الاختيار الصحيح للمحول الجاف أو السائل المملوء
الاختيار الصحيح للمحول الجاف أو السائل المملوء
يحتوى
1. نوعين من المحولات
2. نظام التبريد والعزل
3. خسائر
4. الحياة التشغيلية للمحولات
5. قابلية الصيانة
6. Repairability
7. الأساسية / لفائف استصلاح وإعادة التدوير
8. مستوى صوت التشغيل وتلوث الضوضاء
9. اثار
0. استنتاج
نوعين من المحولات
المعلومات عن إيجابيات وسلبيات أنواع المحولات المتاحة كثيرا ما تختلف تبعا للمعلومات التي يتم توفيرها من قبل الصانع. ومع ذلك ، هناك بعض خصائص الأداء والتطبيق المقبولة عالمياً تقريبًا.
في الأساس ، هناك نوعان متميزان من المحولات: السائل معزول وتبريده (السائل مملوءة نوع) و غير سائل معزول، تبريد الهواء أو الهواء / الغاز (النوع الجاف). أيضا ، هناك فئات فرعية من كل نوع رئيسي.
للمحولات مملوءة بالسوائل ، والتبريديمكن أن يكون متوسط الزيوت المعدنية التقليدية. هناك أيضًا محولات من النوع المبلل تستخدم سوائل أقل قابلية للاشتعال ، مثل الهيدروكربونات عالية النيران والسيليكونات.
هناك بعض العيوب.
على سبيل المثال ، تعد الوقاية من الحرائق أكثر أهمية مع الوحدات من النوع السائل بسبب استخدام وسيط تبريد سائل قد يشعل النار فيه. (المحولات من النوع الجاف يمكن أن تشعل النار ، أيضًا.) من الممكن حتى أن ينفجر محول من النوع الرطب المحمي بشكل غير صحيح
واعتمادًا على التطبيق ، قد تتطلب المحولات المملوءة بالسوائل حوض احتواء للحماية من تسرب السوائل المحتمل.
يمكن القول ، عند اختيار المحولات ، تكون نقطة التغيير بين الأنواع الجافة والأنواع المبتلة 500KVA الى حوالي 2.5MVA، مع الأنواع الجافة المستخدمة في التصنيفات المنخفضة والأنواع المبللة للحصول على درجات أعلى
تشمل العوامل المهمة عند اختيار نوع الاستخدام المكان الذي سيتم فيه تثبيت المحول ، مثل داخل مبنى المكاتب أو في الخارج ، لخدمة الحمل الصناعي.
محولات من النوع الجاف مع تصنيفات تتجاوز 5MVAمتوفرة ، ولكن الغالبية العظمى من المحولات ذات السعة العالية مملوءة بالسائل. بالنسبة للتطبيقات الخارجية ، تعد المحولات الرطبة هي الخيار السائد.
التدفق الطاولة يظهر خسائر في محولات النوع الجاف والمملوءة بالزيت:
الجدول: مقارنة الخسائر: نوع الزيت والنوع الجاف
| (محولات النفط) خسائر | خسائر المحولات من النوع الجاف | ||||
| KVA | نصف تحميل (W) | حمولة كاملة (W) | KVA | نصف تحميل (W) | حمولة كاملة (W) |
| 500 | 2465 | 4930 | 500 | 5000 | 10000 |
| 750 | 3950 | 7900 | 750 | 7500 | 15000 |
| 1000 | 4360 | 8720 | 1000 | 8200 | 16400 |
| 1500 | 6940 | 13880 | 1500 | 11250 | 22500 |
| 2000 | 8155 | 16310 | 2000 | 13200 | 26400 |
غالبًا ما تعتمد مشتريات المحولات على التكلفة الأولى (دون أي اعتبار للاقتصاديات طويلة الأجل) عندما لا يتم اتخاذ قرارات تقييم المحول وشرائه بواسطة المستخدم النهائي.
