Waarom verliesarme verdeeleenheden essentieel zijn voor industriële netwerken
Industriële installaties behoren tot de grootste energieverbruikers binnen elk elektrisch systeem. Het vermogen dat door distributietransformatoren stroomt, vormt een aanzienlijke bedrijfskost in staalfabrieken en chemische fabrieken, datacenters en productiecomplexen. De efficiëntie van transformatoren was in het verleden minder in de belangstelling dan die van andere apparatuur, maar dit is op opvallende wijze veranderd. Naarmate de energiekosten stijgen, de koolstofnormen strenger worden en bedrijven duurzaamheid als prioriteit stellen, zijn lage-verlies distributie-eenheden uitgegroeid tot een aandachtspunt van belang, in plaats van slechts een nichevereiste bij het ontwerp van een industrieel netwerk. Jiangsu Ryan Electric, gebaseerd op onze ervaring als voormalige joint venture met Eaton en onze geavanceerde productiemogelijkheden, is in staat om de efficiëntie te leveren die moderne industrie vereist.
Alle transformatoren, ongeacht hun ontwerp, hebben twee soorten verliezen: leegloopverliezen (kernverliezen), die 24 uur per dag, 365 dagen per jaar optreden, en belastingsverliezen (wikkelverliezen), die variëren met de stroom. In het geval van een industrieel bedrijf dat 24 uur per dag in bedrijf is, worden deze verliezen direct omgezet in elektriciteitskosten die zich in de loop van de tijd opstapelen.
Neem als voorbeeld een distributietransformator van 2,5 MVA met een belasting van 80 procent. Zelfs wanneer het rendement met één procentpunt wordt verhoogd — dus in plaats van 1,5 procent wordt het 0,5 procent — bedraagt de besparing ongeveer 175.000 kWh/jaar. Dit is meer dan 15.000 dollar per transformator per jaar bij industriële elektriciteitstarieven. Met een levensduur van 30 jaar leidt deze besparingsstrategie tot een totaalbedrag van een half miljoen dollar, wat aanzienlijk hoger is dan de investering die nodig is voor de aanschaf van de apparatuur. Talloze besparingen worden gerealiseerd in de lage-verlies distributie-eenheden van Ryan Electric, die geoptimaliseerd kernstaal, nauwkeurig ontworpen wikkelingen en geavanceerde productiemethoden gebruiken om zowel leegloop- als belastingsverliezen te verminderen. De totale besparingen vormen een aanzienlijke bijdrage aan de nettowinst van faciliteiten die meerdere transformatoren in bedrijf hebben.
De kern van elke transformator met lage verliezen is het hart ervan. Conventioneel korngeoriënteerd siliciumstaal is weliswaar efficiënt, maar heeft zijn maximale efficiëntiepotentieel bereikt. In onze distributietransformatoren gebruikt Ryan Electric de nieuwste generatie hoog-permeabele korngeoriënteerde staalsoorten en amorfe metaallegeringen, waardoor de kernverliezen met 70% of meer worden verminderd ten opzichte van conventionele ontwerpen.
De geometrie van de kernen is eveneens belangrijk voor het verminderen van verliezen, naast de gebruikte materialen. Onze stapelgevouwen, schuin afgewerkte verbindingen minimaliseren luchtspleten in de kernverbindingen, waardoor de magnetiseringsstroom en de daarmee gepaard gaande verliezen worden beperkt. De afmetingen van de kern zijn geoptimaliseerd met als doel het materiaalgebruik ten opzichte van de verliesprestatie te maximaliseren, zodat bij elke toepassing de meest kosteneffectieve efficiëntie wordt bereikt. Bij onze gegoten hars- en VPI-transformatoren maken we gebruik van hoogwaardige kernklemmingsystemen, waarbij de druk op de kernstapel gelijkmatig wordt verdeeld, zodat lokale verliezen door mechanische spanning worden voorkomen. Elk van onze kernontwerpen wordt grondig getest in onze CNAS-gecertificeerde laboratoria, wat garandeert dat de berekende efficiënties overeenkomen met de werkelijke veldresultaten.
Bij lichte belasting overheersen kernverliezen, maar bij hogere belasting overheersen belastingsverliezen, die grotendeels I²R verliezen in de wikkelingen, worden belangrijk. Deze worden aangepakt door het toepassen van verschillende ontwerpinnovaties door lage-verliesdistributie-eenheden.
De wikkelingen van de Ryan Electric-transformatoren zijn gemaakt van koper met een hoge geleidbaarheid in plaats van aluminium, waardoor de weerstandsverliezen met ongeveer 40 procent worden verminderd bij dezelfde doorsnede. Onze wikkelmethoden zijn zo nauwkeurig dat een constante afstand tussen de windingen wordt gehandhaafd en een strakke tolerantie wordt geboden, wat de hoeveelheid wervelstroomverliezen vermindert; deze verliezen nemen toe met het harmonisch gehalte in industriële omgevingen. Bij grotere eenheden gebruiken we verwisselde geleiders (transposed conductors) die de circulerende stromen in meeraderige wikkelingen minimaliseren, waardoor de verliezen verder worden beperkt. De vacuumdrukimpregnatie (VPI)-procedure, die wordt toegepast op onze droogtype- en vloeistofgeïmmerseerde eenheden, verwijdert luchtleegtes die lokale verhitting en weerstand veroorzaken. Het rendement is een lastverlies dat voortdurend verder gaat dan de industrienormen, wat leidt tot een efficiëntie die zich per ampère stroom versterkt.
Naast de directe economische voordelen zijn verliesarme verdeelinrichtingen cruciaal voor het vervullen van duurzaamheidsverplichtingen en regelgevende normen. De druk op industriële installaties over de hele wereld neemt toe om ervoor te zorgen dat ze hun koolstofvoetafdruk verminderen, of dit nu voortkomt uit bedrijfsgerichte milieudoelstellingen, overheidsregelgeving of de eisen van klanten aan hun toeleveringsketens.
Het rendement van transformatoren, uitgedrukt in bespaarde kilowattuur, vertaalt zich in een vermindering van de indirecte CO₂-uitstoot van de installatie met de marginale emissieratio van het elektriciteitsnet. Bij bedrijven met rapportagesystemen zoals de Global Reporting Initiative (GRI) of het Science Based Targets initiative (SBTi) hebben deze reducties een directe impact op de klimaatdoelstellingen. Bovendien worden de efficiëntie-eisen wereldwijd steeds strenger, bijvoorbeeld de recente transformatorenregelgeving van het Amerikaanse Department of Energy of de Ecodesign-regelgeving in Europa. De laagverliesdistributie-eenheden van Ryan Electric zijn ontworpen om aan de huidige eisen te overtreffen en rekening te houden met toekomstige normen, waardoor klanten worden beschermd tegen obsolescentie door regelgeving.
Wij voldoen aan de normen van IEEE en UL, CE en andere internationale prestatienormen en zijn gecertificeerd door ASTA, DEKRA en CSA, onafhankelijke instanties voor de verificatie van efficiëntieprestaties. Voor klanten, waaronder datacenters van Microsoft en nationale nutsbedrijven in meer dan 50 landen, levert Ryan Electric distributie-eenheden die de bedrijfskosten verlagen, bijdragen aan het behalen van duurzaamheid en voldoen aan dynamische wereldwijde normen — eigenschappen die essentieel zijn voor industriële elektriciteitsnetten van nu en in de toekomst.
EN
