Een Korte Bespreking over het Ontwerp van een Nieuwe Amerikaanse Stijl Box-type Transformatiehuis voor Windenergieopwekking
Inleiding
Als een schone en hernieuwbare energiebron heeft windenergie steeds meer de aandacht getrokken van landen over de hele wereld. De reserves zijn enorm. De totale wereldwijde windenergiereserves bedragen ongeveer 2,74×10⁹ MW, waarvan 2,0×10⁷ MW bruikbare windenergie is. In China zijn de windenergiereserves groot, breed verspreid, en het potentieel voor ontwikkeling en gebruik is enorm.
Windenergieopwekking heeft zich in recente jaren snel ontwikkeld, en de erbij gebruikte compacte stations zijn meestal Amerikaanse-stijl compacte stations (hierna aangeduid als wind-Amerikaanse-stijl stations).
Momenteel zijn de conventionele wind-Amerikaanse-stijl stations voor windenergieopwekking van het type "één machine-één station", dat wil zeggen, één windturbine (hierna aangeduid als windturbine) is uitgerust met één wind-Amerikaans-stijl station. Met deze configuratie, wanneer de windsnelheid in de windpark zeer laag is, zal de windturbine onderbelast werken, wat gemakkelijk leidt tot verspilling van windturbinebronnen. In maart 2010 ontwierp ons bedrijf 31 nieuwe "twee machines-één station" wind-Amerikaanse-stijl stations voor een bepaald windpark in Inner Mongolia, dat wil zeggen, twee windturbines zijn uitgerust met hetzelfde wind-Amerikaanse-stijl station.
Bepaling van Technische Parameters van het Station
Productmodel: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
Nominale Capaciteit
Hoogspanning: 1000kVA
Lage spanning 1: 820kVA
Lage spanning 2: 180kVA
Nominale Spanning
Hoogspanning: 36.75kV
Lage spanning 1: 0.69kV (De nominale capaciteit van het bijbehorende wind-Amerikaanse-stijl station is 820kVA, en de bijbehorende windturbinecapaciteit is 750kW)
Lage spanning 2: 0.4kV (De nominale capaciteit van het bijbehorende wind-Amerikaanse-stijl station is 180kVA, en de bijbehorende windturbinecapaciteit is 160kW)
Verbindinggroep: Dyn11yn11
Tapbereik: ±2×2.5%
Kortsluitimpedantie: 7% (Bij nominale spanning en frequentie, gebaseerd op de halfdoorloopimpedantie van de nominale capaciteit van de hoogspanningswikkeling)
Nominale Stroom
Hoogspanning: 15.71A
Lage spanning 1: 686.1A
Lage spanning 2: 259.8A3
Werkingsprincipe en Schematische Weergave van het Station
Na contact met het ontwerpinstituut en de fabrikant van de windturbine werd bepaald dat zij 31 driefase, gecombineerde, gemeenschappelijke tank, gesplitste, terminaaltype Amerikaanse-stijl compacte stations nodig hadden. De transformatoren in deze stations moesten een dubbele splitsingstructuur aan lage spanning hebben, en de spanningen van de twee lage spanningszijden waren niet gelijk.
Werkingsprincipe: De gebruiker installeerde twee windturbines met verschillende vermogens op dezelfde as. Windturbine 1 is een synchrone windturbine met een vermogen van 750kW en een nominale spanning van 690V; Windturbine 2 is een asynchrone windturbine met een vermogen van 160kW en een nominale spanning van 400V. De gebruiker installeerde een apparaat voor elke windturbine om automatisch de windturbine te selecteren volgens de windsnelheid in het windpark. Dit apparaat kan automatisch kiezen welke windturbine te gebruiken op basis van de windsnelheid.
Het compacte station kan corresponderende capaciteiten uitvoeren volgens de drie verschillende vermogens van de windturbines. Wanneer de windsnelheid zeer laag is, wordt de 160kW windturbine met een klein vermogen geselecteerd voor operatie, en de uitvoercapaciteit van het station is dan 180kVA; wanneer de windsnelheid relatief hoog is, wordt de 750kW windturbine met een groot vermogen geselecteerd voor operatie, en de uitvoercapaciteit van het station is 820kVA; wanneer de windsnelheid zeer hoog is, worden beide windturbines tegelijkertijd geselecteerd voor operatie, en de uitvoercapaciteit van het station is dan de volledige capaciteit van 1000kVA. Hiervoor werd de transformatie ontworpen als een axiale dubbele splitsing "lage-hoge-lage" structuur. De 690V lage spanning wikkeling is geplaatst aan de binnenste zijde, de hoge spanning wikkeling is in het midden, en de 400V lage spanning wikkeling is geplaatst aan de buitenste zijde. Elk wind-Amerikaans-stijl station bestaat uit een transformatorruimte, een hoge spanning kabelruimte, en een hoge en lage spanning bedieningsruimte. In de lage spanning bedieningsruimte zijn respectievelijk een 690V en een 400V lage spanning circuitbreker geïnstalleerd, die hun respectieve lage spanning zijden kunnen controleren, wat equivalent is aan het hebben van twee lage spanning bedieningsruimtes.
De schematische weergave van het werkingsprincipe van het station is weergegeven in Figuur 1.
Toepassingsresultaten van het Station
Aangezien de gebruiker automatisch windturbines met verschillende vermogens kan selecteren volgens de windsnelheid, kan dit volledig het probleem van verspilling van windturbinebronnen oplossen en energie besparen.
De gebruiker kan één minder station kopen (in vergelijking met het "één machine-één station" model), wat voordelig is voor wind-Amerikaanse-stijl stations om de initiële investeringskosten van de gebruiker in het windpark te minimaliseren en de efficiëntie van de bronnengebruik te verbeteren.
De transformatie heeft een "lage-hoge-lage" structuur, wat de kortsluitimpedantie van het station verhoogt. Hierdoor kan het effectief de kortsluitstroom beperken en de operationele betrouwbaarheid van het station verhogen.