هذا صحيح بشكل خاص عند الوكلاء أويتخذ المقاولون الكهربائيون قرارات الشراء على أساس ارتفاع درجة الحرارة والتكلفة الأولى المنخفضة للمستخدمين النهائيين التجاريين والصناعيين الذين يشترون محولات جافة مثبتة على الوسادات.
هؤلاء الوكلاء أو المقاولون قد يكون لديهم القليلحافز لتأخذ في الاعتبار أي عوامل اقتصادية غير التكلفة الأولى للمحول. مخاوف المستخدم النهائي بشأن ارتفاع التكاليف الأولى تثبط شركات تصنيع المعدات الأصلية والمقاولين عن تقديم أو التوصية بخيارات أكثر تكلفة وفعالية للعملاء الذين لا يطلبونها على وجه التحديد.
نظام التبريد والعزل
لأن الهواء هو نظام التبريد والعزل الأساسي للمحولات من النوع الجاف ، ستكون جميع المحولات من النوع الجاف أكبر من وحدات مغمورة بالسائل لنفس الجهد والسعة (كيلو فولت / كيلو فولت أمبير) تقييم.
عند التشغيل في نفس التدفق والكثافة الحالية ، مزيد من المواد الأساسية والملف ينطوي على خسائر أعلى وتكاليف أعلى.
نظام عزل المحولات ذات الجهد العالي الجاف - لوح عازل للصفائح البوليستر
</ P>هذه المفاضلة متأصلة في تصميموحدات من النوع الجاف ، ولكن المحولات من النوع الجاف تقدم تقليديًا بعض المزايا المقاومة للحريق والبيئية والتطبيقية للأوضاع الصناعية والتجارية.
التطورات الحديثة في الوحدات المملوءة بالسوائل تقلل من بعضها (الجافة من نوع) مزايا.
عند الشراء على أساس أقل تكلفة أولية ، فإن محولات النوع الجاف عادة ما تكون خسائر تشغيلها أعلى بكثير من المحولات ذات السائل المملوء الأكثر كفاءة.
لهذا السبب نادرا ما تشتري المرافق العامة محولات النوع الجاف. لأن أنظمة العزل من النوع الجاف تفتقر إلىخصائص التبريد والعزل الإضافية لأنظمة الورق النفطي ، لنفس التصنيف ، تميل المحولات من النوع الجاف إلى أن تكون أكثر تكلفة وأكبر ولديها خسائر أكبر من وحدة مغمورة بالسوائل.
خسائر
2500 كيلو فولت أمبير المحولات
الخسائر مجتمعة بنسبة 100 ٪ التحميل
يظهر الرسم أعلاه خسائر مجتمعة عند التحميل بنسبة 100٪ بناءً على:
| السائل: | المصبوب: | جاف: | |
| خسائر الحمل (كيلوواط) | 16.38 | 21.00 | 18.52 |
| لا خسائر الحمل (كيلوواط) | 2.66 | 7.00 | 7.55 |
| إجمالي الخسائر (كيلوواط) | 19.04 | 26.07 | 28.00 |
القيم المذكورة أعلاه نموذجية.
