Một Thảo Luận Ngắn Về Thiết Kế Một Trạm Biến Áp Hộp Mới Theo Phong Cách Mỹ cho Phát Điện Gió
Giới thiệu
Là một nguồn năng lượng sạch và tái tạo, năng lượng gió đã ngày càng thu hút sự chú ý của các quốc gia trên thế giới. Dự trữ của nó là rất lớn. Tổng tài nguyên năng lượng gió toàn cầu khoảng 2,74×10⁹ MW, trong đó năng lượng gió có thể khai thác là 2,0×10⁷ MW. Tại Trung Quốc, dự trữ năng lượng gió lớn, phân bố rộng rãi, và tiềm năng phát triển và sử dụng là rất lớn.
Sản xuất điện từ gió đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, và các trạm biến áp dạng hộp được sử dụng cùng với nó chủ yếu là trạm biến áp kiểu Mỹ (sau đây gọi tắt là trạm biến áp gió kiểu Mỹ).
Hiện nay, các trạm biến áp gió kiểu Mỹ thông thường cho sản xuất điện gió là loại "một máy - một trạm", tức là một tua-bin gió (sau đây gọi tắt là tua-bin) được trang bị một trạm biến áp gió kiểu Mỹ. Với cấu hình này, khi tốc độ gió trong trang trại gió rất thấp, tua-bin sẽ hoạt động dưới tải, dễ gây lãng phí tài nguyên tua-bin. Vào tháng 3 năm 2010, công ty chúng tôi đã thiết kế 31 trạm biến áp gió kiểu Mỹ mới "hai máy - một trạm" cho một trang trại gió ở Nội Mông, tức là hai tua-bin được trang bị cùng một trạm biến áp gió kiểu Mỹ.
Xác định Các Tham số Kỹ thuật của Trạm Biến Áp
Mô hình Sản phẩm: ZCSF - Z.F - 1000/36.75/0.69/0.4
Công suất Đặt
Áp cao: 1000kVA
Áp thấp 1: 820kVA
Áp thấp 2: 180kVA
Điện áp Đặt
Áp cao: 36.75kV
Áp thấp 1: 0.69kV (Công suất đặt của trạm biến áp gió kiểu Mỹ tương ứng là 820kVA, và công suất tua-bin tương ứng là 750kW)
Áp thấp 2: 0.4kV (Công suất đặt của trạm biến áp gió kiểu Mỹ tương ứng là 180kVA, và công suất tua-bin tương ứng là 160kW)
Nhóm Kết nối: Dyn11yn11
Phạm vi Điều chỉnh: ±2×2.5%
Độ cản ngắn mạch: 7% (Dưới điện áp và tần số đặt, dựa trên độ cản nửa qua của cuộn dây áp cao)
Dòng điện Đặt
Áp cao: 15.71A
Áp thấp 1: 686.1A
Áp thấp 2: 259.8A3
Nguyên lý Làm việc và Sơ đồ Nguyên lý của Trạm Biến Áp
Sau khi liên hệ với viện thiết kế và nhà sản xuất tua-bin, đã xác định rằng họ yêu cầu 31 trạm biến áp kiểu Mỹ dạng hộp ba pha, kết hợp, chung thùng, phân chia, đầu cuối. Máy biến áp trong các trạm biến áp này cần có cấu trúc kép áp thấp, và điện áp của hai bên áp thấp không bằng nhau.
Nguyên lý Làm việc: Người dùng đã lắp đặt hai tua-bin có công suất khác nhau trên cùng một trục. Tua-bin 1 là tua-bin đồng bộ có công suất 750kW và điện áp đặt 690V; Tua-bin 2 là tua-bin không đồng bộ có công suất 160kW và điện áp đặt 400V. Người dùng đã lắp đặt một thiết bị cho mỗi tua-bin để tự động chọn tua-bin theo tốc độ gió trong trang trại gió. Thiết bị này có thể tự động chọn tua-bin nào để sử dụng dựa trên tốc độ gió.
Trạm biến áp dạng hộp có thể xuất ra công suất tương ứng theo ba công suất khác nhau của tua-bin. Khi tốc độ gió rất thấp, tua-bin 160kW có công suất nhỏ được chọn để hoạt động, và công suất xuất của trạm biến áp lúc này là 180kVA; khi tốc độ gió tương đối cao, tua-bin 750kW có công suất lớn được chọn để hoạt động, và công suất xuất của trạm biến áp là 820kVA; khi tốc độ gió rất cao, cả hai tua-bin được chọn để hoạt động đồng thời, và công suất xuất của trạm biến áp lúc này là công suất đầy đủ 1000kVA. Để mục đích này, máy biến áp được thiết kế thành cấu trúc "áp thấp - áp cao - áp thấp" kép theo trục. Cuộn dây áp thấp 690V được bọc bên trong nhất, cuộn dây áp cao ở giữa, và cuộn dây áp thấp 400V được bọc bên ngoài nhất. Mỗi trạm biến áp gió kiểu Mỹ bao gồm phòng máy biến áp, phòng cáp áp cao, và phòng vận hành áp cao và áp thấp. Trong phòng vận hành áp thấp, một cầu chì áp thấp 690V và một cầu chì áp thấp 400V được lắp đặt riêng biệt, có thể điều khiển các bên áp thấp tương ứng, tương đương với việc có hai phòng vận hành áp thấp.
Sơ đồ nguyên lý làm việc của trạm biến áp được hiển thị trong Hình 1.
Hiệu quả Sử dụng của Trạm Biến Áp
Do người dùng có thể tự động chọn tua-bin có công suất khác nhau theo tốc độ gió, điều này có thể hoàn toàn giải quyết vấn đề lãng phí tài nguyên tua-bin và tiết kiệm năng lượng.
Người dùng có thể mua ít một trạm biến áp (so với mô hình "một máy - một trạm"), điều này có lợi cho trạm biến áp gió kiểu Mỹ để giảm thiểu chi phí đầu tư ban đầu của người dùng trong trang trại gió và tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên.
Máy biến áp sử dụng cấu trúc "áp thấp - áp cao - áp thấp", tăng độ cản ngắn mạch của trạm biến áp. Do đó, nó có thể hạn chế hiệu quả dòng điện ngắn mạch và nâng cao độ tin cậy hoạt động của trạm biến áp.
