विंड पावर जनरेशन के लिए एक नए अमेरिकी-शैली के बॉक्स टाइप सबस्टेशन के डिजाइन पर एक संक्षिप्त चर्चा
परिचय
वायु ऊर्जा एक साफ और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है, जिसने विश्व के देशों का ध्यान बढ़ते क्रम में आकर्षित किया है। इसके भंडार विशाल हैं। विश्व के कुल वायु ऊर्जा संसाधन लगभग 2.74×10⁹ MW हैं, जिनमें से उत्पादन की योग्य वायु ऊर्जा 2.0×10⁷ MW है। चीन में, वायु ऊर्जा के भंडार बड़े हैं, व्यापक रूप से वितरित हैं, और उनके विकास और उपयोग की क्षमता विशाल है।
हाल के वर्षों में वायु ऊर्जा उत्पादन तेजी से विकसित हुआ है, और इसके साथ प्रयोग किए जाने वाले बॉक्स-टाइप सबस्टेशन अधिकतर अमेरिकी-शैली के बॉक्स-टाइप सबस्टेशन (इसके बाद वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली के सबस्टेशन के रूप में जाने जाएंगे) हैं।
वर्तमान में, वायु ऊर्जा उत्पादन के लिए पारंपरिक वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली के सबस्टेशन "एक-मशीन-एक-सबस्टेशन" प्रकार के हैं, अर्थात, एक वायु टरबाइन (इसके बाद वायु टरबाइन के रूप में जाना जाएगा) के लिए एक वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली का सबस्टेशन होता है। इस व्यवस्था के साथ, जब वायु खेत में वायु गति बहुत कम होती है, तो वायु टरबाइन अपर्याप्त भार से काम करता है, जिससे वायु टरबाइन संसाधनों का व्यर्थ होने की संभावना बढ़ जाती है। मार्च 2010 में, हमारी कंपनी ने इन्नर मंगोलिया के एक विशिष्ट वायु खेत के लिए 31 नई-प्रकार "दो-मशीन-एक-सबस्टेशन" वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली के सबस्टेशन डिजाइन किए, अर्थात, दो वायु टरबाइनों के लिए एक ही वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली का सबस्टेशन होता है।
सबस्टेशन तकनीकी पैरामीटरों का निर्धारण
उत्पाद मॉडल: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
निर्धारित क्षमता
उच्च-वोल्टेज: 1000kVA
निम्न-वोल्टेज 1: 820kVA
निम्न-वोल्टेज 2: 180kVA
निर्धारित वोल्टेज
उच्च-वोल्टेज: 36.75kV
निम्न-वोल्टेज 1: 0.69kV (संबंधित वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली के सबस्टेशन की निर्धारित क्षमता 820kVA है, और संबंधित वायु टरबाइन की शक्ति 750kW है)
निम्न-वोल्टेज 2: 0.4kV (संबंधित वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली के सबस्टेशन की निर्धारित क्षमता 180kVA है, और संबंधित वायु टरबाइन की शक्ति 160kW है)
कनेक्शन समूह: Dyn11yn11
टैप रेंज: ±2×2.5%
शॉर्ट-सर्किट इम्पीडेंस: 7% (निर्धारित वोल्टेज और आवृत्ति पर, उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग की निर्धारित क्षमता के आधे-पार के इम्पीडेंस पर आधारित)
निर्धारित विद्युत धारा
उच्च-वोल्टेज: 15.71A
निम्न-वोल्टेज 1: 686.1A
निम्न-वोल्टेज 2: 259.8A3
सबस्टेशन का कार्य नियम और आरेख
डिजाइन संस्थान और वायु टरबाइन निर्माता से संपर्क करने के बाद, यह निर्धारित किया गया कि उन्हें 31 त्रिपाद, संयुक्त-प्रकार, सामान्य-टैंक, विभाजित-प्रकार, टर्मिनल-प्रकार अमेरिकी-शैली के बॉक्स-टाइप सबस्टेशन की आवश्यकता थी। इन सबस्टेशनों में ट्रांसफॉर्मर को निम्न-वोल्टेज डबल-स्प्लिट संरचना का होना चाहिए, और दोनों निम्न-वोल्टेज भागों के वोल्टेज समान नहीं थे।
