Ο ρόλος και τα χαρακτηριστικά των μετασχηματιστών στα συστήματα αιολικής ενέργειας
Σε ένα σύστημα αιολικής ενέργειας, οι μετασχηματιστές είναι αρκετά ενδιαφέρουσες, ξέρετε; Δεν μπερδεύουν άμεσα με την αιολική ενέργεια, αλλά ο άνθρωπος, δεν μπορείτε πραγματικά να κάνετε χωρίς αυτούς όταν πρόκειται για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας, συνδέοντας το δίκτυο και διατηρώντας τα πράγματα ασφαλή. Βλέπετε, κάθε βήμα από την ηλεκτρική ενέργεια που βγαίνει από αυτές τις λεπίδες περιστροφής ανεμογεννήτριας για να το πάρει σταθερά στο κύριο ηλεκτρικό δίκτυο - μετασχηματιστές είναι εκεί ακριβώς εκεί, δουλεύοντας ακριβώς. Πώς έχουν σχεδιαστεί και πόσο καλά εκτελούν; Επηρεάζει άμεσα εάν ολόκληρο το σύστημα αιολικής ενέργειας μπορεί να τρέξει σωστά και αποτελεσματικά.
I. Ο βασικός ρόλος των μετασχηματιστών στα συστήματα αιολικής ενέργειας
1. Μετασχηματισμός τάσης: Δημιουργία αποτελεσματικού καναλιού για τη μετάδοση ενέργειας
Οι ανεμογεννήτριες συνήθως βάζουν αρκετά χαμηλές τάσεις. Όπως, ο στάτορας μιας διπλά - fed γεννήτρια επαγωγής; Περίπου 690V. Άμεση - Οι μόνιμες γεννήτριες μαγνητών είναι λίγο υψηλότερες, αλλά ακόμα μόνο μεταξύ 400 - 800V. Δοκιμάστε να μεταδώσετε αυτή τη χαμηλή τάση σε μεγάλες αποστάσεις και το ρεύμα παίρνει πολύ υψηλό-χάνετε έναν τόνο ηλεκτρικής ενέργειας στις γραμμές. Είναι σαν το νερό που ρέει μέσα από ένα μικροσκοπικό σωλήνα, συνολικά απόβλητα.
Εκεί ο μετασχηματιστής που είναι ο μετασχηματιστής -} (ονομάζουμε μετασχηματιστές αιολικής ενέργειας "στη βιομηχανία) δίπλα στον στρόβιλο μπαίνει. Μόλις η ηλεκτρική ενέργεια από μια δέσμη στροβίλων συλλεχθεί μέσα από τις γραμμές, ο κύριος μετασχηματιστής στο βήμα του αιολικού πάρκου - UP Station αναλαμβάνει. Ενισχύει τη μέση τάση σε υψηλή - όπως 110kV ή 220kV - έτσι ώστε να μπορεί να συνδεθεί στο κύριο πλέγμα. Πάρτε ένα αιολικό πάρκο 50MW, για παράδειγμα: με αυτές τις δύο ώθηση, χάνετε πάνω από 80% λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια από ό, τι αν μόλις στείλατε χαμηλή τάση κατευθείαν. Με αυτόν τον τρόπο, κάθε κομμάτι ενέργειας χρησιμοποιείται όπου έχει σημασία.
2. Ηλεκτρική απομόνωση: Δημιουργία προστατευτικού φραγμού για την ασφάλεια του εξοπλισμού
Τα ηλεκτρομαγνητικά πράγματα μεταξύ των ανεμογεννητριών και του πλέγματος είναι αρκετά περίπλοκα. Η τάση του πλέγματος κυμαίνεται, υπάρχει αρμονική παρεμβολή - όλα αυτά που μπορούν να χάσουν με τον στρόβιλο. Και όταν η δύναμη του στροβίλου αλλάζει ξαφνικά, όπως όταν χτυπά μια ριπή; Αυτό μπορεί να ρίξει το ισορροπία από το πλέγμα επίσης. Η ηλεκτρική απομόνωση του μετασχηματιστή είναι σαν ένα αόρατο τοίχο. Μετακινεί την ηλεκτρική ενέργεια μέσω μαγνητικής σύζευξης μεταξύ των περιελίξεων, όχι των άμεσων καλωδίων, έτσι ώστε να κόβει το κύκλωμα DC μεταξύ του στροβίλου και του πλέγματος και μπλοκάρει μερικές αρμονικές.
Όπως, αν το πλέγμα ξαφνικά σύντομη - κυκλώματα, ο μετασχηματιστής μπορεί να εμποδίσει αυτό το ρεύμα σφάλματος από το να φτάσει στον στρόβιλο. Διαφορετικά, αυτό το υψηλό ρεύμα θα τηγανίζονταν εύκολα τον στρόβιλο. Στα υγρά αιολικά πάρκα των υγρών υπεράκτιων, αυτή η απομόνωση μειώνει επίσης την επίδραση των βλαβών εδάφους στον εξοπλισμό, μειώνει την πιθανότητα μόνωσης να καταρρεύσει - διατηρεί ολόκληρο το σύστημα να λειτουργεί ομαλά.
