Кратко обсъждане на проектирането на нов американски боксов тип подстанция за производство на вятърна енергия
Въведение
Като чист и възобновяем източник на енергия, вятърната енергия привлича все повече внимание от страна на държавите по цял свят. Нейните запаси са огромни. Общите глобални ресурси на вятърната енергия възлизат на приблизително 2,74×10⁹ МВ, от които използваемата вятърна енергия е 2,0×10⁷ МВ. В Китай, запасите от вятърна енергия са големи, широко разпространени и потенциалът за развитие и използване е огромен.
В последните години вятърната енергетика се развива бързо, а кутийните трансформаторни станции, използвани в съчетание с нея, са най-често американски кутийни трансформаторни станции (впред да се наричат вятърни американски кутийни трансформаторни станции).
В момента конвенционалните вятърни американски кутийни трансформаторни станции за производство на вятърна енергия са от типа "един генератор - един трансформатор", т.е. един вятърен турбин (впред да се нарича вятърен турбин) е оборудван с един вятърна американска кутийна трансформаторна станция. С тази конфигурация, когато скоростта на вятъра в вятърната ферма е много ниска, вятърният турбин работи под натоварен, лесно причинявайки губи на ресурсите на вятърния турбин. През март 2010 г. нашата компания проектира 31 нови типове "два генератора - един трансформатор" вятърни американски кутийни трансформаторни станции за определена вятърна ферма в Инър Монголия, т.е. два вятърни турбини са оборудвани с една и съща вятърна американска кутийна трансформаторна станция.
Определение на техническите параметри на трансформаторната станция
Модел на продукта: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
Номинална мощност
Високо напрежение: 1000 кВА
Ниско напрежение 1: 820 кВА
Ниско напрежение 2: 180 кВА
Номинално напрежение
Високо напрежение: 36.75 кВ
Ниско напрежение 1: 0.69 кВ (номиналната мощност на съответната вятърна американска кутийна трансформаторна станция е 820 кВА, а мощността на съответния вятърен турбин е 750 кВт)
Ниско напрежение 2: 0.4 кВ (номиналната мощност на съответната вятърна американска кутийна трансформаторна станция е 180 кВА, а мощността на съответния вятърен турбин е 160 кВт)
Група на връзките: Dyn11yn11
Диапазон на регулировка: ±2×2.5%
Импеданс при кратко замыкание: 7% (при номинално напрежение и честота, базирано на половината импеданс на номиналната мощност на високонапреженната обмотка)
Номинален ток
Високо напрежение: 15.71 А
Ниско напрежение 1: 686.1 А
Ниско напрежение 2: 259.8 А
Принцип на действие и принципна схема на трансформаторната станция
След контакт с института по проектиране и производителя на вятърните турбини, беше определено, че те изискват 31 трифазни, комбинирани, общо-резервоарни, разделени, терминални, американски кутийни трансформаторни станции. Трансформаторите в тези станции трябваше да имат двойна нисконапрежна структура, а напреженията на двете нисконапрежни страни не са равни.
Принцип на действие: Потребителят инсталира две вятърни турбини с различна мощност на една и съща ос. Вятърна турбина 1 е синхронна вятърна турбина с мощност 750 кВт и номинално напрежение 690 В; Вятърна турбина 2 е асинхронна вятърна турбина с мощност 160 кВт и номинално напрежение 400 В. Потребителят инсталира устройство за всяка вятърна турбина, което автоматично избира вятърната турбина в зависимост от скоростта на вятъра в вятърната ферма. Това устройство може автоматично да избере коя вятърна турбина да използва в зависимост от скоростта на вятъра.
Кутийната трансформаторна станция може да издава съответстващи мощности според трите различни мощности на вятърните турбини. Когато скоростта на вятъра е много ниска, се избира вятърна турбина с малка мощност 160 кВт за работа, и изходната мощност на трансформаторната станция в този момент е 180 кВА; когато скоростта на вятъра е относително висока, се избира вятърна турбина с голяма мощност 750 кВт за работа, и изходната мощност на трансформаторната станция е 820 кВА; когато скоростта на вятъра е много висока, се избират за работа едновременно двете вятърни турбини, и изходната мощност на трансформаторната станция в този момент е пълната мощност 1000 кВА. За тази цел, трансформаторът е проектиран като аксиално двойно-разделена "низко-високо-ниско" структура. Низконапрежната обмотка 690 В е облечена върху най-вътрешната страна, високонапрежната обмотка е в средата, а низконапрежната обмотка 400 В е облечена върху най-външната страна. Всяка вятърна американска кутийна трансформаторна станция се състои от трансформаторна зала, зала за високонапрежни кабели и зала за управление на високонапрежните и низконапрежните операции. В залата за низконапрежни операции са инсталирани по един низконапрежен прекъсвач 690 В и 400 В, които могат да контролират съответните низконапрежни страни, което е равно на имането на две зали за низконапрежни операции.
Принципната схема на принципа на действие на трансформаторната станция е показана на Фигура 1.
Ефект от приложението на трансформаторната станция
Тъй като потребителите могат автоматично да избират вятърни турбини с различна мощност в зависимост от скоростта на вятъра, това може напълно да реши проблема с губите на ресурсите на вятърните турбини и да спести енергия.
Потребителят може да закупи с една по-малко трансформаторна станция (в сравнение с модела "един генератор - един трансформатор"), което е полезно за вятърните американските кутийни трансформаторни станции, за да минимизира предварителните инвестиционни разходи на потребителите в вятърната ферма и да подобри ефективността на използването на ресурсите.
Трансформаторът използва "низко-високо-ниско" структура, която увеличава импеданса при кратко замыкание на трансформаторната станция. Следователно, това може ефективно да ограничи тока при кратко замыкание и да увеличи надеждността на функционирането на трансформаторната станция.
