'n Vereenvoudigde konfigurasie van windturbines toegerus met Amerikaanse-styl doosvormige transformators

Windenergie, as 'n hernubare en skoon energiebron, het relatief volwasse tegnologie en het in die afgelope jare vinnige ontwikkeling in China ervaar. Dit word beraam dat by 2010 die totale geïnstalleerde vermoe 1,8×10⁴ MW sal bereik. Windenergie-opsig is gekenmerk deur 'n kort bouperiode, vinnige resultate en die mees koste-effektiewe voordele. Tipies neem dit slegs ongeveer een jaar om 'n 50-MW windpark te bou. Na voltooiing is die bedryfskoste laag en die operasie- en instandhoudingswerklast relatief klein.

Overblik van Stapspanningsvervormers Gekies vir Windparke

Elke windturbine-eenheid is toegerus met 'n stapspanningsvervormer, wat gebruik word om die gegenereerde spanning (0,69 kV) op te tree en aan die interne versamellyne van die windpark te koppel. Die eenheidverbindingmodus van "een masjien - een vervormer" word vir die bedrading aangewend. Die versamellyne word deur middel van die stapspanningsonderstasie van die windpark aan die elektrisiteitsnet gekoppel. Tans sluit die geselekteerde vervormers hoofsaaklik drie tipes in: gewone oliegedoopte vervormers (min gebruik), Europese-styl voorafgevaardigde onderstasies, en Amerikaanse-styl voorafgevaardigde onderstasies (ook bekend as Amerikaanse-styl boks-onderstasies). Daarvan word Amerikaanse-styl boks-onderstasies tans meer algemeen gebruik.

In vergelyking met Europese-styl voorafgevaardigde onderstasies het Amerikaanse-styl boks-onderstasies die voordele van 'n kompakte struktuur, volledige sigting, klein volume, gebruik van elleboog-tipe kabelsteke, afwesigheid van gasbeskerming, en gemaklike operasie en instandhouding. Amerikaanse-styl boks-onderstasies word hoofsaaklik in stedelike verspreidingsnetwerke gebruik, soos woonareas, industriële park, kommersiële sentra, en ander voorsieningsplekke. In die afgelope jare is hulle wydverspreid as stapspanningsvervormers wat windturbinas ondersteun. Hul tipiese elektriese bedradingsskema (basies dieselfde as wat in die verspreidingsnetwerk toegepas word) word in Figuur 1 getoon. In ooreenstemming met die vereistes van die verspreidingsnetwerk is Amerikaanse-styl boks-onderstasies toegerus met die volgende ooreenkomstige beskermings:

• Oliegedoopte steek-in veerkousies, wat spring wanneer 'n kortsluitfout op die lae-spanningskant van die vervormer voorkom;

• Oliegedoopte stroombeperkende veerkousies, wat vinnig spring om die vervormer te skei wanneer 'n kortsluitfout binne in die vervormer op die hoë-spanningskant voorkom, om die ongeluk van uitbreiding te verhoed.

• 'n Driefase-verkoppelde lastskakelaar, in olie gedoopt, wat die sluitoperasie van die vervormer met belasting kan voltooi;

• 'n Intelligente sirkeluitskakelaar (of veerkousie-skeisakelaar), hoofsaaklik gebruik om die lastkant te beskerm.

Vereenvoudiging van die Beskermingskonfigurasie van Amerikaanse-styl Boks-onderstasies

Vereenvoudigingsbeginsels

'n Amerikaanse-styl vervormer verwys na 'n vervormer wat die basiese kenmerke van 'n Amerikaanse-styl boks-onderstasie behou, soos sy struktuur, gegolfde straalroosters, afwesigheid van gasbeskerming, drukafloskleppe, en stroombeperkende veerkousies. Dit vereenvoudig egter die beskermingsapparate. Op grond van 'n opsomming van windenergie-operasie-ervaring, word sommige komponente van sy netbeskerming verwyder, waarmee dit 'n spesifieke vervormer vir windenergie word.

