Durant la selecció de la subestació de tipus caixa-, el personal de comerç exterior i els clients sovint s'enfronten a tres vies tècniques principals: la subestació de tipus caixa-americana, la subestació de tipus caixa-europea i la subestació de tipus caixa-xinesa. Tot i que pertanyen a la categoria de subestació preensamblada o combinada, presenten diferències evidents en el disseny estructural, el mode de protecció, els escenaris aplicables i l'eficiència econòmica. Entendre la diferència entre els tres no només es relaciona amb el cost d'inversió únic-de l'equip, sinó que també afecta la fiabilitat del funcionament, la comoditat del manteniment i la flexibilitat d'expansió del projecte en les properes dècades. Aleshores, quines són les característiques bàsiques d'aquests tres tipus de transformadors de caixa? Com equilibren els pros i els contres? Tenint en compte el diferent entorn elèctric i la demanda de càrrega, quina lògica s'ha d'utilitzar per fer una selecció adequada?
Des del disseny estructural més bàsic, el transformador de caixa nord-americà segueix la ruta de la "fusió profunda". Submergeix directament elements de protecció d'alta tensió com l'interruptor de càrrega d'alta tensió i el fusible al dipòsit d'oli del transformador i comparteix el mateix sistema d'oli aïllant amb el cos del transformador per formar un transformador combinat extremadament compacte. S'adopta el connector de cable de colze-per a la línia d'entrada d'HV i el disjuntor d'aire convencional està configurat per al costat BT. És aquesta estructura "no-immersa en petroli-segregat" la que fa que el volum del transformador de caixa nord-americà sigui el més petit dels tres. En general, la superfície del sòl d'un transformador de caixa americà de 630 kVA és de només 5 a 6 metres quadrats, aproximadament 1/3 del transformador de caixa europeu amb la mateixa capacitat. El transformador de caixa europea segueix una ruta completament diferent de "zonificació funcional". L'armari de distribució d'alta-tensió, el transformador i l'armari de distribució de-baixa tensió estan disposats respectivament en tres compartiments completament independents. Cada compartiment està estrictament separat per una partició metàl·lica i es proporcionen un canal d'operació independent i un dispositiu d'alleujament de pressió. La cambra d'alta tensió-es pot configurar amb una unitat de xarxa d'anell o un disjuntor per admetre línies d'entrada i de sortida multi-canal; La sala de transformació es pot instal·lar amb transformadors tipus-immersos en oli o secs-; El compartiment de baixa tensió allotjarà l'interruptor principal d'entrada, múltiples interruptors de sortida, compensació reactiva i instruments de mesura. El transformador de caixa d'estil xinès-es pot considerar la integració i la millora dels dos primers. Adopta l'estructura en zig-en zig-zag de "transformador extern i sala de commutació interna": la sala d'alta tensió i la sala de baixa tensió es disposen esquena a l'interior de la caixa, mentre que el cos del transformador i el radiador estan directament exposats fora de la caixa i connectats amb la caixa només a través de la sortida lateral. Aquest disseny no només manté les característiques de funcionament independent de la cambra d'alta i baixa tensió del transformador de caixa europea, sinó que també es basa en la idea del transformador de caixa nord-americà que persegueix la compacitat i resol el problema de la mala dissipació de calor del transformador de caixa europeu.
Pel que fa al mecanisme de protecció del nucli i al manteniment, les diferències entre els tres transformadors de caixa són més evidents. La protecció d'alta tensió-del transformador de caixa nord-americà es basa en dos fusibles-connectats en sèrie - endoll-fusible i un fusible limitador de corrent de reserva-. Un cop es produeix una fallada, els dos fusibles cooperen per tallar el circuit. Tanmateix, la limitació d'aquest disseny és que l'interruptor de càrrega d'alta tensió i el fusible estan segellats al dipòsit d'oli del transformador, que no es pot utilitzar amb freqüència ni substituir-se convenientment com l'armari de commutació independent; Quan es crema el fusible, només es pot substituir després del drenatge d'oli i l'aixecament del nucli, i la càrrega de treball de manteniment i el temps d'interrupció són grans. A més, el transformador de caixa nord-americà normalment no admet funcions de control remot i tancament automàtic, i el nivell intel·ligent és relativament limitat. El transformador de caixa europea és completament diferent. La seva cambra d'alta -tensió adopta un armari de commutació de càrrega independent o un armari d'interruptors. El valor fix de protecció es pot establir i la indicació d'error és clara. La substitució del fusible o el manteniment de l'element de l'interruptor no necessita contactar amb l'oli del transformador. L'operador pot operar en un entorn segur totalment aïllat. A més, hi ha prou espai de cablejat reservat a la cambra de BT, que pot allotjar un terminal de transformador de distribució intel·ligent, un mòdul portador d'alimentació o un mòdul de comunicació 4G, per tal de realitzar fàcilment la funció "quatre-remota". El transformador tipus box-Huashi ha pres un camí mitjà de protecció simplificat però fiable: només utilitza un fusible per a cada fase. Quan es crema qualsevol fusible de fase, activarà l'interruptor de càrrega. Només després de substituir el fusible, es pot tornar a tancar. Aquest disseny evita la complexitat i l'alt cost del transformador de caixa nord-americà que requereix un doble fusible en sèrie. Mentrestant, la cambra d'alta -tensió i la de baixa-tensió estan segellades per separat, de manera que no cal posar-se en contacte amb l'oli del transformador durant el manteniment, i la comoditat de manteniment és òbviament superior a la del transformador de caixa nord-americà.
