オフィスビルの配電変圧器の選定

官公庁ビルの電気工事です。購入者の省エネ評価指標は厳しく、建物完成後の建物の維持管理コストも考慮した設計が必要であるため、ディーリムでは変電所低圧系統の電力負荷を総合的に分析し、総合エネルギー効率コスト法（TOC法）に合格しました。-三相エポキシ-樹脂乾式-タイプの変圧器そしてS(B)H15-Mシリーズ密閉型アモルファス合金変圧器その後の変圧器選択の基礎となる経済評価指標。

 

電源の状況と低圧主配線-

このプロジェクトには 22/0.4kV 独立変電所があります。建設当事者は、高圧配電室に埋設された独立した 22kV 高圧外線 2 本を導入する責任を負います。

 

変電所には 2 台の乾式変圧器が直列に動作するように設置されており、通常動作時はそれぞれ 50% の負荷がかかり、一方の電源に障害が発生すると、もう一方の電源が全負荷になります。

 

地元の電力システムの安定性と外国関係者の要件に従って、共通電力 1 000kVA を持つ 2 台のディーゼル発電機がバックアップ電源として並列に設置され、主電源障害が発生した場合にプロジェクトの全負荷電力を保護します。

 

すべての消火設備、放送および会議システム、セキュリティ設備、緊急避難照明、オフィスエリアの電気、エレベーター、弱電システムのコンピュータ室、リレー電源、救命ポンプ、下水ポンプがこのプロジェクトの主な負荷です。{0}その中でも、講堂とレセプションホールの照明、電力、サウンド、ビデオ、コンピュータシステムの電力消費は、第 1 レベルの負荷の中でも特に重要な負荷です。-空調の消費電力は第 2 レベルの負荷です-。-噴水と景観照明は第 3 レベルの負荷です。-このプロジェクトの低電圧主配線スキームの概略図を図 1 に示します。

 

低電圧主配線方式-

電気負荷統計・計算表

このプロジェクトの総負荷容量は Pe=2607kW で、そのうち第 1 段階負荷は Pe=1422kW、第 2 段階負荷は Pe=1110kW、第 2 段階負荷は Pe=1110kW、第 3 段階負荷は Pe=75kW、消火負荷は Pe-kW です。

 

荷重計算表を表1、表2、表3に示します。

 

表 1、表 2、および表 3 から、このプロジェクトでは 2 つの 1600kVA 変圧器を選択する予定であることがわかります。1# 変圧器の通常動作負荷率は 45.6%、2# 変圧器の通常動作負荷率は 43.5%、1 つの変圧器が故障した場合、外国側は計算のためにプロジェクトの第 1 段、2 段目、および 3 段目の負荷をすべて運ぶために別の変圧器を要求します。負荷率は次のとおりです。 94.6%。

 

変圧器の容量の選択については、妥当かどうか、現在一般的に使用されている三相エポキシ-樹脂乾式-タイプの変圧器とS(B)H15-Mシリーズ密閉型アモルファス合金変圧器のどちらを選択するかについてです。

 

大林はプロジェクトの実際の状況に応じて、変圧器の負荷率、価格、損失、負荷特性、電力価格などの技術的・経済的要素を総合的に考慮し、次期設計の基礎となるエネルギー効率評価を実施する予定だ。

 

1# 変圧器通常運転時の負荷計算表

2# 変圧器通常運転時の負荷計算表

配電用変圧器の選定と技術的・経済的評価

基本的な概念と公式

変圧器の効率η

変圧器の効率η

ここで、P2 は負荷電力です。 ΔP は有効損失 (鉄損と銅損を含む) です。 cosφ は負荷力率です。は負荷率です。 SN は変圧器の定格容量です。 Po は変圧器の無負荷損失です。- PK は変圧器の短絡損失です。

変圧器の電力損失の計算方法、変圧器の鉄損と銅損電力の計算方法

最適な変圧器負荷率を見つけるには、高度な数学を使用して上記の式の一次導関数を見つけ、それをゼロに等しくします。 dη /d=0 とすると、次のようになります。

 

変圧器の無効電力損失を考慮せずに、変圧器の動作効率が最大となるときの有効経済負荷率 mp を計算します。

 

