Rüzgar Enerjisi Üretimi İçin Yeni Bir Amerikan Stili Kutu Tipi Trafo Merkezi Tasarımı Hakkında Kısa Bir Tartışma

Giriş

Rüzgar enerjisi, temiz ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak, dünyadaki ülkelerin dikkatini giderek daha fazla çekmektedir. Rüzgar enerjisinin rezervleri büyük ölçekte bulunmaktadır. Küresel toplam rüzgar enerji kaynakları yaklaşık 2,74×10⁹ MW'dır, bu kaynakların kullanılabilir kısmı ise 2,0×10⁷ MW'dır. Çin'de, rüzgar enerjisi rezervleri geniş kapsamlı, yaygın dağılımlıdır ve geliştirme ve kullanımı için potansiyel büyük ölçededir.

Son yıllarda rüzgar enerjisi üretimi hızla gelişmiştir ve onunla birlikte kullanılan kumandalı transformatörler genellikle Amerikan tarzı kumandalar (buradan itibaren rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumanda olarak adlandırılır).

Şu anda, rüzgar enerjisi üretimi için geleneksel rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumandalar "bir makine-bir kumanda" tipindedir, yani bir rüzgar türbinine (buradan itibaren rüzgar türbini olarak adlandırılır) bir rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumanda eşleştirilir. Bu yapılandırma ile, rüzgar çiftliğinde rüzgar hızı çok düşük olduğunda, rüzgar türbini aşırı yük altında çalışır, bu da rüzgar türbini kaynaklarının kolayca israfına neden olur. Mart 2010'da, şirketimiz İç Moğolistan'daki belirli bir rüzgar çiftliği için 31 yeni tip "iki makine-bir kumanda" rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumanda tasarladı, yani iki rüzgar türbini aynı rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumanda ile donatılmıştır.

Kumanda Teknik Parametrelerinin Belirlenmesi

• Ürün Modeli: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4

• Nominal Kapasite

• Yüksek gerilim: 1000kVA

• Düşük gerilim 1: 820kVA

• Düşük gerilim 2: 180kVA

• Nominal Gerilim

• Yüksek gerilim: 36.75kV

• Düşük gerilim 1: 0.69kV (İlgili rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumandanın nominal kapasitesi 820kVA, ilgili rüzgar türbinin gücü 750kW)

• Düşük gerilim 2: 0.4kV (İlgili rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumandanın nominal kapasitesi 180kVA, ilgili rüzgar türbinin gücü 160kW)

• Bağlantı Grubu: Dyn11yn11

• Bant Aralığı: ±2×2.5%

• Kısa Devre Impedansı: 7% (Nominal gerilim ve frekansta, yüksek gerilim bobinin nominal kapasitesinin yarı geçiş impedansına dayanarak)

• Nominal Akım

• Yüksek gerilim: 15.71A

• Düşük gerilim 1: 686.1A

• Düşük gerilim 2: 259.8A3 

Kumanda Çalışma Prensibi ve Şematik Diyagramı

Tasarım enstitüsü ve rüzgar türbini üreticisiyle iletişime geçildikten sonra, 31 üç fazlı, kombinasyon tipi, ortak tanklı, bölünmüş, uç tipi Amerikan tarzı kumandaya ihtiyaç duydukları belirlendi. Bu kumandaların içindeki transformatörlerin düşük gerilimli çift bölünmüş yapısına sahip olması ve iki düşük gerilimli tarafın gerilimlerinin eşit olmadığını gerektirdiği belirlendi.

Çalışma Prensibi: Kullanıcı, aynı şaftta farklı güçlere sahip iki rüzgar türbini kurdu. Rüzgar türbini 1, 750kW gücünde ve 690V nominal gerilimli senkron rüzgar türbini; Rüzgar türbini 2, 160kW gücünde ve 400V nominal gerilimli asenkron rüzgar türbini. Kullanıcı, her rüzgar türbini için rüzgar çiftliğindeki rüzgar hızına göre otomatik olarak rüzgar türbini seçebilen bir cihaz kurdu. Bu cihaz, rüzgar hızına bağlı olarak hangi rüzgar türbini kullanılacağını otomatik olarak seçebilir.

Kumanda, rüzgar türbinlerinin üç farklı gücüne göre karşılık gelen kapasiteleri çıkarmakta. Rüzgar hızı çok düşük olduğunda, küçük güce sahip 160kW rüzgar türbini seçilerek işletilir ve bu durumda kumandanın çıkış kapasitesi 180kVA'dır; rüzgar hızı oldukça yüksek olduğunda, büyük güce sahip 750kW rüzgar türbini seçilerek işletilir ve bu durumda kumandanın çıkış kapasitesi 820kVA'dır; rüzgar hızı çok yüksek olduğunda, her iki rüzgar türbini de aynı anda seçilerek işletilir ve bu durumda kumandanın çıkış kapasitesi tam kapasite olan 1000kVA'dır. Bu amaçla, transformatör eksenel çift bölünmüş "düşük-yüksek-düşük" yapıya tasarlandı. 690V düşük gerilimli bobin en içte, yüksek gerilimli bobin ortada, 400V düşük gerilimli bobin en dışta yer alır. Her rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumanda, bir transformatör odası, bir yüksek gerilimli kablo odası ve bir yüksek ve düşük gerilimli operasyon odasından oluşur. Düşük gerilimli operasyon odasında, bir 690V ve bir 400V düşük gerilimli devre kesici kurulmuştur, bu devre kesiciler kendi düşük gerilimli taraflarını kontrol edebilir, bu da iki düşük gerilimli operasyon odasına sahip olmaya eşdeğerdir.

Kumandanın çalışma prensibinin şematik diyagramı Şekil 1'de gösterilmiştir.

 Kumanda Uygulama Etkileri

•  Kullanıcı, rüzgar hızına göre farklı güçlere sahip rüzgar türbinlerini otomatik olarak seçebileceğinden, bu, rüzgar türbini kaynaklarının israf sorununu tamamen çözebilir ve enerji tasarrufu sağlayabilir.

• Kullanıcı, bir kumanda az sayıda satın alabilir ("bir makine-bir kumanda" modeline göre), bu, rüzgar enerjisi Amerikan tarzı kumandalarda kullanıcının rüzgar çiftliğindeki ön yatırım maliyetini minimize etmeye ve kaynakların kullanım verimliliğini artırmaya yardımcı olur.

• Transformatör, "düşük-yüksek-düşük" yapıyı benimseyerek, kumandanın kısa devre impedansını artırır. Bu, kısa devre akımını etkili bir şekilde kısıtlamanın yanı sıra, kumandanın işlem güvenliğini de artırır.