Трансформаторски стандарди ефикасности: Свеобухватан преглед

Стандарди ефикасности ИС-а за трансформаторе су скуп прописа који дефинишу минималну прихватљиву нивое енергетске ефикасности за различите врсте трансформатора који се продају у Сједињеним Државама. Ови стандарди су дизајнирани да осигурају да трансформатори на тржишту испуњавају одређени ниво енергетских перформанси, чиме се смањују укупну потрошњу енергије електричне мреже.

Стандарди покривају широк спектар трансформатора, укључујући и самски - и три - фазни дистрибутивни трансформатори, као и одређене енергетске трансформаторе. Они одређују максималне дозвољене вредности за основне губитке и губитке оптерећења, у зависности од класе напона, капацитета и типа (као што је уље - уроњено или суво -. На пример, троје - фаза 10 - КВ дистрибутивни трансформатор одређеног капацитета дефинисаће максималне границе за своје основне и губитке оптерећења у стандардима Дое-а. Поштивање ових стандарда је обавезно за произвођаче који желе да продају трансформаторе на америчком тржишту.

 

Ⅴ. Порекло стандарда ефикасности ДОЕ-а

Развој стандарда ефикасности ИС-а за трансформаторе може се пратити до растуће свести о потреби за очувању енергије и утицајем електричне опреме на животну средину. Енергетска криза 1970-их била је значајан катализатор, истичући рањивост Сједињених Држава на несташице енергије и потребу да ефикасније користе енергију. Временом, као што је забрињава о климатским променама, постојао је повећани нагласак на смањењу емисија гасова са ефектом стаклене баште повезане са производњом и потрошње енергије.

Дое је, као Федерална агенција одговорна за енергетску политику и истраживање у Сједињеним Државама, преузела иницијативу за развој стандарда ефикасности за различите електричне производе, укључујући трансформаторе. Ови стандарди су формулисани кроз свеобухватни процес који је укључивао унос стручњака за индустрију, истраживачи енергетике и еколошких група. Циљ је био да се постигне равнотежу између промоције енергетске ефикасности и обезбеђивање сталне доступности поузданих и трошкова - ефикасне електричне опреме. Стандарди су периодично ажурирани како би се утетрени на технолошком напредовању у дизајну и производњи трансформатора, као и да додатно побољшају уштеду енергије.

 

ВИ.ДОЕ стандарди ефикасности трансформатора

Ниско - напон сув - тип дистрибутивног трансформатора.

Сингле - фаза				Три - фаза
ква	2007 Ефикасност (%)	2016 Ефикасност (%)	Варијација %	ква	2007 Ефикасност (%)	2016 Ефикасност (%)	Варијација %
15	97.7	97.70	0.00%	15	97.0	97.89	0.92%
25	98.0	98.00	0.00%	30	97.5	98.23	0.75%
37.5	98.2	98.20	0.00%	45	97.7	98.40	0.72%
50	98.3	98.30	0.00%	75	98.0	98.60	0.61%
75	98.5	98.50	0.00%	112.5	98.2	98.74	0.55%
100	98.6	98.60	0.00%	150	98.3	98.83	0.54%
167	98.7	98.70	0.00%	225	98.5	98.94	0.45%
250	98.8	98.80	0.00%	300	98.6	99.02	0.43%
333	98.9	98.90	0.00%	500	98.7	99.14	0.45%
				750	98.8	99.23	0.44%
				1000	98.9	99.28	0.38%

 

Течност - уроњене дистрибутивне трансформаторе

Сингле - фаза				Три - фаза
ква	2010 Ефикасност (%)	2016 Ефикасност (%)	Варијација %	ква	2010 Ефикасност (%)	2016 Ефикасност (%)	Варијација %
10	98.62	98.7	0.08%	15	98.36	98.65	0.29%
15	98.76	98.82	0.06%	30	98.62	98.83	0.21%
25	98.91	98.95	0.04%	45	98.76	98.92	0.16%
37.5	99.01	99.05	0.04%	75	98.91	99.03	0.12%
50	99.08	99.11	0.03%	112.5	99.01	99.11	0.10%
75	99.17	99.19	0.02%	150	99.08	99.16	0.08%
100	99.23	99.25	0.02%	225	99.17	99.23	0.06%
167	99.25	99.33	0.08%	300	99.23	99.27	0.04%
250	99.32	99.39	0.07%	500	99.25	99.35	0.10%
333	99.36	99.43	0.07%	750	99.32	99.40	0.08%
500	99.42	99.49	0.07%	1000	99.36	99.43	0.07%
667	99.46	99.52	0.06%	1500	99.42	99.48	0.06%
833	99.49	99.55	0.06%	2000	99.46	99.51	0.05%
				2500	99.49	99.53	0.04%

