povedané, strata jadra spotrebováva elektrickú energiu 24-7, keď je transformátor zapnutý. Pre distribučné transformátory pracujúce nepretržite, ako sú transformátory v mestských rozvodniach, priemyselných parkoch a PV a veterných posilňovacích staniciach, spôsobí akumulovaná strata bez zaťaženia značné ročné náklady na energiu. Aby sa znížili straty bez zaťaženia, výrobcovia používajú vysoko priepustné silikónové oceľové plechy, optimalizujú procesy stohovania železného jadra a minimalizujú medzery v spojoch jadra.
2.2 Definícia a princíp straty zaťaženia
Strata zaťaženia sa tiež nazýva strata medi. Objaví sa, keď menovitý prúd preteká vinutím pri plnom zaťažení. Hlavná časť pochádza z tepla generovaného odporom vodičov vysokonapäťových a nízkonapäťových vinutí, spolu s dodatočnými stratami vinutia vírivými prúdmi a rozptylovými stratami vyvolanými magnetickým únikom v kovových konštrukčných komponentoch.
Strata zaťaženia je úmerná druhej mocnine rýchlosti zaťaženia transformátora. V podmienkach bez zaťaženia alebo pri nízkej záťaži zostáva strata zaťaženia nízka. Keď sa transformátor priblíži k plnému zaťaženiu, prúd vinutia stúpa a strata zaťaženia sa rýchlo zvyšuje. Ak zariadenie väčšinu času pracuje pri nízkej záťaži, strata záťaže predstavuje malý podiel na celkovej strate; počas špičkového napájania pri plnom zaťažení sa stáva dominantným zdrojom strát. Bežné opatrenia na zníženie strát pri zaťažení zahŕňajú zväčšenie plochy prierezu vodičov vinutia, použitie medených materiálov s vysokou vodivosťou a optimalizáciu rozloženia vinutia na zmiernenie magnetického úniku.
2.3 Porovnanie kľúčových rozmerov
1. Generačná poloha: V železnom jadre dochádza k strate bez zaťaženia; strata zaťaženia sa vyskytuje vo vinutých vodičoch a kovových konštrukciách.
2. Závislosť od zaťaženia: Strata naprázdno existuje, keď je napájaná, a sotva sa mení so záťažou; strata záťaže sa mení so štvorcom záťažového prúdu.
3.Ovplyvňujúce faktory: Materiál z kremíkovej ocele a stroj na výrobu jadra bez straty zaťaženia; materiál vinutia, prierez vodiča a úroveň magnetického úniku pre stratu zaťaženia.
4. Vplyv aplikácie: Strata bez zaťaženia vyhodnocuje nepretržitú spotrebu energie v pohotovostnom režime; strata záťaže odráža tvorbu tepla a spotrebu energie pri špičkovej prevádzke pri plnom zaťažení.
Mnoho kupujúcich robí bežnú chybu: posudzujú výkon iba podľa hodnoty celkovej straty bez rozlíšenia dvoch kategórií straty. V prípade fotovoltaických elektrární s takmer nulovým nočným výkonom sú transformátory stále pod napätím, takže plytvanie energiou dominuje strata naprázdno. V prípade priemyselných rozvodní, ktoré obsluhujú továrne pracujúce na plný výkon, strata zaťaženia do značnej miery určuje prevádzkové náklady na energiu. Výber bude založený na skutočnej krivke zaťaženia projektu namiesto jednoduchého sledovania minimálnej hodnoty jedného jediného ukazovateľa straty.
3. Hlavné nariadenia o úsporách energie v zámorí a usmernenia pre adaptáciu
Viaceré ekonomiky na celom svete vydali povinné normy energetickej účinnostitransformátory. Exportované transformátory musia spĺňať príslušné limity straty, aby získali prístup na trh.
EÚ implementuje nariadenia o ekodizajne, stanovuje povinné horné limity pre stratu bez zaťaženia a stratu zaťaženia distribučných transformátorov a definuje viacero tried energetickej účinnosti. Uvádzanie vysokostratových transformátorov starej generácie na trh je zakázané. Tendre na projekty EPC priamo začleňujú limity strát ekodizajnu do technických špecifikácií.
