Просечена конфигурација на ветрени агрегати опремени со амерички стил кутијаст трансформатори
Генерирањето на енергија од ветар, како обновлива и чиста извор на енергија, има релативно зрела технологија и во последните години го свидетелствува брзото својо развој во Кина. Претпоставува се дека до 2010 година, вкупниот инсталиран капацитет ќе достигне 1,8×10⁴ МВ. Генерирањето на енергија од ветар е карактеризирано со краток период на конструкција, брзи резултати и најефикасни предности. Обично, за да се изгради ветропарк од 50 МВ, потребни се само околу една година. Повеќето оперативни трошоци по завршување на конструкцијата се ниски, а работата за одржување и поддршка е релативно мала.
Преглед на трансформаторите со повисување на напон кои се избираат за ветропаркови
Секоја единица ветроагрегат е опремена со трансформатор за повисување на напон, кој се користи за повисување на генерираниот напон (0,69 кВ) и поврзување со внатрешните линии за собирање на ветропаркот. За поврзување се прифаќа модел на поврзување „една машина - еден трансформатор“. Линиите за собирање се поврзуваат со електричната мрежа преку подигачката станција на ветропаркот. На моментално, избраниот трансформатори вклучуваат три главни типови: обични масло-замочени трансформатори (по-ретко користени), европски претходно изградени подстанции и американски претходно изградени подстанции (познати како американски кутија-образни подстанции). Од нив, американските кутија-образни подстанции се најчесто користени на моментално.
В споредба со европските претходно изградени подстанции, американските кутија-образни подстанции имаат предности како компактен дизајн, потпун затворен систем, мал объем, користење на кабели со лакти, отсутство на гасна заштита и удобна работа и одржување. Американските кутија-образни подстанции се најчесто користени во градски распределителни мрежи, како што се жилишни области, индустриски паркови, трговски центрови и други места за достава на енергија. Во последните години, тие биле широко користени како подигачки трансформатори кои го поддржуваат ветроагрегатите. Нивниот типичен електричен план за поврзување (в основа ист како и онај применет во распределителната мрежа) е прикажан на Слика 1. Соодветно со барањата на распределителната мрежа, американските кутија-образни подстанции се опремени со следните заштитни уреди:
Масло-замочени фузи со вметнување, кои се прекинуваат кога се случи краткосечен дефект на нисконапонската страна на трансформаторот;
Масло-замочени ограничителни фузи, кои брзо прекинуваат за да прекинат трансформаторот кога се случи краткосечен дефект на високонапонската страна во трансформаторот, спречувајќи го проширувањето на несреќата.
Трофазен поврзувачки лознички превключувач, замочен во масло, кој може да заврши затварањето на трансформаторот со терет;
Интелигентен прекинувач (или прекинувач со одделувач), главно користен за заштита на страната со терет.
Поедноставување на конфигурацијата за заштита на американските кутија-образни подстанции
Принципи за поедноставување
Американскиот трансформатор се однесува на трансформатор кој ги задржува основните карактеристики на американската кутија-образна подстанција, како што се неговата структура, валовити радијатори, отсутство на гасна заштита, клапи за облекчување на притисок и ограничителни фузи. Меѓутоа, тој поедноставува заштитните уреди. Базиран на сумирањето на искуството од функционирањето на ветроенергијата, некои компоненти од неговата мрежна заштита се отстрануваат, правејќи го специјален трансформатор за ветроенергија.
Поедноставена конфигурација за заштита
Технички е можно да се отстранат компонентите за мрежна заштита од американските кутија-образни подстанции кои се користат во ветроенергетиката. Линиите за собирање се опремени со надежни заштитни уреди (инсталирани во подигачката станција). Линиите за собирање треба да се поврзеат со подигачката станција, и после повисување на напонот, да се поврзеат со системот. Подигачката станција го поставува заштитата на линиите за секоја линија за собирање. Заштитниот опсег не само покрива линиите за собирање, туку и се проширува до кутија-образната подстанција и ветроагрегатите. Кога се случи краткосечен или друг дефект на некоја линија, заштитата на линијата ќе действува и ќе прекине таа линија. Ветроагрегатите се опремени со целосен сет на уреди за мрежна заштита (инсталирани во контролниот шкаф на земјата). Кога се случи мрежен дефект или аномалија, заштитата на ветроагрегатот ќе действува и ќе прекине ветроагрегатот (тук, мрежата се однесува на системот на линиите за собирање и кутија-образната подстанција). Табела 1 прикажува мрежната заштита поставена од производителот на ветроагрегатите.
Некои од конфигурациите за заштита на кутија-образните подстанции се релативно поедноставни. Иховите заштитни функции се многу нижешки од заштитата на линиите за собирање и заштитата на ветроагрегатите, формирајќи редундантна крос-заштита. Затоа, мрежната заштита конфигурирана во кутија-образните подстанции е непотребна и може да се отстранува. Опсегот и функциите на интелигентните прекинувачи можат целосно да бидат заменети со мрежната заштита на ветроагрегатите. Исто така, отстранувањето на некои непотребни компоненти, како што се лознички превключувачи и фузи со вметнување, помага да се намали бројот на потенцијални точки на несреќа и да се подобри оперативната надежност на опремата.
Поставување на заштита на поедноставените американски кутија-образни подстанции
За да се осигура дека поедноставените американски кутија-образни подстанции можат да задоволат оперативните барања на ветропарковите, Институтот за електрична енергија на компанијата Jilin Electric Power Co., Ltd. организираше 18 експерти од компанијата Jilin Electric Power Co., Ltd., Beijing Sifang Micro-Electronic Co., Ltd., Datang Jilin Company и други институции да внимателно демонстрираат и проверат конфигурацијата на поедноставените американски кутија-образни подстанции. Тоа беше препознато дека поедноставената американска кутија-образна подстанција е специјален трансформатор за ветроенергија, развиен базиран на процесот на усвојување на технологијата на американската кутија-образна подстанција. Технички, тоа целосно ги исполнува барањата за безбедно и надежно функционирање на единиците на ветроагрегатите, има добри економски предности и може широко да се промовира и користи во ветропарковите. Конфигурацијата на поедноставената американска кутија-образна подстанција е прикажана на Слика 2.
Техничка и економска анализа
На моментално, повеќето ветропаркови користат оригинален дизајн на американски кутија-образни подстанции, чија комплексна заштита не е приложна за системите на ветроенергијата. Користејќи поедноставени американски кутија-образни подстанции, може значително да се намалат трошоците на опремата, доведувајќи до добри социјални и економски предности. Првичните пресметки покажуваат дека трошоците за секоја единица можат да се намалат за приближно 30.000 јуани.
После отстранувањето на некои непотребни компоненти како лознички превключувачи, фузи со вметнување и интелигентни прекинувачи, бројот на потенцијални точки на несреќа е намален, значително намалувајќи веројатноста на несреќи. Функционирањето е просто, удобно, сигурно и надежно, со значително намалување на работата за одржување. Поедноставените американски кутија-образни подстанции веќе се користат во некои ветропаркови во провинцијата Јилин, постигнувајќи очигледни социјални и економски предности.