3. Ρύθμιση ποιότητας ισχύος: Εξασφάλιση σταθερής και αξιόπιστης σύνδεσης δικτύου
Η αιολική ενέργεια είναι παντού - έρχεται και πηγαίνει, γίνεται ισχυρότερη ή ασθενέστερη. Έτσι, η τάση και η συχνότητα από τον στρόβιλο κυμαίνονται με τον άνεμο. Μικρές διακυμάνσεις, σίγουρα, αλλά η αυστηρή ισχύς του πλέγματος σχετικά με την εισερχόμενη ισχύ: η τάση πρέπει να παραμείνει εντός ± 5%, συχνότητα εντός ± 0,2Hz. Για να χτυπήσει αυτά τα πρότυπα, ορισμένοι μετασχηματιστές αιολικής ενέργειας έχουν στο - φορτώστε τους αλλαγείς. Προσαρμόζουν την τάση εξόδου σε πραγματικό χρόνο καθώς αλλάζει το πλέγμα, διατηρώντας την ηλεκτρική ενέργεια να εισέρχεται στο δίκτυο σταθερό.
Επιπλέον, ο πυρήνας και οι περιελίξεις του μετασχηματιστή σχεδιάζονται ειδικά για να σκαρφαλώνουν την αρμονική μετάδοση. Αυτό κόβει το υψηλό - παραγγείλετε αρμονικές που κάνει ο τουρμπίνα από το να μπερδεύει το πλέγμα. Έτσι, η ηλεκτρική ενέργεια που ρέει στο πλέγμα παραμένει καλή ποιότητα.
Ii. Μοναδικά χαρακτηριστικά των μετασχηματιστών σε συστήματα αιολικής ενέργειας
1. Τραυματικός σχεδιασμός για ακραία περιβάλλοντα
Τα αιολικά πάρκα είναι συνήθως σε απομακρυσμένες κηλίδες - άγρια φύση, οροπέδια, ακτές, ακόμη και στη θάλασσα. Σκληρά περιβάλλοντα, οπότε οι μετασχηματιστές πρέπει να είναι και σκληροί.
Υπεράκτιες ή παράκτιες περιοχές; Ο άνεμος έχει σπρέι αλατιού σε αυτό. Έτσι, τα περιβλήματα μετασχηματιστή και τα συστήματα ψύξης πρέπει να είναι 316 ανοξείδωτο χάλυβα - super διάβρωση - ανθεκτικό. Εσωτερικά μέρη μόνωσης; Χρειάζονται ειδική θεραπεία με ψεκασμό αλατιού, αλλιώς τα χλωριούχα ιόντα θα καταστρέφουν γρήγορα τον εξοπλισμό. Υψηλή - υψόμετρο ή κρύες περιοχές; Οι χαμηλές θερμοκρασίες κάνουν το μονωτικό λάδι παχύ, δύσκολο να ρέει. Έτσι οι μετασχηματιστές χρειάζονται συσκευές θέρμανσης για να λειτουργούν στο κρύο. Δίκαιη τιμωρία; Πολλά άμμο και σκόνη μπορούν να φράξουν κανάλια ψύξης, οπότε ο εξοπλισμός χρειάζεται καλύμματα σκόνης και καλά φίλτρα αέρα. Και οι ανεμογεννήτριες δονείται όταν τρέχουν - ότι ο δόνηση παίρνει στον μετασχηματιστή. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι περιελίξεις είναι σφιχτές και υπάρχουν σοκ - απορροφητικά μαξιλάρια μεταξύ του πυρήνα και του περιβλήματος. Σταματά τα μέρη να χαλαρώσουν με την πάροδο του χρόνου.
2. Δυναμική απόδοση αντιστοίχιση χαρακτηριστικών στροβίλου
Η αιολική ενέργεια είναι ασταθής, οπότε η ισχύς εξόδου του στροβίλου πηδάει πολύ. Αυτό σημαίνει ότι οι μετασχηματιστές πρέπει να χειριστούν όλα τα είδη αλλαγών φορτίου. Όταν η ταχύτητα του ανέμου ξαφνικά περνά πάνω από την ονομαστική τιμή - σαν μια ριπή - Η έξοδος της στροβίλης μπορεί να χτυπήσει 1,2-1,5 φορές την ονομαστική ισχύ. Σε αυτό το σημείο, ο μετασχηματιστής αιολικής ενέργειας πρέπει να χειριστεί αυτή την υπερφόρτωση για πάνω από 2 ώρες χωρίς να σκοντάψει από το υψηλό ρεύμα.
