Īss apskats par jauna amerikāņu stila kastveida transformatoru projekta izstrādē vēja enerģijas ģenerēšanai

Ievads

Kā tīrs un atjaunojams enerģijas avots, vēja enerģija arvien vairāk piesaista valstu uzmanību visā pasaulē. Tās resursi ir milzīgi. Kopējie globālie vēja enerģijas resursi sasniedz aptuveni 2,74×10⁹ MW, no kuriem izmantojamais vēja enerģijas apjoms ir 2,0×10⁷ MW. Ķīnā vēja enerģijas resursi ir lieli, plaši izplatīti, un to attīstības un izmantošanas potenciāls ir liels.

Vēja enerģijas ražošana ir strauji attīstījusies pēdējos gados, un to kopā izmantojamie kastveida transformatoru stacijas bieži ir amerikāņu veida kastveida transformatoru stacijas (turpmāk sauktas par vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru stacijām).

Pašlaik parastās vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru stacijas vēja enerģijas ražošanai ir "viens dzinējs - viena stacija" tipa, tas nozīmē, ka katram vēja ģeneratoram (turpmāk saukts par vēja ģeneratoru) ir piešķirta viena vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru stacija. Ar šādu konfigurāciju, kad vēja parkā vēja ātrums ir ļoti zems, vēja ģeneratori darbojas nepilna ielāde, viegli radoši vēja ģeneratoru resursu izmantošanas zudumu. Marts 2010. gadā mūsu uzņēmums dizainēja 31 jauna "divi dzinēji - viena stacija" vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru staciju noteiktam vēja parkam Innāmongolijā, tas nozīmē, ka diviem vēja ģeneratoriem ir piešķirta viena vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru stacija.

Transformatoru stacijas tehniskie parametri

• Produkta modelis: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4

• Nominaļā jauda

• Augsta sprieguma: 1000kVA

• Zema sprieguma 1: 820kVA

• Zema sprieguma 2: 180kVA

• Nominaļais spriegums

• Augsta sprieguma: 36.75kV

• Zema sprieguma 1: 0.69kV (atbilstošā vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru stacijas nominaļā jauda ir 820kVA, un atbilstošais vēja ģeneratora jauda ir 750kW)

• Zema sprieguma 2: 0.4kV (atbilstošā vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru stacijas nominaļā jauda ir 180kVA, un atbilstošais vēja ģeneratora jauda ir 160kW)

• Savienojuma grupa: Dyn11yn11

• Lieluma diapazons: ±2×2.5%

• Īslaides impedancija: 7% (nominaļā sprieguma un frekvencē, balstoties uz augsta sprieguma vilknes nominaļās jaudas pusceļa impedanciju)

• Nominaļais strāvas stiprums

• Augsta sprieguma: 15.71A

• Zema sprieguma 1: 686.1A

• Zema sprieguma 2: 259.8A3

Transformatoru stacijas darbības princips un shēma

Pēc sarunu ar projektēšanas institūtu un vēja ģeneratoru ražotāju, tika noteikts, ka tiem ir nepieciešamas 31 trīssfēriska, kombinētā, kopīga rezervuāra, sadalītā, terminālā amerikāņu veida kastveida transformatoru stacijas. Šīs transformatoru stacijas transformatoram bija jābūt ar zema sprieguma divu daļu struktūru, un abu zema sprieguma pušu spriegumi nebija vienādi.

Darbības princips: Lietotājs uz vienas ass instalēja divus vēja ģeneratorus ar dažādām jaudām. Vēja ģeneratoris 1 ir sinhronais vēja ģeneratoris ar jaudu 750kW un nominaļo spriegumu 690V; vēja ģeneratoris 2 ir asinhronais vēja ģeneratoris ar jaudu 160kW un nominaļo spriegumu 400V. Lietotājs instalēja katram vēja ģeneratoram ierīci, kas automātiski izvēlas vēja ģeneratoru atkarībā no vēja parkā esošajā vēja ātrumā. Šī ierīce var automātiski izvēlēties, kuru vēja ģeneratoru izmantot atkarībā no vēja ātruma.

Kastveida transformatoru stacija var izvadīt atbilstošas jaudas trim dažādiem vēja ģeneratoru jaudām. Kad vēja ātrums ir ļoti zems, tiek izvēlēts darbā mazākas jaudas 160kW vēja ģeneratoris, un šajā laikā transformatoru stacijas izvades jauda ir 180kVA; kad vēja ātrums ir salīdzinoši augsts, tiek izvēlēts darbā lielākas jaudas 750kW vēja ģeneratoris, un šajā laikā transformatoru stacijas izvades jauda ir 820kVA; kad vēja ātrums ir ļoti augsts, tiek izvēlēti darbā abi vēja ģeneratori vienlaikus, un šajā laikā transformatoru stacijas izvades jauda ir pilnā jaudā 1000kVA. Tādēļ transformators tika dizainēts ar ass divu daļu "zema-augsts-zems" struktūru. 690V zema sprieguma vilkne ir ievietota iekšpusē, augsta sprieguma vilkne ir vidū, un 400V zema sprieguma vilkne ir ievietota ārpusē. Katrā vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru stacijā ir transformatora telpa, augsta sprieguma kabeļu telpa un augsta un zema sprieguma darbības telpa. Zema sprieguma darbības telpā ir instalētas viena 690V un viena 400V zema sprieguma līdzstrāvas, kas var kontrolēt savas atbilstošās zema sprieguma puses, līdzvērtīgi divām zema sprieguma darbības telpām.

Transformatoru stacijas darbības principa shēma ir redzama Attēlā 1.

Transformatoru stacijas pielietojuma efekts

• Tā kā lietotājs var automātiski izvēlēties dažādas jaudas vēja ģeneratorus atkarībā no vēja ātruma, tas pilnībā var atrisināt vēja ģeneratoru resursu izmantošanas zudumu un taupot enerģiju.

• Lietotājs var iegādāties vienu mazāk transformatoru staciju (salīdzinājumā ar "viens dzinējs - viena stacija" modeļu), kas ir labvēlīgi vēja enerģijas amerikāņu veida transformatoru stacijām, lai samazinātu lietotāja iepriekšējo investīciju izmaksas vēja parkā un uzlabotu resursu izmantošanas efektivitāti.

• Transformatora "zema-augsts-zems" struktūra palielina transformatoru stacijas īslaides impedanci, tādējādi efektīvi ierobežojot īslaides strāvu un paaugstinot transformatoru stacijas darbības uzticamību.