En kort diskussion om designen av en ny amerikansk stil boxformad understation för vindkraftproduktion
Introduktion
Som en ren och förnybar energikälla har vindkraft alltmer dragit uppmärksamheten från länder runt om i världen. Dess reserver är enorma. De totala globala vindkraftsresurserna uppgår till cirka 2,74×10⁹ MW, varav den utnyttjbara vindkraften är 2,0×10⁷ MW. I Kina är vindkraftsreserverna stora, brett spridda, och potentialen för utveckling och användning är enorm.
Vindkraft har utvecklats snabbt under de senaste åren, och de boxformade ombord som används tillsammans med det är främst amerikanskt stilade boxformade ombord (hädanefter kallade vindkraftsamerikanskt stilade ombord).
För närvarande är konventionella vindkraftsamerikanskt stilade ombord för vindkraft av typen "en maskin-ett ombord", vilket innebär att en vindturbin (hädanefter kallad vindturbin) är utrustad med ett vindkraftsamerikanskt stilat ombord. Med denna konfiguration, när vindhastigheten i vindparken är mycket låg, kommer vindturbinen att fungera underbelastad, vilket lätt leder till slöseri av vindturbinresurser. I mars 2010 utformade vår företag 31 nya typen "två maskiner-ett ombord" vindkraftsamerikanskt stilade ombord för en viss vindpark i Inner Mongolia, vilket innebär att två vindturbiner är utrustade med samma vindkraftsamerikanskt stilade ombord.
Fastställande av tekniska parametrar för ombord
Produktmodell: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
Nominell kapacitet
Högspänning: 1000kVA
Lägsspänning 1: 820kVA
Lägsspänning 2: 180kVA
Nominell spänning
Högspänning: 36.75kV
Lägsspänning 1: 0.69kV (den nominella kapaciteten för motsvarande vindkraftsamerikanskt stilade ombord är 820kVA, och den motsvarande vindturbinns effekt är 750kW)
Lägsspänning 2: 0.4kV (den nominella kapaciteten för motsvarande vindkraftsamerikanskt stilade ombord är 180kVA, och den motsvarande vindturbinns effekt är 160kW)
Anslutningsgrupp: Dyn11yn11
Trappområde: ±2×2.5%
Kortslutningsimpedans: 7% (vid nominell spänning och frekvens, baserat på halvgenomförselningsimpedansen för den nominella kapaciteten av högspänningsvindningen)
Nominell ström
Högspänning: 15.71A
Lägsspänning 1: 686.1A
Lägsspänning 2: 259.8A3
Arbetsprincip och principritning för ombord
Efter kontakt med designinstitutet och vindturbinstillverkaren fastställdes att de behövde 31 trefasade, kombinerade, gemensamma tank, delade, terminaltyp amerikanskt stilade boxformade ombord. Transformer i dessa ombord behövde ha en lägsspänning dubbel-delad struktur, och spänningarna på de två lägsspänningssidorna var inte lika.
Arbetsprincip: Användaren installerade två vindturbiner med olika effekter på samma axel. Vindturbin 1 är en synkron vindturbin med en effekt på 750kW och en nominell spänning på 690V; Vindturbin 2 är en asynkron vindturbin med en effekt på 160kW och en nominell spänning på 400V. Användaren installerade en enhet för varje vindturbin för att automatiskt välja vindturbin beroende på vindhastigheten i vindparken. Denna enhet kan automatiskt välja vilken vindturbin som ska användas beroende på vindhastigheten.
Boxformade ombord kan ge ut motsvarande kapaciteter beroende på de tre olika effekterna hos vindturbina. När vindhastigheten är mycket låg väljs den 160kW vindturbin med liten effekt för drift, och utdatakapaciteten för ombordet vid detta tillfälle är 180kVA; när vindhastigheten är relativt hög väljs den 750kW vindturbin med stor effekt för drift, och utdatakapaciteten för ombordet är 820kVA; när vindhastigheten är mycket hög väljs båda vindturbina för drift samtidigt, och utdatakapaciteten för ombordet vid detta tillfälle är den fulla kapaciteten på 1000kVA. För detta ändamål formades transformer till en axiellt dubbel-delad "läg-hög-läg" struktur. Den 690V lägsspänning vindningen är inringad på den innersta sidan, högspänning vindningen är i mitten, och den 400V lägsspänning vindningen är inringad på den yttre sidan. Varje vindkraftsamerikanskt stilade ombord består av en transformerrum, en högspänningskablarum, och ett hög- och lågspänningsdriftsrums. I det lågspänningsdriftsrums är en 690V och en 400V lågspänningsbrytare installerade respektive, vilka kan kontrollera sina respektive lågspännings sidor, motsvarande att ha två lågspänningsdriftsrums.
Principritningen för ombordets arbetsprincip visas i figur 1.
Tillämpningseffekter av ombord
Eftersom användaren kan automatiskt välja vindturbiner med olika effekter beroende på vindhastigheten, kan detta helt lösa problemet med slöseri av vindturbinresurser och spara energi.
Användaren kan köpa ett mindre ombord (jämfört med "en maskin-ett ombord"-modellen), vilket är gynnsamt för vindkraftsamerikanskt stilade ombord för att minimera användarens initiala investeringskostnader i vindparken och öka resurseffektiviteten.
Transformer använder en "läg-hög-läg" struktur, vilket ökar kortslutningsimpedansen för ombord. Detta kan effektivt begränsa kortslutningsströmmen och förbättra driftsäkerheten för ombord.