 

Средња - напон сув - Тип дистрибутивног трансформатора

Ефикасност за 2010. годину (%)
Сингле - фаза				Три - фаза
ква	Бил			ква	Бил
	20-45кВ	46-95кВ	Већи или једнак 96кВ		20-45кВ	46-95кВ	Већи или једнак 96кВ
	Ефикасност (%)	Ефикасност (%)	Ефикасност (%)		Ефикасност (%)	Ефикасност (%)	Ефикасност (%)
15	98.1	97.86		15	97.50	97.18
25	98.33	98.12		30	97.90	97.63
37.5	98.49	98.3		45	98.10	97.86
50	98.6	98.42		75	98.33	98.12
75	98.73	98.57	98.53	112.5	98.49	98.30
100	98.82	98.67	98.63	150	98.60	98.42
167	98.96	98.83	98.80	225	98.73	98.57	98.53
250	99.07	98.95	98.91	300	98.82	98.67	98.63
333	99.14	99.03	98.99	500	98.86	98.83	98.80
500	99.22	99.12	99.09	750	99.07	98.95	98.91
667	99.27	99.18	99.15	1000	99.14	99.03	98.99
833	99.31	99.23	99.20	1500	99.22	99.12	99.09
				2000	99.27	99.18	99.15
				2500	99.31	99.23	99.20

 

2016 Ефикасност (%)
Сингле - фаза				Три - фаза
ква	Бил			ква	Бил
	20-45кВ	46-95кВ	Већи или једнак 96кВ		20-45кВ	46-95кВ	Већи или једнак 96кВ
	Ефикасност (%)	Ефикасност (%)	Ефикасност (%)		Ефикасност (%)	Ефикасност (%)	Ефикасност (%)
15	98.10	97.86		15	97.50	97.18
25	98.33	98.12		30	97.90	97.63
37.5	98.49	98.30		45	98.10	97.86
50	98.60	98.42		75	98.33	98.13
75	98.73	98.57	98.53	112.5	98.52	98.36
100	98.82	98.67	98.63	150	98.65	98.51
167	98.96	98.83	98.80	225	98.82	98.69	98.57
250	99.07	98.95	98.91	300	98.93	98.81	98.69
333	99.14	99.03	98.99	500	99.09	98.99	98.89
500	99.22	99.12	99.09	750	99.21	99.12	99.02
667	99.27	99.18	99.15	1000	99.28	99.20	99.11
833	99.31	99.23	99.20	1500	99.37	99.30	99.21
				2000	99.43	99.36	99.28
				2500	99.47	99.41	99.33

 

Иако се стандарди за ефикасност од Дое примењују на већину дистрибутивних трансформатора, одређени трансформатори - дизајнирани за специјализоване функције или сценарије - ослобођени су. Испод је категоризована распада трансформатора који не подлежу захтевима ефикасности ИС-а, у организацији функционалних сценарија:

1. Специјални прикључак и заштитни трансформатори

• Аутотрансформер: Користи једним намотавањем за претворбу напона; Структурни дизајн чини стандардне правила ефикасности непримјењиво.
• Приземље трансформатор: Изграђен за заштиту основног система, приоритет безбедности на општој енергетској ефикасности.
• Регулирање трансформатора: Захтева чести за подешавање напона (домет додира већем или једнаком 20%); Дизајниран за регулацију напона, а не уштеду енергије.

2 индустријски - одређени трансформатори

• Машина - Трансформатор алата (контрола): Прилагођени за прецизну машину - контролу алата, приоритет компатибилност опреме око енергетске ефикасности.
• Трансформатор заваривања: Прилагођени процесима заваривања (потребан је тренутак високи - тренутни излаз); Дизајн логика разликује се од стандардних циљева ефикасности.
• Трансформатор погона (изолације): Служи променљиву - систем фреквенцијских погонских уређаја, фокусирање на електричну изолацију и сузбијање хармонике - ослобођено правила опште ефикасности.

