דיון קצר על העיצוב של תחנת מתח קופסאית בסגנון אמריקאי עבור ייצור חשמל מאנרגיה רוח
הקדמה
כמקור אנרגיה נקי ותחתי, אנרגיית הרוח מושכת את תשומת הלב של מדינות רבות ברחבי העולם. המאגרים שלה הם עצומים. המשאבים הגלובליים של אנרגיית הרוח סך הכל כ-2.74×10⁹ MW, מהן אנרגיית רוח ניתנת ליצ thác בסך 2.0×10⁷ MW. בסין, מאגרי אנרגיית הרוח גדולים, מפוזרים secara luas, והפוטנציאל לפיתוח ושימוש בהם גדול מאוד.
בשנים האחרונות התפתחה ייצור חשמל באמצעות רוח במהירות, והתחנות המשנה מסוג תיבה המשמשות בשילוב עם זה הן ברובן תחנות משנה אמריקאיות מסוג תיבה (להלן - תחנות משנה אמריקאיות לעיבוד אנרגיית רוח).
כיום, התחנות המשנה האמריקאיות הסטנדרטיות לעיבוד אנרגיית רוח הן מסוג "מכונה אחת - תחנה משנה אחת", כלומר, לכל טורבינה רוח (להלן - טורבינה) מתלווה תחנת משנה אמריקאית אחת לעיבוד אנרגיית רוח. בהגדרה זו, כאשר מהירות הרוח בחווה היא נמוכה מאוד, הטורבינה תפעל בנטל נמוך, מה שיכול לגרום להפסד משאבים של טורבינת הרוח. במארס 2010, החברה שלנו עיצבה 31 תחנות משנה חדשות מסוג "שתי מכונות - תחנה משנה אחת" עבור חווה מסוימת באנרגיית רוח באינר מונגוליה, כלומר, שתי טורבינות רוח מתלוות לאותה תחנת משנה אמריקאית לעיבוד אנרגיית רוח.
קביעת פרמטרים טכניים של התחנה המשנה
מודל מוצר: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
קיבולת מוגדרת
מתח גבוה: 1000kVA
מתח נמוך 1: 820kVA
מתח נמוך 2: 180kVA
מתח מוגדר
מתח גבוה: 36.75kV
מתח נמוך 1: 0.69kV (קיבולת המוגדרת של תחנת המשנה האמריקאית לעיבוד אנרגיית הרוח המתאימה היא 820kVA, והistung tenaga angin yang sesuai adalah 750kW)
מתח נמוך 2: 0.4kV (קיבולת המוגדרת של תחנת המשנה האמריקאית לעיבוד אנרגיית הרוח המתאימה היא 180kVA, והistung tenaga angin yang sesuai adalah 160kW)
קבוצת חיבור: Dyn11yn11
טווח מקלפים: ±2×2.5%
התנגדות קצרה: 7% (תחת מתח ומגמה מוגדרים, בהתבסס על העומס החצי מעבר של הקיבולת המוגדרת של הסליל המתח גבוה)
זרם מוגדר
מתח גבוה: 15.71A
מתח נמוך 1: 686.1A
מתח נמוך 2: 259.8A3
עקרון פעולה ודיאגרמת סקיצה של התחנה המשנה
לאחר מגעים עם המכון לתכנון וליצרן הטורבינות, קבעו שהם דורשים 31 תחנות משנה אופייות אמריקאיות של תיבה, שלוש פאזה, משולבות, דופן משותפת, מופרדות, מסוף. המרתף בתוכן היה צריך להיות בעל מבנה מפולג לשני מתחים נמוכים, והמתחים של שני הצדדים הנמוכים לא היו שווים.
עקרון פעולה: המשתמש התקין שתי טורבינות רוח בעוצמות שונות על אותו ציר. טורבינת הרוח מספר 1 היא טורבינת רוח סינכרונית בעוצמה של 750kW ובמתח מוגדר של 690V; טורבינת הרוח מספר 2 היא טורבינת רוח א-סינכרונית בעוצמה של 160kW ובמתח מוגדר של 400V. המשתמש התקין מכשיר לכל טורבינה כדי לבחור באופן אוטומטי את טורבינת הרוח בהתאם למהירות הרוח בחווה. המכשיר יכול לבחור אוטומטית איזה טורבינה להשתמש בה בהתאם למהירות הרוח.
תחנת המשנה יכולה לספק קיבולות מתאימות בשלוש העוצמות השונות של טורבינות הרוח. כאשר מהירות הרוח נמוכה מאוד, בוחרת הטורבינה בעוצמה קטנה של 160kW לפעול, והקיבולת המופקת של תחנת המשנה היא 180kVA; כאשר מהירות הרוח גבוהה יותר, בוחרת הטורבינה בעוצמה גדולה של 750kW לפעול, והקיבולת המופקת של תחנת המשנה היא 820kVA; כאשר מהירות הרוח גבוהה מאוד, בוחרות שתיהן הטורבינות לפעול בו זמנית, והקיבולת המופקת של תחנת המשנה היא הקיבולת המלאה של 1000kVA. לשם כך, תוכנן המרתף בצורה מפולגת לשניים הצירים "נמוך - גבוה - נמוך". הסליל המתח נמוך של 690V מוקף לצד הפנימי ביותר, הסליל המתח גבוה נמצא באמצע, והסליל המתח נמוך של 400V מוקף לצד החיצוני ביותר. כל תחנת משנה אמריקאית מורכבת מחדר המרתף, חדר כבלים מתח גבוה, וחדר פעולה מתח גבוה ונמוך. בחדר הפעולה המתח נמוך מותקנים כל אחד מהפסקים המתח נמוך של 690V ושל 400V, אשר יכולים לשלוט על צידי המתח הנמוך שלהם, השקול לחדר פעולה מתח נמוך אחד לכל אחד מהם.
דיאגרמת הסקיצה של עקרון הפעולה של תחנת המשנה מוצגת בתמונה 1.
השפעות השימוש בתחנת המשנה
מאחר שהמשתמש יכול לבחור באופן אוטומטי טורבינות רוח בעוצמות שונות בהתאם למהירות הרוח, ניתן לפתור לחלוטין את בעיית ההפסד של משאבי טורבינות הרוח ולהחסכן אנרגיה.
המשתמש יכול לקנות תחנת משנה אחת פחות (בהשוואה למודל "מכונה אחת - תחנה משנה אחת"), מה שמועיל לתחנות משנה אמריקאיות להפחית את ההשקעה הראשונית של המשתמש בחווה ולהגביר את יעילות השימוש במשאבים.
המרתף משתמש במבנה "נמוך - גבוה - נמוך", מה שמגדיל את ההתנגדות לקצר של תחנת המשנה. כתוצאה מכך, הוא יכול להגביל בצורה יעילה את זרם הקצר ולחזק את אמינות הפעילות של תחנת המשנה.
