Isang simplipikadong konpigurasyon ng mga wind turbine na may Amerikanong istilo ng box-type transformers
Ang paggawa ng enerhiya mula sa hangin, bilang isang renewable at malinis na mapagkukunan ng enerhiya, ay may relasyong matatag na teknolohiya at naranasan ang mabilis na pag-unlad sa Tsina sa mga nakaraang taon. Inaasahan na sa 2010, ang kabuuang installed capacity ay maabot ang 1.8×10⁴ MW. Ang paggawa ng enerhiya mula sa hangin ay kilala sa maikling panahon ng konstruksyon, mabilis na resulta, at pinakamakakapit-bisa na mga abilidad. Karaniwan, kailangan lamang ng humigit-kumulang isang taon upang itayo ang isang 50 - MW na wind farm. Pagkatapos ng pagtatapos, ang gastos sa operasyon ay mababa, at ang trabaho sa operasyon at pangangalaga ay relatibong maliit.
Panloob na Buod ng mga Step-up Transformers na Pinili para sa Wind Farms
Bawat unit ng wind turbine ay may kasamang step-up transformer, na ginagamit upang i-raise ang nabuong voltage (0.69 kV) at i-connect ito sa internal collector lines ng wind farm. Ang "one machine - one transformer" na paraan ng koneksyon ng unit ay inaadopt para sa wiring. Ang collector lines ay ikinokonekta sa power grid sa pamamagitan ng step-up substation ng wind farm. Sa kasalukuyan, ang mga piniling transformers ay pangunahing tatlong uri: ordinary oil-immersed transformers (mas kaunti ang ginagamit), European-style pre-fabricated substations, at American-style pre-fabricated substations (tinatawag na American-style box-type substations). Sa kanila, ang American-style box-type substations ang mas madalas na ginagamit sa kasalukuyan.
Kumpara sa European-style pre-fabricated substations, ang American-style box-type substations ay may mga abilidad tulad ng kompakto na estruktura, full-sealing, maliit na volume, paggamit ng elbow-type cable plugs, walang gas protection, at convenient na operasyon at pangangalaga. Ang American-style box-type substations ay pangunahing ginagamit sa urban distribution networks, tulad ng residential areas, industrial parks, commercial centers, at iba pang lugar ng power supply. Sa mga nakaraang taon, sila ay malaganap na ginagamit bilang step-up transformers na sumusuporta sa mga wind turbines. Ang kanilang typical na electrical wiring scheme (basically pareho sa na-apply sa distribution network) ay ipinapakita sa Figure 1. Ayon sa mga requirement ng distribution network, ang American-style box-type substations ay may kasamang mga sumusunod na corresponding protections:
Oil-immersed plug-in fuses, na blow kapag may short-circuit fault sa low-voltage side ng transformer;
Oil-immersed current-limiting fuses, na mabilis na blow up para i-cut off ang transformer kapag may short-circuit fault sa high-voltage side sa loob ng transformer, na nagpapahinto sa paglaki ng aksidente.
Isang three-phase interlocked load switch, na immersed sa oil, na maaaring matapos ang closing operation ng transformer na may load;
Isang intelligent circuit breaker (o fuse disconnect switch), pangunahing ginagamit upang protektahan ang load side.
Pinagsimpleng Konfigurasyon ng Proteksyon ng American-style Box-type Substations
Mga Prinsipyo ng Pag-simplify
Ang American-style transformer ay tumutukoy sa isang transformer na nagpapanatili ng basic na features ng American-style box-type substation, tulad ng kanyang estruktura, corrugated radiators, walang gas protection, pressure-relief valves, at current-limiting fuses. Gayunpaman, ito ay nag-simplify ng mga device ng proteksyon. Batay sa summary ng karanasan sa operasyon ng wind power, ilang bahagi ng kanyang grid protection ay tinanggal, nagiging isang transformer na partikular na ginagamit para sa wind power.