La dissipació de calor és un altre punt clau. El transformador del transformador de caixa americana està completament segellat dins de la caixa. Tot i que es basa en la paret del dipòsit d'oli i l'aleta corrugada per a la dissipació de la calor, la circulació d'aire dins de la caixa està bloquejada i l'augment de temperatura és relativament greu en condicions d'alta temperatura o de càrrega completa, i el funcionament a llarg termini afectarà la vida útil de l'aïllament. Per aquest motiu, la capacitat del transformador de caixa nord-americà generalment es limita a menys de 1250 kVA i no s'ha d'utilitzar per a una càrrega pesada contínua-a llarg termini. El transformador del transformador de caixa europea es col·loca en un compartiment independent, que està dotat d'entrada i sortida d'aire, i es pot equipar amb un ventilador d'escapament forçat de temperatura-controlat segons sigui necessari. La condició de dissipació de calor és millor que la del transformador de caixa nord-americà, però limitada pel petit espai del compartiment, la dissipació de calor encara ha de ser reforçada pel ventilador a l'estiu a altes temperatures. Per al transformador de caixa xinès, el cos del transformador és completament extern, i el dissipador de calor està directament exposat a l'atmosfera per realitzar un refredament per convecció natural pura sense refrigeració per aire forçat, que no només estalvia el consum d'energia del ventilador, sinó que també evita el risc de sobretemperatura causat per una fallada del ventilador i permet que el transformador funcioni a plena càrrega durant molt de temps a temperatura ambient relativament alta. Aquesta característica fa que el transformador de caixa d'estil-xinès mostri avantatges evidents en centrals fotovoltaiques, parcs eòlics, zones d'alta temperatura com l'Orient Mitjà i Àfrica.
L'espai i la comoditat per al transport i la instal·lació també són consideracions inevitables en la selecció del model. El transformador de caixa nord-americà ocupa el primer lloc amb la seva estructura extremadament compacta. No només cobreix la superfície mínima, sinó que també té un pes lleuger i és més convenient per al transport i l'elevació. Fins i tot en algunes escenes d'electricitat temporals, es pot utilitzar immediatament després de ser remolcat. A causa de la independència dels tres compartiments i dels amplis canals interns, el transformador de caixa europea té les dimensions generals més grans, i la superfície del sòl sol necessitar més de 10 metres quadrats, la qual cosa és una debilitat òbvia per a projectes amb tensió d'ús del sòl, com les zones del nucli urbà o la reconstrucció residencial antiga. El transformador de caixa d'estil xinès-es entre els dos: com que el transformador és extern, no cal reservar espai de dissipació de calor per al transformador dins de la caixa, i la caixa en si només conté la cambra d'alta tensió i la cambra de baixa tensió, de manera que la seva superfície es redueix aproximadament un 40% en comparació amb el transformador de caixa europeu, i una mica més gran que el transformador de caixa nord-americà, que pertany a un esquema de compromís.
