電気配電の領域では、ボックスタイプの変電所が極めて重要な役割を果たします。ボックスタイプの変電所のサプライヤーとして、私はその電力損失に影響を与える要因を理解することの重要性を直接目撃しました。この知識は、これらの変電所のパフォーマンスを最適化するだけでなく、顧客に最も効率的なソリューションを提供するのにも役立ちます。
1。導体の抵抗
ボックスタイプの変電所の電力損失に影響を与える主な要因の1つは、使用される導体の抵抗です。オームの法則によれば、導体の電力損失（p）は式（p = i^{2} r）によって与えられ、ここで（i）は導体を流れる電流であり、（r）は抵抗です。
導体の抵抗は、その材料、横断面積、長さなど、いくつかの要因に依存します。たとえば、銅とアルミニウムは一般に、ボックスタイプの変電所の導体材料として使用されます。銅はアルミニウムと比較して抵抗率が低いため、同じ交差断面面積と長さで、銅導体の抵抗性が低く、したがって電力損失が少なくなります。
導体の十字断面領域も重要な役割を果たします。大規模な十字断面領域は、抵抗が低下します。ボックスタイプの変電所を設計するときは、予想される電流負荷に基づいて適切な交差領域を持つ導体を選択することが不可欠です。十字架 - 断面積が小さすぎると、抵抗が高くなり、電力損失の増加と潜在的な過熱につながります。
導体の長さは別の要因です。より長い導体は耐性が高くなります。ボックスタイプの変電所では、導体の長さが最小化されるようにレイアウトを設計する必要があります。これは、変電所内のコンポーネントの配置を慎重に計画することで実現できます。
2。トランスロス
変圧器は、ボックスタイプの変電所の重要なコンポーネントであり、電力損失に大きく貢献しています。トランスの損失には、鉄の損失と銅損失の2つの主なタイプがあります。
コア損失とも呼ばれる鉄の損失は、変圧器のコアで発生します。これらの損失は、ヒステリシスと渦電流によって引き起こされます。ヒステリシスの損失は、交互の電流が変圧器を通過するため、コア材料の磁化と磁化の繰り返しと消磁によるものです。渦電流損失は、磁場が変化するため、コアの誘導電流によって引き起こされます。鉄の損失を減らすために、穀物指向のシリコン鋼などの低いヒステリシスと渦電流損失を備えた高品質のコア材料が使用されます。
銅の損失は、変圧器の巻線で発生します。これらの損失は、前述の導体損失に似ており、巻線を流れる電流の平方に比例します。巻線の抵抗は、材料、横断面積、および使用されるワイヤの長さに依存します。抵抗が低い厚いワイヤを使用すると、銅の損失を減らすことができます。
3。負荷係数
負荷係数は、ボックスタイプの変電所の電力損失に影響する重要なパラメーターです。負荷係数は、特定の期間にわたる平均負荷とピーク負荷の比率として定義されます。低負荷係数とは、時間の大部分で変電所が大幅に低い負荷で動作していることを意味しますが、ピーク負荷ははるかに高くなります。
負荷が低い場合、変電所の電力損失は比較的少ない。ただし、ピーク負荷期間中、導体と変圧器を流れる電流が高いため、電力損失は大幅に増加します。変電所のパフォーマンスを最適化するには、高い負荷係数を持つことが重要です。これは、需要の実装 - サイド管理戦略やエネルギー貯蔵システムの使用など、より良い負荷管理によって達成できます。
4。周囲温度
周囲温度は、ボックスタイプの変電所の電力損失に大きな影響を与えます。温度が上昇すると、導体の抵抗と変圧器の損失も増加します。
導体の場合、抵抗は温度に直接比例します。温度が上昇すると、導体の原子がより激しく振動するため、電子が導体を流れるのがより困難になり、耐性が増加します。これは、（p = i^{2} r）式に従って、より高い電力損失につながります。
変圧器では、温度の上昇は断熱材の性能にも影響を与える可能性があります。高温は、断熱材が時間の経過とともに劣化する可能性があり、それが短い回路につながり、電力損失のさらなる増加につながる可能性があります。周囲温度の影響を軽減するために、適切な換気と冷却システムは、ボックスタイプの変電所にしばしば設置されます。
5。力率