Simplified Protection Configuration
Ito ay teknikal na feasible na tanggalin ang mga component ng grid protection mula sa American-style box-type substations na na-apply sa wind power. Ang collector lines ay may reliable na mga device ng proteksyon (na-installed sa step-up substation). Ang collector lines ay kailangang i-connnect sa step-up substation, at pagkatapos mag-step up ng voltage, sila ay i-connnect sa sistema. Ang step-up station ay nag-set up ng line protection para sa bawat collector line nito. Ang range ng proteksyon ay hindi lamang covers ang collector lines kundi pati na rin extends sa box-type substation at wind turbines. Kapag may short-circuit o iba pang mga aksidente sa isang tiyak na linya, ang line protection ay gagana at i-disconnect ang linya. Ang mga wind turbines ay may complete set ng mga device ng grid protection (na-installed sa ground control cabinet). Kapag may grid fault o abnormality, ang proteksyon ng wind turbine ay gagana at i-cut off ang wind turbine (dito, ang grid ay tumutukoy sa collector line at box-type substation system). Table 1 ay nagpapakita ng grid protection na itinalaga ng manufacturer ng wind turbine.
Ang ilang mga konfigurasyon ng proteksyon ng box-type substations ay relatibong simple. Ang kanilang mga function ng proteksyon ay lubhang inferior sa mga collector line protection at wind turbine protection, at nagbubuo ng redundant na cross-protection. Kaya, ang grid protection na na-configure sa box-type substations ay hindi kinakailangan at maaaring tanggalin. Ang range at functions ng intelligent circuit breakers ay maaaring ganap na palitan ng grid protection ng wind turbines. Samantala, ang pagtanggal ng ilang hindi kinakailangan na mga component, tulad ng load switches at plug-in fuses, ay tumutulong sa pagbawas ng potential accident points at pag-improve ng operational reliability ng equipment.
Protection Settings ng Simplified American-style Box-type Substations
Upang siguruhin na ang simplified American-style box-type substations ay makakapagtugon sa operational requirements ng wind farms, ang Electric Power Research Institute of Jilin Electric Power Co., Ltd. ay nag-organize ng 18 eksperto mula sa Jilin Electric Power Co., Ltd., Beijing Sifang Micro-Electronic Co., Ltd., Datang Jilin Company, at iba pang units upang mabuti na demonstrasyon at review ang configuration ng simplified American-style box-type substations. Itinanggi na ang simplified American-style box-type substation ay isang dedicated transformer para sa wind power, na binuo batay sa digestion ng teknolohiya ng American-style box-type substation. Teknikal, ito ay ganap na sumasapat sa mga requirement para sa safe at reliable na operasyon ng wind turbine units, may mahusay na economic benefits, at maaaring malaganap na ipromote at gamitin sa wind farms. Ang configuration ng simplified American-style box-type substation ay ipinapakita sa Figure 2.
Teknikal at Economic Analysis
Karamihan ng wind farms sa kasalukuyan ay gumagamit ng originally-designed American-style box-type substations, na ang complex na functions ng proteksyon ay hindi na-suitable para sa wind power systems. Ang paggamit ng simplified American-style box-type substations ay maaaring mabawasan nang significant ang mga cost ng equipment, na nagbibigay ng mahusay na social at economic benefits. Ang preliminary na kalkulasyon ay nagpapakita na ang cost ng bawat unit ay maaaring mabawasan ng humigit-kumulang 30,000 yuan.
Pagkatapos ng pagtanggal ng ilang hindi kinakailangan na mga component tulad ng load switches, plug-in fuses, at intelligent circuit breakers, ang bilang ng potential accident points ay mababawasan, na malaking pagbaba ng probability ng mga aksidente. Ang operasyon ay simple, convenient, safe, at reliable, na may substantial na pagbawas ng workload sa maintenance. Ang simplified American-style box-type substations ay na-apply sa ilang wind farms sa Jilin Province, na nagresulta sa obvious na social at economic benefits.