有効電力経済負荷率mp計算式

上式から、変圧器の定損失（鉄損）と変動損失（銅損）が等しいとき、変圧器の動作効率が最も高くなることがわかります。

 

変圧器が経済運転ゾーンの下限で動作しているとき（つまり大型馬車）の臨界負荷率 Lp は次のとおりです。-

臨界負荷率Lpの計算式

総合省エネ法（TOC法）

配電用変圧器のエネルギー効率の経済性評価には、初期投資と経済使用期間中に支払う電力損失コストを総合的に考慮した総合エネルギー効率原価法（TOC法）が採用できます。

配電変圧器の総合エネルギー効率コストの計算式は次のとおりです。

配電用変圧器の総合エネルギー効率コストの計算式

式中、CI は配電変圧器の初期コスト、A (Po + KqQo) は変圧器の無負荷損失の等価コストです-、B (Pk + KqQr) は変圧器の負荷損失の等価コストです。

 

A値は変圧器の寿命やこの期間の金利だけでなく、電力価格にも関係します。

 

B 値は、前述の A 値関連要因だけでなく、変圧器が運ぶ負荷の負荷特性にも関係します。計算式は次のとおりです。

この式では、CI は配電変圧器の初期コスト、新規プロジェクトは設備価格 (人民元) です。 Poefc は、変圧器の無負荷損失の等価コスト（人民元）です。{0}

 

Pkefc は変圧器の負荷損失の等価コスト (RMB) です。 A は変圧器の耐用期間中の単位無負荷損失の資本コスト（RMB/kW）です。{0}

 

B は、変圧器の寿命中の単位負荷損失の資本コスト (RMB/kW) です。

 

Po は変圧器の無負荷有効電力損失（鉄損）（kW）です。-

 

Kq は無効電力の経済的等価物で、通常は 0.1kW/kVar (kW/kVar) です。

 

Qo は、変圧器が無負荷の場合の無効電力損失 (kVar) です。{0}

 

Io% は、定格電流に対する変圧器の無負荷電流の割合 (%) です。-

 

Sr は変圧器の定格容量 (kVA) です。

 

Pk は変圧器負荷の有効電力損失 (kW) です。

 

Qr は、変圧器の定格負荷における無効電力損失の増分 (kVar) です。

 

Uk% は、定格電圧に対する変圧器のインピーダンス電圧の割合 (%) です。

 

kpv は、割引率 i および耐用年数 n 年の限界係数です。 Ee は電力単位あたりの電力コスト (元/kWh)。このプロジェクトは東南アジアの都市にあり、運営時の電気料金は 0. 118 4 米ドル/時、つまり人民元 0. 75 元/時とほぼ同じです。 EC は単位容量あたりの電気料金 (元/kW・月) です。

 

Hpy は変圧器の年間稼働時間で、通常は 8 760 時間です。 0 は変圧器の初期負荷率です。本プロジェクトの初期負荷率は負荷計算表のデータに基づき46%としています。 τは「産業用・民生用配電設計マニュアル」に基づいて選定されており、都市生活における計算値は1 250hとなります。

 

詳細: 10 kV 鋳造乾式変圧器とその設置、操作、メンテナンスのポイントのリスト-

 

アクティブ経済負荷率の比較

Daelim の変圧器技術パラメータの分析によると、三相エポキシ-樹脂乾式- タイプ変圧器と S(B)H15-M シリーズ シール型アモルファス合金変圧器の有効経済負荷率と臨界負荷率が表 4 と表 5 に示されています。

三相エポキシ-樹脂乾式-タイプ変圧器の技術パラメータと経済的負荷率

S(B)H15-M シリーズ密閉型アモルファス合金変圧器の技術パラメータと経済的負荷率

上記の計算結果から、容量 1 600kVA の SCB10 エポキシ樹脂鋳造三相乾式変圧器 - は、有効経済負荷率 46% のときに最も高い運転効率を示し、経済運転領域の下限にあるときの臨界負荷率は 21% であることがわかります。

 

1 600kVA の容量を持つ SCBH15 低損失アモルファス合金変圧器は、有効経済負荷率が 25% のときに最も高い動作効率を示し、経済動作ゾーンの下限にあるときの臨界負荷率は 6% です。

