Proč jsou jednotky pro rozvod s nízkými ztrátami nezbytné pro průmyslové sítě
Průmyslové závody patří mezi největší spotřebitele energie v jakémkoli elektrickém systému. Elektrický výkon, který prochází rozvodními transformátory, představuje významnou položku provozních nákladů v ocelárnách a chemických závodech, datových centrech a výrobních komplexech. Účinnost transformátorů byla v minulosti otázkou, které se věnovalo méně pozornosti ve srovnání s jiným zařízením, avšak tato situace se výrazně změnila. S rostoucími náklady na energii, přísnějšími uhlíkovými standardy a s tím, že firmy považují udržitelnost za prioritu, se jednotky pro rozvod s nízkými ztrátami staly spíše oblastí zájmu než pouhým specializovaným požadavkem při návrhu průmyslové sítě. Společnost Jiangsu Ryan Electric, vycházející ze svého dědictví společného podniku s Eatonem a sofistikovaných výrobních kapacit, je schopna poskytnout účinnost vyžadovanou moderním průmyslem.
Všechny transformátory, bez ohledu na jejich konstrukci, vykazují dvě ztráty: ztráty naprázdno (jaderné ztráty), které nastávají 24 hodin denně, 365 dní v roce, a ztráty pod zátěží (vinutí), které se mění v závislosti na proudu. V případě průmyslového závodu, který je provozován 24 hodin denně, tyto ztráty se přímo převedou na náklady na elektřinu, které se s časem hromadí.
Vezměme si například distribuční transformátor o výkonu 2,5 MVA s zatížením 80 procent. I když se účinnost zvýší pouze o jeden procentní bod – tedy místo 1,5 procenta klesne na 0,5 procenta – úspora činí přibližně 175 000 kWh/rok. To odpovídá více než 15 000 USD ročně na jeden transformátor při průmyslových sazbách za elektřinu. Při životnosti 30 let by strategie úspor přinesla zhruba půl milionu dolarů, což je mnohem více než pořizovací náklady na zařízení. V nízkoztrátových distribučních jednotkách firmy Ryan Electric je dosaženo řady úspor díky optimalizovanému jádrovému materiálu, přesně navrženým vinutím a pokročilým výrobním metodám, které snižují ztráty naprázdno i pod zátěží. Celkové úspory představují významný příspěvek k ziskovosti u provozů, které využívají několik transformátorů.
Jádro jakéhokoli transformátoru s nízkými ztrátami je jeho srdcem. Konvenční křemíková ocel se zrnitou strukturou je sice účinná, ale již dosáhla svého maximálního potenciálu účinnosti. V našich distribučních transformátorech společnost Ryan Electric používá nejnovější generaci orientovaných křemíkových ocelí s vysokou permeabilitou a amorfních kovových slitin, čímž snižuje ztráty v jádru o 70 % nebo více oproti konvenčním konstrukcím.
Geometrie jádra je také důležitá pro snížení ztrát vedle výběru materiálů. Naše konstrukce jádra se stupňovitým příčným spojem minimalizuje vzduchové mezery v místech spojení jader, čímž se snižuje magnetizační proud a související ztráty. Rozměry jádra jsou optimalizovány s cílem maximalizovat využití materiálu ve vztahu k výkonu z hlediska ztrát, aby byla dosažena nejúčinnější a zároveň nejekonomičtější účinnost pro každou konkrétní aplikaci. V našich transformátorech s litým pryskyřičným izolačním systémem a v našich transformátorech s impregnací pod vakuem (VPI) používáme vysoce technologické systémy uchycení jader, které zajišťují rovnoměrné rozložení tlaku po celé výšce balíku jader, čímž se předejde místním ztrátám způsobeným mechanickým napětím. Každý z našich návrhů jader je důkladně testován v našich laboratořích schválených organizací CNAS, což zaručuje, že vypočtené hodnoty účinnosti odpovídají skutečným výsledkům v provozu.
Při malém zatížení převládají ztráty v jádře, avšak při vyšším zatížení převládají ztráty v vinutí, které jsou převážně I²R ztráty v vinutí, které získávají na významu. Tyto ztráty se řeší použitím několika konstrukčních inovací v jednotkách pro rozvod s nízkými ztrátami.
Vinutí transformátorů Ryan Electric je vyrobeno z mědi s vysokou elektrickou vodivostí místo hliníku, čímž se ztráty způsobené odporem snižují přibližně o 40 procent při stejném průřezu. Naše metody vinutí jsou natolik přesné, že zajistí stálou vzdálenost mezi jednotlivými závity a umožní dosáhnout úzké tolerance, která snižuje množství ztrát vířivými proudy – ty rostou s úrovní harmonického obsahu v průmyslovém prostředí. U větších jednotek používáme překřížené vodiče, které minimalizují obvodové proudy ve vinutích složených z více vláken, a tím dále snižují ztráty. Proces impregnace pod vakuem a tlakem (VPI), který používáme u našich suchých i kapalinou chlazených jednotek, odstraňuje dutiny, které způsobují místní zahřívání a zvyšují odpor. Výkon je charakterizován ztrátami za zatížení, které stále výrazně převyšují průmyslové normy a poskytují účinnost, která se zvyšuje s každým ampérem proudu.
Kromě přímých ekonomických výhod jsou rozváděče s nízkými ztrátami klíčové pro splnění povinností týkajících se udržitelnosti a regulačních norem. Na průmyslové provozy po celém světě stoupá tlak, aby snížily svou uhlíkovou stopu – ať už jde o korporátní environmentální cíle, státní předpisy nebo požadavky zákazníků na jejich dodavatelské řetězce.
Účinnost transformátorů vyjádřená v ušetřených kilowatthodinách se promítne do snížení nepřímých emisí skleníkových plynů zařízení podle mezní emisní sazby elektrické sítě. U firem, které používají systémy hlášení, jako je Globální zpravodajská iniciativa (GRI) nebo iniciativa vědecky zdůvodněných cílů (SBTi), mají tyto úspory přímý dopad na jejich klimatické závazky. Navíc se požadavky na účinnost stále přísněji upravují po celém světě, například nedávné předpisy pro transformátory vydané americkým ministerstvem energetiky (U.S. Department of Energy) nebo směrnice o ekodesignu v Evropě. Nízkoztrátové distribuční jednotky společnosti Ryan Electric jsou navrženy tak, aby překračovaly současné požadavky, a zohledňují budoucí normy, čímž zákazníkům zajišťují ochranu před zastaráním způsobeným legislativními změnami.
Splňujeme požadavky norem IEEE a UL, CE a dalších mezinárodních norem v oblasti výkonu a byli jsme certifikováni nezávislými organizacemi ASTA, DEKRA a CSA, které ověřují účinnost. Pro zákazníky, včetně datových center společnosti Microsoft a národních energetických podniků ve více než 50 zemích, poskytuje společnost Ryan Electric rozvaděče, které snižují provozní náklady, přispívají k dosažení udržitelnosti a splňují dynamické globální standardy – což jsou nezbytné vlastnosti průmyslových sítí současnosti i budoucnosti.
EN