Severná Amerika sa riadi špecifikáciami energetickej účinnosti ANSI, ktoré špecifikujú indexy strát pre transformátory ponorené do oleja a transformátory suchého typu. V čiastkových štátoch sa presadzujú dodatočné prístupové prahy a dotácie na úsporu energie.
Pre infraštruktúrne projekty v juhovýchodnej Ázii, na Strednom východe a v Afrike sa široko používa IEC 60076‑11. Aj bez miestnej záväznej legislatívy berú medzinárodní vlastníci EPC výkonnosť s nízkou stratou ako dôležitý bodový faktor pri hodnotení ponúk.
Domáce modely, ako sú olejové transformátory S13, S15 a transformátory suchého typu SCB13, SCB14, môžu spĺňať väčšinu vysokoúčinných zámorských požiadaviek. Domáca zhoda sa však nerovná zámorskej kvalifikácii. Pre rovnakú kapacitu a napäťovú triedu stanovuje EU Ecodesign prísnejšie limity strát ako čínske národné normy. Niektoré domáce kvalifikované výrobky stále neprechádzajú zámorskou kontrolou.
Praktické návrhy pre zahraničný obchod: Najprv potvrďte regulácie energetickej účinnosti cieľových trhov a získajte explicitné limitné hodnoty pre stratu naprázdno a stratu zaťaženia vo fáze ponukového konania. Po druhé, poskytnite klientom oficiálne správy o testoch straty a laboratórne certifikáty tretích strán. Majitelia v zámorí pripisujú veľký význam nameraným údajom z testov a nie teoretickým výsledkom výpočtov. Po tretie, vykonajte výpočet spotreby energie na základe kriviek zaťaženia klienta a ukážte ročné výhody úspory energie, premeňte parametre straty na pochopiteľné nákladové výhody životného cyklu, aby ste posilnili konkurencieschopnosť produktu. Po štvrté, samostatné transformátory ponorené do oleja a transformátory suchého typu, pretože ich zámorské limity energetickej účinnosti sú odlišné a parametre sa nedajú miešať.
4. Bežné úskalia pri výbere orientovanom na export
- Iba odkaz na čínske národné štandardné údaje o stratách bez zosúladenia s povinnými pravidlami dovážajúcej krajiny, čo spôsobuje zlyhanie akceptácie po príchode tovaru.
- Zmätočné podmienky testu: strata zaťaženia sa meria pri menovitej teplote. Rozdielne referenčné teploty medzi rôznymi štandardmi vedú k numerickej odchýlke.
- Sledovanie nízkych počiatočných obstarávacích nákladov a výber vysokostratových transformátorov bez zohľadnenia nákladov na životný cyklus. Projekty zámorskej siete oceňujú LCC (Cost Life-Cycle Cost). Vysokostratové transformátory sa tešia nízkej obstarávacej cene, no vytvárajú oveľa vyššie dlhodobé účty za elektrinu.
- Používanie vágnych opisov, ako napríklad „nízkostratový transformátor“ v súťažných podkladoch bez uvedenia presných hodnôt bez záťaže a straty záťaže, čo vedie k neskorším obchodným sporom.
Zhrnutie
Strata naprázdno (strata jadra) pochádza zo železného jadra a spotrebúva energiu, kým je transformátor zapnutý, nezávisle od aktuálneho zaťaženia. Strata záťaže (strata medi) pochádza z vinutia a stúpa spolu so záťažovým prúdom. Zásadne sa líšia fyzickým pôvodom a prevádzkovými vlastnosťami, takže výber zariadenia by mal zodpovedať profilom zaťaženia projektu. Globálne regióny uplatňujú samostatné povinné kódy energetického prístupu pre transformátory vrátane ekodizajnu EÚ, severoamerických noriem ANSI a IEC. Domáce kvalifikované modely transformátorov nemožno priamo považovať za vyhovujúce pre zámorské trhy.