 

近年、さまざまなシリーズの低損失電源変圧器が広く使用されており、電力と運用コストの節約の点で大きな経済効果が得られています。{0}

 

現時点では、変圧器自体の定格効率はすでに非常に高いです。一般に、小型および中型の変圧器の定格効率は 96% 以上です。-

 

しかし、変圧器の無理な構成や動作により、実際の変圧器の動作効率が高くない場合も多くあります。

 

変圧器の負荷率が低すぎたり高すぎたりすると、変圧器の総入力エネルギーに占める変圧器自身の総消費量の割合が大きくなり、実運転効率が低下します。

 

過去の伝統的な習慣の影響で、多くの設計者や図面検査者は依然として変圧器の選択と操作に関して誤解を持っており、それが変圧器の実用化において多大な電力の無駄につながっています。

 

たとえば、変圧器の最高効率は約 75% の負荷率で現れ、変圧器の負荷率は 30% 未満になります。計算根拠はありません。上記から、異なるシリーズおよび異なるパラメータの変圧器の有効経済負荷率と臨界性、負荷率の値も異なることがわかります。

 

したがって、このプロジェクトに設置されている 2 台の 1 600kVA 変圧器の通常動作時の負荷率は 43% ～ 46%、障害動作時の負荷率は 94%. 6% であり、この選択は合理的です。

 

総合省エネコスト方式の比較

デリムは、上で紹介した総合エネルギー効率原価法（TOC法）に基づき、変圧器の耐用年数を10年と20年として、変圧器が経済使用期間中に支払う電力損失コストを計算し、初期投資を検討した。経済的な観点から、変圧器の省エネ効果をより科学的に理解して評価します。-

 

このプロジェクトでは、省エネ効果に注目しながら、大型機器の日常メンテナンスと定期的なオーバーホールを長期にわたって継続的に行う実現可能性と利便性にも細心の注意を払っています。{{1}

 

表 6 から、通常運用時の本プロジェクトの負荷率によれば、負荷率は 46% であることがわかります。包括的なエネルギー効率分析: S(B)H15-M シリーズ密閉型アモルファス合金変圧器の総合エネルギー効率コストは、10- 年間の経済使用期間中に 1 159 274 です。一般的に使用されている三相エポキシ樹脂乾式変圧器よりも 14% 高い人民元。

 

20- 年間の経済利用期間中の総合的なエネルギー効率コストは 1 251 557 RMB で、一般的に使用されている三相エポキシ-樹脂乾式変圧器. 2よりも高くなります。 4%。

 

S(B)H15-M シリーズ密閉型アモルファス合金変圧器は、損失が低く、大幅な省エネ効果があります。-定格無負荷損失は、三相エポキシ-樹脂乾式変圧器のわずか約 30% です。

 

変圧器の総合エネルギー効率コスト比較表

定格無負荷損失は、三相エポキシ-樹脂乾式-タイプの変圧器のわずか約 30% です。

 

初期投資を無視した場合、S(B)H15-M シリーズ密閉型アモルファス合金変圧器の 10 年間の経済使用期間中の運用コストは、一般的に使用されている三相エポキシ-樹脂乾式-タイプの変圧器よりも 7% 低くなり、20 年間の経済使用期間内では、一般的に使用されている三相エポキシ樹脂製変圧器よりも 17% 低くなります。乾式変圧器。

 

このプロジェクトは東南アジアに位置しているため、受益国の大規模配電製品は主に周辺の先進国と中国から購入されています。{0}定期メンテナンスは通常、自分で行うことができますが、定期的なオーバーホールには、上記の国内メンテナンス サイトから専門技術者を派遣する必要があります。-

 

したがって、大型機器を選択する際のメンテナンスの利便性に差はなく、S(B)H15-Mシリーズ密閉型アモルファス合金変圧器を選択する際にも地域の壁はありません。

 

