Une Brève Discussion sur la Conception d'un Nouveau Poste de Transformation Américain de Type Boîtier pour la Génération Éolienne
Introduction
En tant que source d'énergie propre et renouvelable, l'énergie éolienne attire de plus en plus l'attention des pays du monde entier. Ses réserves sont immenses. Les ressources éoliennes mondiales s'élèvent approximativement à 2,74×10⁹ MW, dont l'énergie éolienne exploitables est de 2,0×10⁷ MW. En Chine, les réserves d'énergie éolienne sont importantes, largement réparties, et le potentiel de développement et d'utilisation est considérable.
La production d'électricité éolienne s'est rapidement développée ces dernières années, et les postes de transformation de type boîtier utilisés en conjonction avec elle sont principalement des postes de transformation américains de type boîtier (ci-après dénommés postes de transformation éoliens américains).
Actuellement, les postes de transformation éoliens américains conventionnels pour la production d'électricité éolienne sont de type "une machine-un poste", c'est-à-dire qu'une éolienne (ci-après dénommée éolienne) est équipée d'un poste de transformation éolien américain. Avec cette configuration, lorsque la vitesse du vent dans le parc éolien est très faible, l'éolienne fonctionne sous-chargée, ce qui entraîne facilement un gaspillage des ressources de l'éolienne. En mars 2010, notre société a conçu 31 nouveaux postes de transformation éoliens américains de type "deux machines-un poste" pour un certain parc éolien en Mongolie-Intérieure, c'est-à-dire que deux éoliennes sont équipées du même poste de transformation éolien américain.
Détermination des paramètres techniques du poste de transformation
Modèle de produit : ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
Capacité nominale
Haute tension : 1000 kVA
Basse tension 1 : 820 kVA
Basse tension 2 : 180 kVA
Tension nominale
Haute tension : 36,75 kV
Basse tension 1 : 0,69 kV (la capacité nominale du poste de transformation éolien américain correspondant est de 820 kVA, et la puissance de l'éolienne correspondante est de 750 kW)
Basse tension 2 : 0,4 kV (la capacité nominale du poste de transformation éolien américain correspondant est de 180 kVA, et la puissance de l'éolienne correspondante est de 160 kW)
Groupe de connexion : Dyn11yn11
Plage de réglage : ±2×2,5 %
Impédance de court-circuit : 7 % (sous la tension et la fréquence nominales, basée sur l'impédance semi-passante de la capacité nominale du bobinage haute tension)
Courant nominal
Haute tension : 15,71 A
Basse tension 1 : 686,1 A
Basse tension 2 : 259,8 A3
Principe de fonctionnement et schéma du poste de transformation
Après avoir contacté l'institut de conception et le fabricant d'éoliennes, il a été déterminé qu'ils avaient besoin de 31 postes de transformation de type boîtier américain triphasés, combinés, à cuve commune, séparés, terminaux. Le transformateur dans ces postes de transformation devait avoir une structure doublement divisée en basse tension, et les tensions des deux côtés basse tension n'étaient pas égales.
Principe de fonctionnement : L'utilisateur a installé deux éoliennes de puissances inégales sur le même axe. L'éolienne 1 est une éolienne synchrone avec une puissance de 750 kW et une tension nominale de 690 V ; l'éolienne 2 est une éolienne asynchrone avec une puissance de 160 kW et une tension nominale de 400 V. L'utilisateur a installé un dispositif pour chaque éolienne permettant de sélectionner automatiquement l'éolienne en fonction de la vitesse du vent dans le parc éolien. Ce dispositif peut choisir automatiquement quelle éolienne utiliser en fonction de la vitesse du vent.
Le poste de transformation de type boîtier peut fournir des capacités correspondantes selon les trois puissances différentes des éoliennes. Lorsque la vitesse du vent est très faible, l'éolienne de petite puissance de 160 kW est choisie pour fonctionner, et la capacité de sortie du poste de transformation à ce moment-là est de 180 kVA ; lorsque la vitesse du vent est relativement élevée, l'éolienne de grande puissance de 750 kW est choisie pour fonctionner, et la capacité de sortie du poste de transformation est de 820 kVA ; lorsque la vitesse du vent est très élevée, les deux éoliennes sont choisies pour fonctionner simultanément, et la capacité de sortie du poste de transformation à ce moment-là est la pleine capacité de 1000 kVA. À cet effet, le transformateur a été conçu avec une structure doublement divisée axialement "basse-haute-basse". Le bobinage basse tension de 690 V est placé à l'intérieur, le bobinage haute tension est au milieu, et le bobinage basse tension de 400 V est placé à l'extérieur. Chaque poste de transformation éolien américain se compose d'une salle de transformateur, d'une salle de câbles haute tension et d'une salle de commande haute et basse tension. Dans la salle de commande basse tension, un disjoncteur basse tension de 690 V et un disjoncteur basse tension de 400 V sont installés respectivement, pouvant contrôler leurs propres côtés basse tension, équivalent à avoir deux salles de commande basse tension.
Le schéma du principe de fonctionnement du poste de transformation est illustré à la figure 1.
Effets d'application du poste de transformation
Puisque l'utilisateur peut sélectionner automatiquement des éoliennes de puissances différentes en fonction de la vitesse du vent, cela peut résoudre complètement le problème de gaspillage des ressources des éoliennes et économiser de l'énergie.
L'utilisateur peut acheter un poste de transformation de moins (comparé au modèle "une machine-un poste"), ce qui est bénéfique pour minimiser le coût d'investissement initial de l'utilisateur dans le parc éolien et améliorer l'efficacité d'utilisation des ressources.
Le transformateur adopte une structure "basse-haute-basse", ce qui augmente l'impédance de court-circuit du poste de transformation. Par conséquent, il peut restreindre efficacement le courant de court-circuit et améliorer la fiabilité opérationnelle du poste de transformation.
