'n Kort Bespreking oor die Ontwerp van 'n Nuwe Amerikaanse Styl Doosvormige Transformatorstasie vir Windkragopwekking
Inleiding
As 'n skoon en hernubare energiebron het windenergie steeds meer aandag getrek van lande regoor die wêreld. Die voorrade is enorm. Die totale wêreldwye windenergiehulpbronne bedra ongeveer 2,74×10⁹ MW, waarvan die ontginbare windenergie 2,0×10⁷ MW is. In China is die windenergievoorrade groot, wydverspreid, en die potensiaal vir ontwikkeling en benutting is groot.
Windkragopwekking het in onlangse jare vinnig ontwikkel, en die kassubstasies wat saam met dit gebruik word, is meestal Amerikaanse-styl kassubstasies (hierna verwys as windkrag-Amerikaanse-styl substasies).
Tans is die konvensionele windkrag-Amerikaanse-styl substasies vir windkragopwekking van die “een-masjien-één-substasie”-tipe, d.w.s. een windturbine (hierna verwys as windturbine) is toegerus met een windkrag-Amerikaanse-styl substasie. Met hierdie konfigurasie, as die windsnelheid in die windpark baie laag is, sal die windturbine onderbelasting werk, wat maklik tot verspilling van windturbinehulpbronne lei. In Maart 2010 het ons maatskappy 31 nuut-tipe “twee-masjiene-één-substasie” windkrag-Amerikaanse-styl substasies vir 'n sekere windpark in Inner-Mongolië ontwerp, d.w.s. twee windturbines is toegerus met dieselfde windkrag-Amerikaanse-styl substasie.
Bepaling van Substasietegniese Parameters
Produkmodel: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
Geskatte Kapasiteit
Hoogspanning: 1000kVA
Laagspanning 1: 820kVA
Laagspanning 2: 180kVA
Geskatte Spanning
Hoogspanning: 36.75kV
Laagspanning 1: 0.69kV (Die geskatte kapasiteit van die ooreenkomstige windkrag-Amerikaanse-styl substasie is 820kVA, en die ooreenkomstige windturbinevermoe is 750kW)
Laagspanning 2: 0.4kV (Die geskatte kapasiteit van die ooreenkomstige windkrag-Amerikaanse-styl substasie is 180kVA, en die ooreenkomstige windturbinevermoe is 160kW)
Verbindinggroep: Dyn11yn11
Tappingbereik: ±2×2.5%
Kortsluitimpedans: 7% (Onder geskatte spanning en frekwensie, gebaseer op die halwe deurloopimpedans van die geskatte kapasiteit van die hoogspanningswinding)
Geskatte Stroom
Hoogspanning: 15.71A
Laagspanning 1: 686.1A
Laagspanning 2: 259.8A3
Werkprinsipe en Skematiese Diagram van die Substasie
Na kontak met die ontwerpinstituut en die windturbinevervaardiger is bepaal dat hulle 31 driefase, gekombineerde, gemeenskaplike tank, verdeelde, eindige Amerikaanse-styl kassubstasies vereis het. Die transformator in hierdie substasies moes 'n laagspanning-dubbelsplitstruktuur hê, en die spannings van die twee laagspanningskante was nie gelyk nie.
Werkprinsip: Die gebruiker het twee windturbines met ongelyke vermoeë op dieselfde as geïnstalleer. Windturbine 1 is 'n synchrone windturbine met 'n vermoe van 750kW en 'n geskatte spanning van 690V; Windturbine 2 is 'n asinchrone windturbine met 'n vermoe van 160kW en 'n geskatte spanning van 400V. Die gebruiker het 'n toestel vir elke windturbine geïnstalleer om die windturbine outomaties te kies volgens die windsnelheid in die windpark. Hierdie toestel kan outomaties kies watter windturbine gebruik moet word op grond van die windsnelheid.
Die kassubstasie kan ooreenkomstige kapasiteite uitvoer volgens die drie verskillende vermoeë van die windturbines. Wanneer die windsnelheid baie laag is, word die 160kW windturbine met 'n klein vermoe gekies vir operasie, en die uitvoerkapasiteit van die substasie is dan 180kVA; wanneer die windsnelheid relatief hoog is, word die 750kW windturbine met 'n groot vermoe gekies vir operasie, en die uitvoerkapasiteit van die substasie is 820kVA; wanneer die windsnelheid baie hoog is, word beide windturbines gelyktydig gekies vir operasie, en die uitvoerkapasiteit van die substasie is dan die volledige kapasiteit van 1000kVA. Vir hierdie doel is die transformator ontwerp met 'n assiale dubbele split "laag-hoog-laag" struktuur. Die 690V laagspanningswinding is op die innerste kant gestoot, die hoogspanningswinding is in die middel, en die 400V laagspanningswinding is op die outerste kant gestoot. Elke windkrag-Amerikaanse-styl substasie bestaan uit 'n transformatorruimte, 'n hoogspanningskabelruimte, en 'n hoog- en laagspanningsbedieningsruimte. In die laagspanningsbedieningsruimte is 'n 690V en 'n 400V laagspanningskruiers geïnstalleer, wat hul eie laagspanningskante kan beheer, dit is soos om twee laagspanningsbedieningsruimtes te hê.
Die skematiese diagram van die substasie se werkprinsip word in Figuur 1 gewys.
Toepassingseffekte van die Substasie
Aangesien die gebruiker outomaties windturbines met verskillende vermoeë kan kies volgens die windsnelheid, kan dit die probleem van verspilling van windturbinehulpbronne volledig oplos en energie bespaar.
Die gebruiker kan een minder substasie koop (in vergelyking met die “een-masjien-één-substasie” model), wat voordelig is vir windkrag-Amerikaanse-styl substasies om die voorafgaande investeringskoste van die gebruiker in die windpark te minimeer en die benuttingsdoeltreffendheid van hulpbronne te verbeter.
Die transformator maak gebruik van 'n "laag-hoog-laag" struktuur, wat die kortsluitimpedans van die substasie verhoog. Dit kan effektief die kortsluitstroom beperk en die operasiebetroubaarheid van die substasie verhoog.