力率は、回路でどれほど効果的に電力が使用されているかの尺度です。これは、見かけのパワー（電圧と電流の積）に対する実際のパワー（有用な作業を行う力）の比率です。低電力要因とは、電力のかなりの部分が反応電力の形で無駄になっていることを意味します。
ボックスタイプの変電所では、低電力率が導体と変圧器の電力損失の増加につながる可能性があります。力率が低い場合、システムを流れる電流は、実際の電力が同じままであっても、統一力率の場合よりも高くなります。この高い電流は、導体の（i^{2} r）損失が高く、変圧器の銅損失の増加をもたらします。
力率を改善するために、電力要因などの電力補正装置を変電所に設置できます。これらのデバイスは、リアクティブ電力をローカルに供給し、システムを介して送信する必要がある反応性電力の量を減らし、電力損失を削減します。
6。コンポーネントの品質
ボックスタイプの変電所で使用されるコンポーネントの品質は、その電力損失にも影響します。低損失トランス、高導電率、効率的な回路ブレーカーなどの高品質のコンポーネントは、電力損失を大幅に減らすことができます。
たとえば、低損失トランスは、鉄と銅の両方の損失を最小限に抑えるように設計されています。これらの変圧器は、高度なコア材料と巻線デザインを使用して、より良い効率を実現します。同様に、抵抗率が低い高導電率導体は、抵抗を低下させ、したがって変電所の電力損失を減らすことができます。
効率的なサーキットブレーカーも、電力損失を減らす役割を果たします。障害の場合に回路をすばやく中断し、過度の電流の流れを防ぎ、システムの全体的な電力損失を減らすことができます。
7。メンテナンス
ボックスタイプの変電所の電力損失を最小限に抑えるためには、適切なメンテナンスが不可欠です。時間が経つにつれて、老化、環境条件、電気ストレスなどの要因により、コンポーネントが分解する可能性があります。
導体や変圧器の洗浄、断熱抵抗のチェック、接続の締め付けなどの定期的なメンテナンス活動は、変電所が最適な効率で動作することを保証するのに役立ちます。たとえば、接続のゆるみは、接続ポイントでの抵抗を増加させる可能性があり、電力損失が高くなります。接続を定期的に締めることにより、この問題は回避できます。
さまざまな種類のボックスタイプ変電所とその電源損失特性
市場にはさまざまな種類のボックスタイプの変電所があり、それぞれに独自の特性と電力損失プロファイルを備えています。
ヨーロッパのボックスタイプの変電所高品質の建設と高度な技術で知られています。これらの変電所は、しばしば状態を使用します - - アートコンポーネントは、電力損失を減らすのに役立ちます。また、エネルギー効率に関する厳格なヨーロッパの基準を満たすように設計されています。
地下の変電所電力損失に関しては、さまざまな考慮事項があります。地下に位置するため、周囲温度は比較的安定しているため、温度を下げるのに有益であり、関連する電力損失があります。ただし、過熱を防ぐには、適切な換気および冷却システムが依然として必要です。
アメリカの変電所アメリカ市場の特定の要件を満たすように設計されています。多くの場合、ローカル電気グリッドと荷重条件に合わせた機能が組み込まれています。これらの変電所は、設計と使用されるコンポーネントに応じて異なる電力損失特性を持っている場合があります。
結論
ボックスタイプの変電所サプライヤーとして、電力損失に影響を与える要因を理解することは、顧客に最も効率的で信頼できるソリューションを提供するために重要です。導体抵抗、変圧器損失、負荷係数、周囲温度、力率、コンポーネントの品質、メンテナンスなどの要因を考慮することにより、電力損失を最小限に抑え、エネルギー効率を最大化するボックスタイプの変電所を設計および製造できます。
あなたがボックスタイプの変電所の市場にいて、あなたの特定の要件について話し合いたいなら、私たちはあなたを助けて喜んでいるでしょう。詳細な相談についてはお問い合わせください。また、配給のニーズに合わせて最良のソリューションを見つけるお手伝いをいたします。
参照
- グローバー、WM（1946）。インダクタンスの計算：作業式と表。ドーバーの出版物。
- チャップマン、SJ（2012）。電気機械の基礎。マクグロー - ヒル。
- Dorf、RC、＆Svoboda、JA（2014）。電気回路の紹介。ワイリー。