कार्य नियम: उपयोगकर्ता ने एक ही धुरी पर असमान शक्ति वाले दो वायु टरबाइन स्थापित किए। वायु टरबाइन 1 एक 750kW शक्ति वाला सिंक्रोनस वायु टरबाइन है, जिसका निर्धारित वोल्टेज 690V है; वायु टरबाइन 2 एक 160kW शक्ति वाला एसिंक्रोनस वायु टरबाइन है, जिसका निर्धारित वोल्टेज 400V है। उपयोगकर्ता ने प्रत्येक वायु टरबाइन के लिए एक उपकरण स्थापित किया, जो वायु खेत में वायु गति के आधार पर वायु टरबाइन का चयन स्वचालित रूप से करता है। यह उपकरण वायु गति के आधार पर स्वचालित रूप से यह निर्धारित कर सकता है कि किस वायु टरबाइन का उपयोग किया जाए।
बॉक्स-टाइप सबस्टेशन वायु टरबाइनों की तीन अलग-अलग शक्तियों के अनुसार संबंधित क्षमताओं का उत्पादन कर सकता है। जब वायु गति बहुत कम हो, तो 160kW शक्ति वाला छोटा वायु टरबाइन चयन किया जाता है, और इस समय सबस्टेशन की उत्पादन क्षमता 180kVA होती है; जब वायु गति अधिक हो, तो 750kW शक्ति वाला बड़ा वायु टरबाइन चयन किया जाता है, और इस समय सबस्टेशन की उत्पादन क्षमता 820kVA होती है; जब वायु गति बहुत अधिक हो, तो दोनों वायु टरबाइन एक साथ चयन किए जाते हैं, और इस समय सबस्टेशन की उत्पादन क्षमता पूरी क्षमता 1000kVA होती है। इसके लिए, ट्रांसफॉर्मर को अक्षीय डबल-स्प्लिट "निम्न-उच्च-निम्न" संरचना में डिजाइन किया गया था। 690V निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग अंदरूनी तरफ लगाया गया, उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग बीच में, और 400V निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग बाहरी तरफ लगाया गया। प्रत्येक वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली का सबस्टेशन ट्रांसफॉर्मर कक्ष, उच्च-वोल्टेज केबल कक्ष, और उच्च-निम्न-वोल्टेज संचालन कक्ष से बना होता है। निम्न-वोल्टेज संचालन कक्ष में, एक 690V और एक 400V निम्न-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर लगाए गए हैं, जो अपने-अपने निम्न-वोल्टेज भागों को नियंत्रित कर सकते हैं, जो दो निम्न-वोल्टेज संचालन कक्षों के बराबर हैं।
सबस्टेशन के कार्य नियम का आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है।
सबस्टेशन के अनुप्रयोग के प्रभाव
क्योंकि उपयोगकर्ता वायु गति के आधार पर अलग-अलग शक्ति वाले वायु टरबाइनों का स्वचालित रूप से चयन कर सकता है, इससे वायु टरबाइन संसाधनों की व्यर्थ की समस्या को पूरी तरह से हल किया जा सकता है और ऊर्जा बचाई जा सकती है।
उपयोगकर्ता एक कम सबस्टेशन (वित्तीय तुलना में "एक-मशीन-एक-सबस्टेशन" मॉडल से) खरीद सकता है, जो वायु-ऊर्जा अमेरिकी-शैली के सबस्टेशन के लिए उपयोगकर्ता के वायु खेत में पूर्व निवेश की लागत को कम करने और संसाधनों की उपयोग की दक्षता को बढ़ाने में लाभदायक है।
ट्रांसफॉर्मर "निम्न-उच्च-निम्न" संरचना का उपयोग करता है, जिससे सबस्टेशन का शॉर्ट-सर्किट इम्पीडेंस बढ़ जाता है। इसके परिणामस्वरूप, यह शॉर्ट-सर्किट धारा को प्रभावी रूप से सीमित कर सकता है और सबस्टेशन की संचालन विश्वसनीयता को बढ़ा सकता है।