50 ٪ تحميل
عند التحميل بنسبة 50٪ ، تظل خسارة عدم التحميل كما هي ، ويتم تقليل فقد الحمل بالمربع المعكوس:
| السائل: | المصبوب: | جاف: | |
| خسائر الحمل (كيلوواط) | 4.10 | 4.63 | 5.25 |
| لا خسائر الحمل (كيلوواط) | 2.66 | 7.00 | 7.55 |
| إجمالي الخسائر (كيلوواط) | 6.76 | 12.18 | 12.25 |
تكاليف خسائر المحولات
تكاليف خسائر المحولات - استهلاك طاقة المحولات:
الثوابت:
تكاليف الطاقة = 0.06 دولار / كيلوواط ساعة (القيمة المحافظة)
8760 ساعة = 24 ساعة في اليوم * 365 يومًا في السنة
| السائل: | المصبوب: | جاف: | ||
| إجمالي الخسائر (كيلوواط) | 6.76 | 12.18 | 12.25 | |
| سعر الفواتير KWH: | س | $ 0.06 | $ 0.06 | $ 0.06 |
| الساعات السنوية: | س | 8760 | 8760 | 8760 |
| التكلفة السنوية للطاقة بسبب خسائر @ حمولة 50 ٪: |
= |
$ 3553 | $ 6402 | $ 6439 |
| تكاليف الطاقة السنوية الزائدة: | قاعدة | $ 2849 | $ 2886 | |
| 10 سنوات * تكاليف الطاقة الزائدة: | قاعدة | $ 28490 | $ 28،860 |
* التكاليف البسيطة ، لا تتحمل سعر الفائدة أو تكاليف الطاقة المتصاعدة
تكلفة إضافية من خسائر المحولات
التكلفة الإضافية لخسائر المحولات - استهلاك طاقة تكييف الهواء:
استهلاك الطاقة من قبل المحول ليس هو عامل الطاقة الوحيد. يتم تبديد فقد المحولات كحرارة ، والتي يجب إزالتها من بيئة درجة حرارة محكومة عن طريق تكييف الهواء.
يوضح أدناه حسابات لتحويل خسائر المحولات إلى زيادة استهلاك طاقة تكييف الهواء.
الثوابت:
1kW = 3415BTU / Hr
1Ton تكييف الهواء = 12000BTU / ساعة
1Ton تكييف الهواء = 1.7kW استخدام الطاقة
| السائل: | المصبوب: | جاف: | ||
| إجمالي الخسائر (كيلوواط) | 6.76 | 12.18 | 12.25 | |
| BTU / HR / KW: | س | 3415 | 3415 | 3415 |
| BTU / HR: | = | 23085 | 41595 | 41834 |
| BTU / HR لكل طن A / C: |
÷ |
12000 | 12000 | 12000 |
| A / C (طن): | = | 1.92 | 3.47 | 3.49 |
| استخدام الطاقة كيلوواط لكل طن A / C: | س | 1.7 | 1.7 | 1.7 |
| كيلوواط: | = | 3.27 | 5.89 | 5.93 |
| ساعات العمل السنوية (ح): | س | 8760 | 8760 | 8760 |
| الاستخدام السنوي للطاقة (كيلو واط ساعة): | = | 28649 | 51619 | 51916 |
| سعر الفواتير كيلووات ساعة: | س | $ 0.06 | $ 0.06 | $ 0.06 |
| تكاليف التبريد السنوية: | = | $ 1،718.94 | $ 3097 | $ 3115 |
| تكاليف التبريد السنوية الزائدة: | قاعدة | $ 1378 | $ 1396 | |
| 10 سنوات تكاليف الطاقة الزائدة: | قاعدة | $ 13782 | $ 13960 |
الحياة التشغيلية للمحولات
عمر جاف نموذجي: 15-25 سنة
عمر نموذجي مملوء بالسائل: 25-35 سنة
سن التقاعد من المحولات إزالتها منالخدمة لمجموعة متنوعة من الأسباب تتراوح بين 14 إلى 35 سنة ؛ المتوسط 25 سنة. ومع ذلك ، فإن متوسط عمر المحولات التي تعمل بالسوائل والتي تظل في الخدمة يبلغ 30 عامًا أو أكثر.
لان المحولات المملوءة بالسوائل تدوم لفترة أطول من المحولات الجافة، فإنها توفر على المواد والعمالة التي يجب استبدالها والأثر التشغيلي بسبب الانقطاع الذي سيتم استبداله.
قابلية الصيانة
الصيانة السنوية الموصى بها لنموذجييتكون محول النوع الجاف من الفحص ، والفحص بالأشعة تحت الحمراء للوصلات المسدودة ، وكنس المشاوي والملفات للحفاظ على التبريد الكافي ومنع تراكم المواد القابلة للاشتعال.