そこで最後に、Daelim はお客様に S(B)H15-M シリーズ 密閉型アモルファス合金変圧器の使用を推奨します。

既存の変圧器以上のものを探す必要がある場合、Daelim の変圧器サービス センターは、お客様固有のニーズを満たす配電変圧器の設計および製造をお手伝いします。

オフ回路乾式変圧器を備えた 6kV、10kV、30kVA-2500kVA の技術パラメータ

(KVA)定格容量	電圧の組み合わせ			接続グループの記号	無負荷損失(W)-	負荷損失(W)			無負荷電流 (%)	短絡インピーダンス(%)-
	高電圧 (KV)	高電圧のタップ範囲	低電圧(KV)			130度（B）（100度）	155度（F）（120度）	180度(高さ)(145度)
30	6 6.3 6.6 10 10.5 11	±2.5% ±5%	0.4	Dyn11 Yyn0	190	670	710	760	2	4
50					270	940	1000	1070	2
80					370	1290	1380	1480	1.5
100					400	1480	1570	1690	1.5
125					470	1740	1850	1980	1.3
160					540	2000	2130	2280	1.3
200		±2X2.5% ±5%			620	2370	2530	2710	1.1
250					720	2590	2760	2960	1.1
315					880	3270	3470	3730	1
400					980	3750	3990	4280	1
500					1150	4590	4880	5230	1
630					1340	5530	5880	6290	0.85
630					1300	5610	5960	6400	0.85	6
800					1520	6550	6960	7460	0.85
1000					1770	7650	8130	8760	0.85
1250					2090	9100	9690	10300	0.85
1600					2450	11000	11700	12500	0.85
2000					3050	13600	14400	15500	0.7
2500					3600	16100	17100	18400	0.7
1600					2450	1220	12900	13900	0.85	8
2000					3050	15000	15900	17100	0.7
2500					3600	17700	18800	20200	0.7

 

オフ回路乾式変圧器を備えた 20kV 50kVA-2500kVA の技術パラメータ

(KVA)定格容量	電圧の組み合わせ			接続グループの記号	無負荷損失(W)-	負荷損失(W)			無負荷電流 (%)	短絡インピーダンス(%)-
	高電圧 (KV)	高電圧のタップ範囲	低電圧(KV)			130度（B）（100度）	155度（F）（120度）	180度(高さ)(145度)
50	20 22 24	±2.5% ±5%	0.4	Dyn11 Yyn0	340	1160	1230	1310	2	5.0
100					540	1870	1990	2130	1.8
160					670	2350	2470	3460	1.8
200		±2X2.5% ±5%			730	2770	2940	3140	1.8
250					840	3220	3420	3660	1.8
315					970	3850	4080	4360	1.8
400					1150	4650	4840	5180	1.1
500					1350	5460	5790	6190	1.1
630					1530	6450	6840	7320	1
800					1750	7790	8260	8840	1
1000					2070	9220	9780	10400	0.85
1250					2380	10800	11500	12300	0.85
1600					2790	13000	13800	14800	0.85
2000					3240	15400	16300	17500	0.7	8.0
2500					3870	18200	19300	20700	0.7
2000					3240	16800	17800	19100	0.7
2500					3870	20000	21200	22700	0.7

 

オフ回路乾式変圧器を備えた 35kV 50kVA-2500kVA の技術パラメータ

(KVA)定格容量	電圧の組み合わせ			接続グループの記号	無負荷損失(W)-	負荷損失(W)			無負荷電流 (%)	短絡インピーダンス(%)-
	高電圧 (KV)	高電圧のタップ範囲	低電圧(KV)			130度（B）（100度）	155度（F）（120度）	180度(高さ)(145度)
50	35 36 37 38.5	±2.5% ±5%	0.4	Dyn11 Yyn0	450	1340	1420	1520	2.3	6
100					630	1970	2090	2230	2
160					0.79	2650	2810	3000	1.5
200		±2X2.5% ±5%			0.88	3130	3320	3550	1.5
250					0.99	3580	3800	4060	1.3
315					1170	4250	4510	4820	1.3
400					1370	5100	5410	5790	1.1
500					1520	6270	6650	7110	1.1
630					1860	7250	7690	8230	1
800					2160	8600	9120	9760	1
1000					2430	9860	10400	11100	0.75
1250					2830	12000	12700	13600	0.75
1600					3240	14600	15400	16500	0.75
2000					3820	17200	18200	19500	0.75
2500					4450	20600	21800	23300	0.75

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