3. Специјално - структура и наменски трансформатори

• Не - вентилирани трансформатор: Ослања се на запечаћено / пасивно хлађење; Дизајн приоритете прилагођавање простора, а не стандардне ефикасности.
• Запечаћени трансформатор: Пун - приложена структура ограничава оптимизацију топлотног управљања и ефикасности - ослобођено.
• Специјално - импеданце трансформатор: Изграђена за специфичну импедансу - одговарајућим сценаријима (нпр. Опрема за тестирање); Функција преузима приоритет преко енергетске ефикасности.

4. снага - конверзија - одређени трансформатори

• Исправљач трансформатор: Мостови АЦ - до - ДЦ конверзију, захтевајући компатибилност са исправљачким круговима - изван стандардне покривености ефикасности.
• Трансформатор без непрекидног напајања (УПС): Осигурава поузданост енергетске енергије; приоритете отпорности на обавезној ефикасности.
• Трансформатор за тестирање: Користи се за тестирање електричне опреме (флексибилно подешавање напона / струје); Дизајниран за тестне функције, а не уштеду енергије.

 

ВИИИ. Однос између трошкова и ефикасности производних трошкова

Постоји сложена веза између трошкова производње трансформатора и њихове енергетске ефикасности. Генерално, виши - трансформатори ефикасности захтевају напредније технике материјала и производње, које могу повећати трошкове производње. На пример, да би се смањили губици основа, произвођачи могу да користе високе - квалитетне магнетне материјале као што су аморфни метали или бољи симликонски челик -. Ови материјали су често скупљи од стандардних материјала који се користе у нижим нижим трансформаторима ефикасности.

Штавише, процес производње за висок - трансформатори ефикасности можда је прецизнији и време -. Зајешне толеранције у градњи намотавања и боље изолационе материјале често се морају умањити губитке оптерећења. Ови фактори доприносе већим трошковима производње. Међутим, са дугог- термера, повећана ефикасност ових трансформатора може довести до значајне уштеде енергије за крај - корисника. Преко животовина трансформатора, који може бити 20 - 30 године или више, смањена потрошња енергије може надокнадити већу почетну цену куповине.

Произвођачи се суочавају са изазовом проналажења праве равнотеже између производних трошкова и ефикасности. Они морају да произведу трансформаторе који испуњавају стандарде ефикасности ИС-а, док су остали конкурентни на тржишту. Ово може укључивати континуирано истраживање и развој како би пронашли трошкове - ефективне начине за побољшање ефикасности, попут иновативних техника дизајна или коришћењу нових, приступачних материјала који и даље нуде добру енергију - Спремства.

 

ИКС. Изазови које постављају 2010 - 2016 стандардне промене

Период од 2010 - 2016 био је сведок значајних промена у стандардима ефикасности Дое за трансформаторе. Ове промене биле су усмерене на даљу смањење потрошње енергије и промовисање одрживије употребе енергије. Међутим, они су такође донели неколико изазова за произвођаче и индустрију у целини.

Један од главних изазова био је потреба да произвођачи брзо прилагоде своје производне процесе и дизајне производа како би испунили нове, строже стандарде. То је захтевало значајне улагања у истраживање и развој како би развио нове дизајне трансформатора који би могли да испуне смањене границе губитака. Постојеће производне линије су често морале да буду модификоване или решене уложене, што је довело до повећаних трошкова у кратком року -.

Такође је постојао изазов у ​​погледу управљања ланцима снабдевања. Како су произвођачи прешли на коришћење различитих материјала за побољшање ефикасности, морали су да обезбеде стабилну понуду ових нових материјала. На пример, ако је произвођач почео да користи нову врсту магнетног основног материјала, потребни су да пронађу поуздане добављаче и преговарају дуго - термин уговори. Било какве поремећаје у ланцу снабдевања могла би довести до кашњења производње и повећаним трошковима.

Други изазов био је повезан са трошковима - ефикасношћу нових трансформатора. Иако је дуго- термичка уштеда енергије била јасна, већини почетни трошкови ефикаснијих трансформатора отежали су неким клијентима, посебно онима са ограниченим буџетима, како би оправдали куповину. То је довело до потенцијалног успоравања у усвајању нових, ефикаснијих трансформатора на тржишту, упркос животној средини и енергији - штедећи предности које су понудили.