تنظيف الشواية والملفات قد تتطلبمتطلب غير مرغوب فيه لإلغاء تنشيط المحول ، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى عدم التنظيف. إن حذف التنظيف يقلل من كفاءة المحول بسبب انخفاض تدفق الهواء ويؤدي إلى خطر الحريق.
قد تتكون الصيانة الوقائية لمحول مملوء بالسوائل من رسم وتحليل عينة النفط. يوفر تحليل النفط دقيقًا جدًاتقييم حالة المحول - شيء غير ممكن مع المحولات الجافة. حذف الصيانة الوقائية لا يقلل من كفاءة المحول أو يخلق خطر الحريق المحتمل.
توفر محولات مملوءة بالسوائل أقل قابلية للاشتعالأفضل فرصة لإتاحة أقصى قدر من الكفاءة بأقل صيانة ، وتوفير أفضل التشخيصات للإصلاح / إعادة الاستخدام بدلاً من الفشل / التخلص غير المتوقع.
Repairability
“إن الملفات في الوحدات ذات النوع السائل تكون أسهل بكثير من إصلاح الملفات في المحولات الجافة. لفائف المصبوب ليست للإصلاح. يجب استبدالها. "- موران ، روبرت ب. المبادئ التوجيهية لتصاميم تطبيق المحولات. البناء والصيانة الكهربائية ، مايو 1996.
عندما يفشل محول ، قرار لإصلاح أو استبدال المحولات يجب ان تصنع. المحولات المملوءة بالسوائل ، في معظم الحالات ، يمكن إصلاحها اقتصاديًا في مرافق إصلاح الخدمة المحلية المستقلة.
مثال: 2500kVA Transformer - الشراء والصيانة
| سائل | المصبوب | جاف | |
| سعر الشراء: | $ 35،000 | $ 60،000 | $ 38،000 |
| عمر التشغيل (بالسنوات): | 35 | 30 | 25 |
| الصيانة السنوية: | لا شيء | 6 ساعات | 6 ساعات |
| الصيانة السنوية: | لا شيء | $ 360 | $ 360 |
| انقطاع المطلوبة للصيانة: | N / A | نعم فعلا | نعم فعلا |
| خطر الحريق إذا لم يتم الحفاظ عليه: | لا | نعم فعلا | نعم فعلا |
| للإصلاح: | نعم فعلا | لا | نعم فعلا |
| التكلفة السنوية لشراء وصيانة: | $ 902 | $ 1693 | $ 1376 |
الأساسية / لفائف استصلاح وإعادة التدوير
خاصية: المحولات المملوءة بالسوائل تسمح باستصلاح اللب / الملف بسهولة
المواد والموارد الاستفادة: أسهل لإعادة التدوير
شركات المرافق التي تستخدم معظمعادة ما تحل المحولات المملوءة بالسوائل الملفات الموجودة على المحولات القديمة وتستمر في استخدامها لنسبة كبيرة من محولاتها الفرعية القديمة. يتم التخلص / إعادة تدوير محولات التوزيع الصغيرة عندما تصل إلى نهاية العمر الافتراضي.
عندما يحين الوقت لإيقاف تشغيل المحول ،إعادة التدوير تعوض عن الحاجة إلى مواد جديدة وتوفر تدفق نقدي إيجابي. يمكن إعادة تدوير معظم مكونات المحولات المملوءة بالسائل والجافة. المحولات نوع الراتنج المصبوب هي استثناء. بسبب بنائها ، فإن المواد الموجودة في المحولات من نوع راتنج الزهر يمكن أن تكون صعبة وغير اقتصادية لإعادة التدوير. عندما تفشل لفائف المدلى بها ، فإن لف كامل ، مغلفة في راتنجات الايبوكسي ، هو جعلت عديمة الفائدة وعادة ما ينتهي في مكب النفايات.
هذا يهدر المورد ويخلق تكاليف إضافية للتخلص ، بالإضافة إلى التعرض الطويل الأجل للمسؤولية تجاه المالك الأصلي.