Pel que fa a la distribució dels escenaris aplicables, les tres subestacions de tipus caixa-tenen el seu propi "camp de batalla principal". El transformador de caixa nord-americà és el més adequat per a l'ocasió en què la naturalesa de la càrrega és relativament única, el lloc és extremadament tens, el cost és molt sensible i la funció d'automatització complexa no és necessària. L'aplicació típica inclou la distribució d'energia de la zona residencial, il·luminació de fanals, font d'alimentació temporal de construcció i un petit grup de pila de càrrega. En aquestes escenes, els avantatges de la baixa inversió inicial i el desplegament ràpid del transformador de caixa nord-americà es poden reproduir completament, però els requisits de control remot i manteniment freqüent no són urgents. El transformador de caixa europea gairebé es converteix en la configuració estàndard de nodes de distribució mitjana i gran, com ara xarxa de distribució pública, parc industrial, complex comercial, hospital i escola, perquè aquestes ocasions solen requerir una línia de sortida de múltiples circuits, una regulació precisa de compensació reactiva, una funció de transmissió remota de fallades i flexibilitat d'expansió futura, que són només la força del disseny del transformador de caixa europeu. L'auge del transformador de caixa xinesa està estretament relacionat amb l'explosió de la nova indústria energètica. És especialment adequat per a centrals fotovoltaiques centralitzades, projectes d'energia eòlica distribuïda i microxarxa integrada "emmagatzematge i càrrega de llum". En aquestes aplicacions a l'aire lliure, l'equip ha de funcionar sense vigilància durant molt de temps, suportar forts canvis de sol i diferències de temperatura i tenir requisits molt elevats de dissipació de calor i fiabilitat. El transformador extern de refrigeració natural i l'estructura sense ventilador del transformador de caixa xinesa només compleixen aquestes condicions exigents. A més, el transformador de caixa d'estil xinès-es cada cop més popular en la construcció d'infraestructures de mercats emergents com el sud-est asiàtic, Orient Mitjà i Àfrica, perquè combina la integritat funcional del transformador de caixa europeu i l'economia compacta del transformador de caixa nord-americà, i és una opció-altament rendible.
Des de la perspectiva del compliment estàndard de l'exportació de comerç exterior, s'hauran de destacar diferents sistemes de certificació per als tres tipus de transformador de caixa. El transformador de caixa nord-americà compleix principalment amb els estàndards de la sèrie ANSI/IEEE C57. Per entrar al mercat nord-americà, ha de superar la certificació IEEE C57.12.00 i CSA C227.4 al Canadà. Els elements de prova inclouen l'inici de baixa temperatura a - 40 graus , la tensió de resistència a la freqüència d'alimentació, l'impuls del llamp i la prova d'esprai de sal durant centenars d'hores. El transformador de caixa europeu pren com a nucli el sistema estàndard IEC, incloent IEC 60076, IEC 62271 i IEC 61439. Aquests estàndards són àmpliament acceptats a la UE, el sud-est asiàtic, l'Orient Mitjà, Àfrica i Amèrica Llatina, i el procés de certificació és relativament madur i universal. Actualment, el transformador tipus box-Huashi es basa principalment en l'estàndard nacional xinès GB/T i en alguns estàndards del cos industrial, com ara l'especificació tècnica T/CES 413-2025 per a la subestació prefabricada compacta de 35 kV per a la generació d'energia eòlica. Tot i que hi ha casos exitosos d'exportació a Indonèsia, Orient Mitjà i altres llocs del comerç internacional, encara es requereix un disseny i una certificació personalitzats per a l'estàndard de la xarxa elèctrica del país objectiu a gran escala.
En la presa de decisions del projecte-real, no hi ha cap tipus de transformador de caixa "millor" absolut, només l'esquema més adequat per a les condicions específiques del projecte. Si el projecte es troba a l'antiga zona residencial del centre de la ciutat, l'espai de transformació només té uns pocs metres quadrats d'espai obert a la cantonada, el pressupost és ajustat i la càrrega és principalment il·luminació i electrodomèstics normals, aleshores el transformador de caixa nord-americà és sens dubte l'opció més pràctica. Si el client vol subministrar energia a un nou parc industrial, hi ha equips de precisió i grans motors al parc. En el futur, és possible introduir l'energia fotovoltaica per a l'auto-ús. Només les capacitats de monitorització intel·ligents, extensibles i multi-circuits que ofereix el transformador de caixa europeu realment poden complir els requisits d'operació-a llarg termini. Si el projecte es troba al desert del nord-oest o a la platja costanera, cal construir una gran central fotovoltaica, centenars de transformadors de caixa estaran exposats a un fort entorn de sol, sorra i boira salina durant molt de temps. En aquest moment, el transformador de caixa d'estil xinès-es converteix en l'opció més completa entre els tres esquemes a causa de la seva dissipació natural de la calor del transformador extern, sense pèrdua de turbina eòlica, alt nivell de protecció de segellat complet, etc. Per tant, quan el client us pregunta "quin tipus de transformador de caixa triar", el més important que heu de fer és no donar-li una resposta general, sinó guiar-los directament la resposta general, sinó guiar-los directament el projecte? Si el tipus de càrrega és únic o complex, i si cal un seguiment remot? L'entorn exterior en què funciona l'equip és suau o dur, calent o polsós? En aclarir aquestes tres dimensions, sorgiran de manera natural els rols respectius dels transformadors de caixa-americans, europeus i xinesos. El valor de vostè com a consultor professional de comerç exterior és oferir una comparació tècnica i econòmica clara, objectiva i fiable per als clients en aquest procés d'anàlisi.