Vereenvoudigde Beskermingskonfigurasie

Dit is tegnologies haalbaar om die netbeskermingskomponente van Amerikaanse-styl boks-onderstasies wat in windenergie toegepas word, te verwyder. Die versamellyne is toegerus met betroubare beskermingsapparate (geïnstalleer in die stapspanningsonderstasie). Die versamellyne moet aan die stapspanningsonderstasie gekoppel word, en na spanningsoptreeking word hulle aan die stelsel gekoppel. Die stapspanningsonderstasie stel lynbeskerming vir elke versamellijn afsonderlik in. Die beskermingsgebied dek nie net die versamellyne nie, maar strek ook uit tot die boks-onderstasie en die windturbinas. Wanneer 'n kortsluit of ander foute op 'n sekere lyn voorkom, sal die lynbeskerming optree en die lyn skei. Die windturbinas is toegerus met 'n volledige stel netbeskermingsapparate (geïnstalleer in die grondkontrolekabinet). Wanneer 'n netfout of abnormaliteit voorkom, sal die windturbinebeskerming optree en die windturbine skei (hier verwys die net na die versamellyn en boks-onderstasie-stelsel). Tabel 1 wys die netbeskerming ingestel deur die windturbinevervaardiger.

Sommige van die beskermingskonfigurasies van boks-onderstasies is relatief eenvoudig. Hul beskermingsfunksies is verre minder effektief as dié van die versamellynbeskerming en windturbinebeskerming, en dit vorm oorbodige kruisbeskerming. Daarom is die netbeskerming ingestel in boks-onderstasies onnodig en kan dit verwyder word. Die beskermingsgebied en funksies van intelligente sirkeluitskakelaars kan volledig vervang word deur die netbeskerming van windturbinas. Tegelykertyd help die verwydering van sommige onnodige komponente, soos lastskakelaars en steek-in veerkousies, om potensiële ongevalpunte te verminder en die bedryfsbetroubaarheid van die toerusting te verbeter.

Beskermingsinstellings van Vereenvoudigde Amerikaanse-styl Boks-onderstasies

Om te verseker dat die vereenvoudigde Amerikaanse-styl boks-onderstasies die operasievereistes van windparke kan bevredig, het die Elektrisiteitsnavorsingsinstituut van Jilin Elektrisiteitsmaatskappy, Ltd. 18 eksperte van Jilin Elektrisiteitsmaatskappy, Ltd., Beijing Sifang Mikro-Elektroniese Maatskappy, Ltd., Datang Jilin Maatskappy, en ander eenhede georganiseer om die konfigurasie van vereenvoudigde Amerikaanse-styl boks-onderstasies sorgvuldig te demonstreer en te hersien. Dit is erken dat die vereenvoudigde Amerikaanse-styl boks-onderstasie 'n spesifieke vervormer vir windenergie is, ontwikkel op grond van die vertering van Amerikaanse-styl boks-onderstasie-tegnologie. Tegnologies voldoen dit volledig aan die vereistes vir veilige en betroubare operasie van windturbine-eenhede, het goeie ekonomiese voordele, en kan wydverspreid gepromoveer en gebruik word in windparke. Die konfigurasie van die vereenvoudigde Amerikaanse-styl boks-onderstasie word in Figuur 2 getoon.

Tegniese en Ekonomiese Analise

Die meeste windparke maak tans gebruik van die oorspronklik ontwerp Amerikaanse-styl boks-onderstasies, waarvan die komplekse beskermingsfunksies nie geskik is vir windenergiesisteme nie. Deur vereenvoudigde Amerikaanse-styl boks-onderstasies te gebruik, kan die toerustingskoste aansienlik verminder word, wat goeie sosiale en ekonomiese voordele bring. Voorlopige berekeninge wys dat die koste van elke eenheid met ongeveer 30 000 yuan kan verminder word.

Na die verwydering van sommige onnodige komponente soos lastskakelaars, steek-in veerkousies, en intelligente sirkeluitskakelaars, word die aantal potensiële ongevalpunte verminder, wat die waarskynlikheid van ongelukke aansienlik verminder. Die operasie is eenvoudig, gemaklik, veilig en betroubaar, met 'n aansienlike verminderde instandhoudingswerklast. Vereenvoudigde Amerikaanse-styl boks-onderstasies is reeds in sommige windparke in Jilin Provinsie toegepas, wat duidelike sosiale en ekonomiese voordele gebring het.