En kort diskusjon om designet av en ny amerikansk-stil bokser-type understasjon for vindkraftproduksjon
Introduksjon
Som en ren og fornybar energikilde, har vindkraft gradvis tiltrekket seg oppmerksomheten fra land over hele verden. Dens reserver er enorme. De totale globale vindenergiressursene beløper seg til omtrent 2,74×10⁹ MW, hvorav den utnyttbare vindenergien er 2,0×10⁷ MW. I Kina er vindenergireserver store, vidtfordelte, og potensialet for utvikling og bruk er stort.
Vindkraftproduksjon har utviklet seg raskt i de siste årene, og boks-transformatorer som brukes sammen med det, er hovedsakelig amerikanske boks-transformatorer (heretter referert til som vindkraft-amerikanske transformatorer).
For tiden er konvensjonelle vindkraft-amerikanske transformatorer for vindkraftproduksjon av typen "én maskin-én transformator", det vil si, at én vindmølle (heretter referert til som vindmølle) er utstyrt med én vindkraft-amerikansk transformator. Med denne konfigurasjonen, når vindhastigheten i vindparken er veldig lav, vil vindmøllen operere underlastet, noe som lett kan føre til spilling av vindmølleressurser. I mars 2010, designet vårt selskap 31 nye "to maskiner-én transformator" vindkraft-amerikanske transformatorer for en bestemt vindpark i Inner Mongolia, det vil si, to vindmøller er utstyrt med samme vindkraft-amerikansk transformator.
Fastsetting av tekniske parametere for transformator
Produktmodell: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
Spesifisert kapasitet
Høyspennings: 1000kVA
Lavspennings 1: 820kVA
Lavspennings 2: 180kVA
Spesifisert spenning
Høyspennings: 36.75kV
Lavspennings 1: 0.69kV (Den spesifiserte kapasiteten til den tilsvarende vindkraft-amerikanske transformatoren er 820kVA, og den tilsvarende effekten til vindmøllen er 750kW)
Lavspennings 2: 0.4kV (Den spesifiserte kapasiteten til den tilsvarende vindkraft-amerikanske transformatoren er 180kVA, og den tilsvarende effekten til vindmøllen er 160kW)
Koblingsgruppe: Dyn11yn11
Trappområde: ±2×2.5%
Kortslutningsimpedans: 7% (Ved spesifisert spenning og frekvens, basert på halvvegsimpedansen til den spesifiserte kapasiteten til høyspenningsvindingen)
Spesifisert strøm
Høyspennings: 15.71A
Lavspennings 1: 686.1A
Lavspennings 2: 259.8A3
Arbeidsprinsipp og skisse av transformator
Etter kontakt med designkontoret og vindmølleprodusenten, ble det fastslått at de trengte 31 trefase, kombinerte, felles-tank, delt, terminaltype amerikanske boks-transformatorer. Transformatorer i disse transformatorer måtte ha en dobbelt-delt lavspenningsstruktur, og spenningene på de to lavspennings sidene var ulike.
Arbeidsprinsipp: Brukeren installerte to vindmøller med ulik effekt på samme akse. Vindmølle 1 er en synkron vindmølle med en effekt på 750kW og en spesifisert spenning på 690V; Vindmølle 2 er en asynkron vindmølle med en effekt på 160kW og en spesifisert spenning på 400V. Brukeren installerte et enhet for hver vindmølle for å automatisk velge vindmøllene basert på vindhastigheten i vindparken. Denne enheten kan automatisk velge hvilken vindmølle som skal brukes basert på vindhastigheten.
Boks-transformatoren kan gi tilsvarende kapasiteter basert på de tre forskjellige effektene til vindmøllene. Når vindhastigheten er veldig lav, velges den 160kW vindmøllen med lav effekt for drift, og utgangskapasiteten til transformatoren på dette tidspunktet er 180kVA; når vindhastigheten er relativt høy, velges den 750kW vindmøllen med høy effekt for drift, og utgangskapasiteten til transformatoren er 820kVA; når vindhastigheten er veldig høy, velges begge vindmøller for samtidig drift, og utgangskapasiteten til transformatoren på dette tidspunktet er full kapasitet på 1000kVA. For dette formålet ble transformatoren designet til en aksial dobbelt-delt "lav-høy-lav" struktur. Den 690V lavspenningsvindingen er montert innerst, høyspenningsvindingen er midt, og den 400V lavspenningsvindingen er montert ytre. Hver vindkraft-amerikansk transformator består av en transformatorrom, et høyspennings kabelrom, og et høy- og lavspennings operasjonsrom. I lavspenningsoperasjonsrommet er det installert en 690V og en 400V lavspenningsbryter, som kan kontrollere sine respektive lavspennings sider, tilsvarer å ha to lavspenningsoperasjonsrom.
Skissen av transformatorens arbeidsprinsipp vises i figur 1.
Anvendelseffekter av transformator
Siden brukeren kan automatisk velge vindmøller med ulik effekt basert på vindhastigheten, kan dette fullstendig løse problemet med spilling av vindmølleressurser og spare energi.
Brukeren kan kjøpe en mindre transformator (i forhold til "én maskin-én transformator"-modellen), som er fordelaktig for vindkraft-amerikanske transformatorer for å minimere brukerens oppstartsinvesteringskostnad i vindparken og forbedre ressursutnyttelsen.
Transformatoren bruker en "lav-høy-lav" struktur, som øker kortslutningsimpedansen til transformatoren. Dette kan effektivt begrense kortslutningsstrømmen og forbedre driftsrelasjonen til transformatoren.