Όταν ο Wind είναι χαμηλός, ο στρόβιλος μπορεί να τρέχει κάτω από το 30% του φορτίου για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ακόμα και τότε, ο μετασχηματιστής πρέπει να παραμείνει αποτελεσματικός - πάνω από 98% σε 20% - 100% φορτίο. Όχι "χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο άλογο για να τραβήξει ένα μικρό καλάθι" εδώ, που θα σπαταλούσε ενέργεια. Για μεταβλητές - στρόβιλοι ταχύτητας με μετατροπείς, οι μετασχηματιστές πρέπει να χειρίζονται υψηλά - αλλαγές συχνότητας και στις τρέχουσες κυματομορφές. Οι πυρήνες τους χρησιμοποιούν κυρίως φύλλα χάλυβα πυριτίου χαμηλής απώλειας (όπως 30q130) για να μειώσουν τις απώλειες όταν τρέχουν σε υψηλές συχνότητες.
3. Ενσωματωμένη και έξυπνη βολική διαμόρφωση
Τα αιολικά πάρκα είναι συνήθως απλωμένα και μακριά από τα πάντα. Για να γίνει ευκολότερη η εγκατάσταση -, οι μετασχηματιστές αιολικής ενέργειας χρησιμοποιούν συχνά μια ενσωματωμένη διάταξη. Το PAD - μετασχηματιστές είναι ένα καλό παράδειγμα: συσκευάζουν τον ίδιο τον μετασχηματιστή, τους διακόπτες τάσης υψηλής - και χαμηλά -} τάσης ελέγχου τάσης σε ένα σφραγισμένο κουτί. Δεν υπάρχει ανάγκη για ένα ξεχωριστό switchroom, καθιστά τον τρόπο εγκατάστασης απλούστερο.
Και νοημοσύνη; Μεγάλο χαρακτηριστικό. Πολλοί μετασχηματιστές έχουν αισθητήρες θερμοκρασίας, οθόνες στάθμης λαδιού και έξυπνες ακροδέκτες. Συλλέγουν το πραγματικό - δεδομένα χρόνου - σαν κορυφαία θερμοκρασία λαδιού, αντίσταση μόνωσης, ρεύμα φόρτωσης - και στείλτε το στο σύστημα παρακολούθησης του αιολικού πάρκου. Οι εργαζόμενοι μπορούν να ελέγξουν τον εξοπλισμό από μακριά. Εάν κάτι είναι απενεργοποιημένο - όπως η θερμοκρασία λαδιού πάνω από 85 μοίρες - Το σύστημα ξεκινά αυτόματα τους ανεμιστήρες ψύξης. Εάν η στάθμη του λαδιού πέσει παράξενα, συναγερνά αμέσως και κλειδώνει την έξοδο της στροβίλης για να κρατήσει το σπάσιμο του εξοπλισμού.
4. Διάφορες δομικές μορφές
Ποιος μετασχηματιστής επιλέγετε εξαρτάται από την ικανότητα, τη διάταξη του αιολικού πάρκου και τον τρόπο σύνδεσης με το δίκτυο. Κάθε στρόβιλος συνήθως παίρνει ένα αντίστοιχο μαξιλάρι - τοποθετημένο μετασχηματιστή - σαν, ζεύγη στροβίλων 3MW με ένα pad 3,3mva - mount. Είναι εγκατεστημένο στη βάση του πύργου ή κοντά, Real Compact.
Στις γραμμές συλλογής, όπου η ηλεκτρική ενέργεια από πολλαπλούς στρόβιλους ομαδοποιείται για δεύτερη ώθηση, χρησιμοποιούμε τη γραμμή συλλογής βήμα - up Transformers. Οι περισσότεροι είναι τρεις - φάση διπλής -, με χωρητικότητα με βάση τη συνολική ισχύ της γραμμής. Όπως, 10 μονάδες στροβίλων 3MW; Ένας μετασχηματιστής 35MVA λειτουργεί. Υπεράκτιες αιολικές πάρκες; Όχι πολύς χώρος, έτσι οι μετασχηματιστές είναι μικρότεροι. Χρησιμοποιούν κυρίως ψύξη νερού αντί για αέρα για να χειριστούν την υψηλή υγρασία και το σπρέι αλατιού.
Iii. Περίληψη
Στα συστήματα αιολικής ενέργειας, οι μετασχηματιστές είναι σαν το "αποτελεσματικό κανάλι" για την ενέργεια, το "προστατευτικό φράγμα" για τον εξοπλισμό και τον "κηδεμόνα" της σταθερότητας του δικτύου, όλα σε ένα. Κάνουν περισσότερο από την αλλαγή της τάσης - Πρέπει να χειριστούν τα σκαμπανεβάσματα της αιολικής ενέργειας, τα σκληρά περιβάλλοντα και να πληρούν αυστηρά πρότυπα δικτύου. Καθώς η αιολική ενέργεια γίνεται μεγαλύτερη (στρόβιλοι άνω των 15MW) και πηγαίνει μακρύτερα στην ανοικτή θάλασσα, οι μετασχηματιστές θα συνεχίσουν να βελτιώνονται: πιο αποτελεσματικές, πιο έξυπνοι, σκληρότεροι ενάντια στις ακραίες συνθήκες. Θα συνεχίσουν να υποστηρίζουν την ανάπτυξη της καθαρής ενέργειας, χωρίς αμφιβολία