풍력 발전을 위한 새로운 아메리칸 스타일 박스형 변전소 설계에 대한 간략한 논의

설계 연구소와 풍력 발전기 제조업체와 협의한 결과, 그들은 31대의 3상, 복합형, 공통 탱크, 분할형, 단말형 미국식 상자형 변전소를 필요로 했다. 이 변전소의 변압기는 저압 측이 두 부분으로 분할된 구조를 가져야 하며, 두 저압 측의 전압은 같지 않아야 한다.

작동 원리: 사용자는 동일한 축에 출력이 다른 두 대의 풍력 발전기를 설치했다. 풍력 발전기 1은 출력 750kW, 정격 전압 690V인 싱크로노스 풍력 발전기이며, 풍력 발전기 2는 출력 160kW, 정격 전압 400V인 비싱크로노스 풍력 발전기이다. 사용자는 각 풍력 발전기에 대해 풍력 발전소의 풍속에 따라 자동으로 풍력 발전기를 선택하는 장치를 설치했다. 이 장치는 풍속에 따라 자동으로 어느 풍력 발전기를 사용할지를 선택할 수 있다.

상자형 변전소는 풍력 발전기의 세 가지 다른 출력에 따라 적절한 용량을 출력할 수 있다. 풍속이 매우 낮을 때는 출력 160kW의 작은 풍력 발전기가 선택되어 작동하며, 이때 변전소의 출력 용량은 180kVA이다; 풍속이 비교적 높을 때는 출력 750kW의 큰 풍력 발전기가 선택되어 작동하며, 이때 변전소의 출력 용량은 820kVA이다; 풍속이 매우 높을 때는 두 대의 풍력 발전기가 동시에 선택되어 작동하며, 이때 변전소의 출력 용량은 전체 용량인 1000kVA이다. 이를 위해 변압기는 축 방향으로 두 부분으로 분할된 "저-고-저" 구조로 설계되었다. 690V 저압 코일은 가장 안쪽에 위치하고, 고압 코일은 중앙에 위치하며, 400V 저압 코일은 가장 바깥쪽에 위치한다. 각 풍력 미국식 변전소는 변압기실, 고압 케이블실, 고-저압 운전실로 구성된다. 저압 운전실에는 각각 690V와 400V 저압 차단기 한 대씩이 설치되어 있으며, 각각의 저압 측을 제어할 수 있으므로 두 개의 저압 운전실과 같다.

변전소의 작동 원리 배치도는 도 1에 나타나 있다.

변전소의 적용 효과

• 사용자가 풍속에 따라 출력이 다른 풍력 발전기를 자동으로 선택할 수 있으므로, 풍력 발전기 자원의 낭비 문제를 완전히 해결하고 에너지를 절약할 수 있다.

• 사용자는 "한 기계-한 변전소" 모델과 비교하여 하나 덜 변전소를 구매할 수 있으므로, 풍력 미국식 변전소를 통해 풍력 발전소의 초기 투자 비용을 최소화하고 자원 이용 효율을 높이는 데 도움이 된다.

• 변압기는 "저-고-저" 구조를 채택하여 변전소의 단락 임피던스를 증가시켰다. 따라서 단락 전류를 효과적으로 제한하고 변전소의 운전 신뢰성을 향상시킬 수 있다.