في المقابل، يمكن إعادة تدوير المحولات المملوءة بالسائل بسهولة بعد عمرها الإنتاجي. يمكن تجديد مائع المحول واستخدامه مرة أخرى ، ويمكن إعادة تدوير الفولاذ والنحاس والألومنيوم بالكامل وبشكل اقتصادي ، مما يوفر تدفق نقدي إيجابي.
فيما يلي قيم الخردة وتكاليف التخلص من محول 2500 كيلو فولت أمبير. تظهر التدفقات النقدية الإيجابية بين قوسين.
2500kVA محول
| النوع الجاف | الراتنج المصبوب | السائل معبأ | |
| السوائل العازلة | $ 0 | $ 0 | 500 $ |
| الأساسية والملف | $ 1100 | $100 دولار | $ 1200 |
| دبابات وتركيب | 400 $ | $100 دولار | 400 $ |
| تكاليف التصريف | $ 0 | 400 $ | $ 0 |
| إجمالي التكاليف (أو التوفير) | $ 1500 | 200 $ | $ 2100 |
مستوى صوت التشغيل وتلوث الضوضاء
خاصية: المحولات المملوءة بالسائل لديها مستوى صوت تشغيل أقل
فائدة الجودة البيئية الداخلية: أقل ضوضاء التلوث
مقارنة أنواع المحولات - مستوى صوت التشغيل
ديسيبل هي وظيفة لوغاريتمية ، ويتضاعف ضغط الصوت لكل زيادة ثلاثة ديسيبل. الأبحاث أظهرت ذلك مستويات ديسيبل أكثر من 60 يمكن أن تقلل من مدى اهتمام الشخص.
أظهرت دراسة أجرتها الجمعية الأمريكية لمصممي الديكور الداخلي أن إنتاجية المكاتب ستزيد إذا كانت أماكن العمل أقل صاخبة.
اثار
خاصية: المحولات السائلة المملوءة لها مساحة أصغر
المواد والموارد الاستفادة: أصغر المعدات يقلل من حجم المبنى الطلب
الثوابت:
التكلفة النموذجية لكل قدم مربع: 25 دولارًا / سادس
| كيلو فولت أمبير | السائل: | جاف: | فرق: | $ 25 / SF: | |
| 750kVA | عمق: | 4.6 قدم | 5.5 قدم | ||
| عرض: | 4.6 قدم | 8.0 قدم | |||
| قدم مربع: | 21 قدم2 | 44 قدم2 | 23 قدم2 | $ 575 | |
| 1000kVA | عمق: | 5.2 قدم | 5.5 قدم | ||
| عرض: | 4.8 قدم | 8.0 قدم | |||
| قدم مربع: | 25 قدم2 | 44 قدم2 | 19 قدم2 | $ 475 | |
| 1500kVA | عمق: | 6.3 قدم | 5.5 قدم | ||
| عرض: | 4.4 قدم | 8.0 قدم | |||
| قدم مربع: | 28 قدم2 | 44 قدم2 | 16 قدم2 | 400 $ | |
يتمتع المبنى الأصغر أيضًا بميزة طلب قدر أقل من الإضاءة والتهوية.
استنتاج
استخدام السائل المحولات (المحولات) لالمنشآت التجارية والصناعية هي ممارسة التصميم المبتكر. المحولات الجافة النوعية هي الحل القياسي لتوفير الطاقة في هذا النوع من التصميم.
سيوضح تقييم إجمالي تكلفة الامتلاك لكل من المحولات الجافة والمملوءة بالسائل أن أقل خيار لتكلفة الامتلاك الإجمالية هو تركيب محولات مملوءة بسائل أقل قابلية للاشتعال.
مصادر: دليل أفضل الممارسات للمحولات - Devki Energy Consultancy Pvt. المحدودة؛ طلب نقاط LEED للابتكار والتصميم - تقنية المحولات: سائل مملوء مقابل جاف