Konfigurasi ringkas turbin angin dilengkapi dengan transformator kotak gaya Amerika
Pembangkitan tenaga angin, sebagai sumber tenaga yang boleh diperbaharui dan bersih, mempunyai teknologi yang agak matang dan telah mengalami perkembangan pesat di China dalam beberapa tahun terakhir. Diperkirakan pada tahun 2010, kapasitas terpasang total akan mencapai 1.8×10⁴ MW. Pembangkitan tenaga angin mempunyai ciri-ciri tempoh pembinaan yang singkat, hasil yang cepat, dan kelebihan paling berkesan dari segi kos. Biasanya, hanya memerlukan sekitar satu tahun untuk membina ladang angin berkapasitas 50 MW. Setelah siap, kos operasi rendah, dan beban kerja operasi dan pemeliharaan relatif kecil.
Ringkasan tentang Pemilihan Penjana Step-up untuk Ladang Angin
Setiap unit turbin angin dilengkapi dengan penjana step-up, yang digunakan untuk meningkatkan voltan yang dihasilkan (0.69 kV) dan menghubungkannya ke laluan pengumpul dalaman ladang angin. Mod konfigurasi "satu mesin - satu penjana" dipilih untuk penghubungan ini. Laluan pengumpul dihubungkan ke grid kuasa melalui substansi step-up ladang angin. Pada masa ini, penjana yang dipilih terutamanya termasuk tiga jenis: penjana minyak biasa (kurang digunakan), substansi pra-fabrikasi gaya Eropah, dan substansi pra-fabrikasi gaya Amerika (dikenali sebagai substansi kotak gaya Amerika). Di antaranya, substansi kotak gaya Amerika lebih sering digunakan.
Berbanding dengan substansi pra-fabrikasi gaya Eropah, substansi kotak gaya Amerika mempunyai kelebihan struktur padat, penyegelan penuh, isipadu kecil, penggunaan soket kabel bertekuk, tiada perlindungan gas, dan operasi serta pemeliharaan yang mudah. Substansi kotak gaya Amerika kebanyakannya digunakan dalam rangkaian pengedaran bandar, seperti kawasan perumahan, taman industri, pusat komersial, dan tempat lain yang memerlukan bekalan kuasa. Dalam beberapa tahun terakhir, mereka telah digunakan secara meluas sebagai penjana step-up yang menyokong turbin angin. Skema penghubungan elektrik tipikalnya (hampir sama dengan yang digunakan dalam rangkaian pengedaran) ditunjukkan dalam Gambaraj 1. Sesuai dengan keperluan rangkaian pengedaran, substansi kotak gaya Amerika dilengkapi dengan perlindungan berikut:
Fuse celupan minyak, yang meledak apabila terjadi kesalahan hubungan pendek pada sisi rendah penjana;
Fuse had batas celupan minyak, yang meledak dengan cepat untuk memutuskan penjana apabila terjadi kesalahan hubungan pendek pada sisi tinggi di dalam penjana, mencegah kejadian tersebut berkembang.
Bebas tiga fasa yang dikunci, dicelup dalam minyak, yang dapat menyelesaikan operasi penutupan penjana dengan beban;
Pemutus litar pintar (atau pemutus fuse), yang utamanya digunakan untuk melindungi sisi beban.
Permudahan Konfigurasi Perlindungan Substansi Kotak Gaya Amerika
Prinsip Permudahan
Penjana gaya Amerika merujuk kepada penjana yang mengekalkan ciri asas substansi kotak gaya Amerika, seperti strukturnya, radiator bergelombang, tiada perlindungan gas, katup pelepasan tekanan, dan fuse had batas. Walau bagaimanapun, ia mempermudah peranti perlindungan. Berdasarkan ringkasan pengalaman operasi tenaga angin, beberapa komponen perlindungan gridnya dihapuskan, menjadikannya penjana yang khusus digunakan untuk tenaga angin.
Konfigurasi Perlindungan yang Dipermudah
Secara teknikal, adalah layak untuk menghapuskan komponen perlindungan grid dari substansi kotak gaya Amerika yang digunakan dalam tenaga angin. Laluan pengumpul dilengkapi dengan peranti perlindungan yang andal (dipasang di substansi step-up). Laluan pengumpul perlu dihubungkan ke substansi step-up, dan selepas meningkatkan voltan, mereka dihubungkan ke sistem. Stesen step-up menetapkan perlindungan laluan untuk setiap laluan pengumpul masing-masing. Rentang perlindungan tidak sahaja merangkumi laluan pengumpul tetapi juga meluas ke substansi kotak dan turbin angin. Apabila terjadi hubungan pendek atau kesalahan lain pada laluan tertentu, perlindungan laluan akan bertindak dan memutuskan laluan tersebut. Turbin angin dilengkapi dengan set lengkap peranti perlindungan grid (dipasang di kabinet kawalan tanah). Apabila terjadi kesalahan atau anormaliti grid, perlindungan turbin angin akan bertindak dan memutuskan turbin angin (di sini, grid merujuk kepada sistem laluan pengumpul dan substansi kotak). Jadual 1 menunjukkan perlindungan grid yang ditetapkan oleh pembuat turbin angin.
Beberapa konfigurasi perlindungan substansi kotak agak mudah. Fungsi perlindungan mereka jauh kurang daripada perlindungan laluan pengumpul dan perlindungan turbin angin, dan mereka membentuk perlindungan silang yang berlebihan. Oleh itu, perlindungan grid yang dikonfigurasikan dalam substansi kotak tidak perlu dan boleh dihapuskan. Rentang dan fungsi perlindungan pemutus litar pintar boleh sepenuhnya digantikan oleh perlindungan grid turbin angin. Sementara itu, menghapuskan beberapa komponen yang tidak perlu, seperti bebas beban dan fuse soket, membantu mengurangkan titik potensi kejadian dan meningkatkan keandalan operasi peralatan.
Tetapan Perlindungan Substansi Kotak Gaya Amerika yang Dipermudah
Untuk memastikan bahawa substansi kotak gaya Amerika yang dipermudah dapat memenuhi keperluan operasi ladang angin, Institut Penyelidikan Kuasa Jilin Electric Power Co., Ltd. mengatur 18 pakar dari Jilin Electric Power Co., Ltd., Beijing Sifang Micro-Electronic Co., Ltd., Datang Jilin Company, dan unit lain untuk mendemonstrasikan dan meninjau konfigurasi substansi kotak gaya Amerika yang dipermudah dengan teliti. Ia diakui bahawa substansi kotak gaya Amerika yang dipermudah adalah penjana khusus untuk tenaga angin, yang dibangunkan berdasarkan pencernaan teknologi substansi kotak gaya Amerika. Secara teknikal, ia memenuhi sepenuhnya keperluan untuk operasi selamat dan andal unit-unit turbin angin, mempunyai manfaat ekonomi yang baik, dan boleh dipromosikan dan digunakan secara meluas di ladang angin. Konfigurasi substansi kotak gaya Amerika yang dipermudah ditunjukkan dalam Gambaraj 2.
Analisis Teknikal dan Ekonomi
Kebanyakan ladang angin pada masa ini menggunakan substansi kotak gaya Amerika yang dirancang asal, yang mempunyai fungsi perlindungan kompleks yang tidak sesuai untuk sistem tenaga angin. Menggunakan substansi kotak gaya Amerika yang dipermudah dapat mengurangkan kos peralatan secara signifikan, memberikan manfaat sosial dan ekonomi yang baik. Pengiraan awal menunjukkan bahawa kos setiap unit boleh dikurangkan sekitar 30,000 yuan.
Setelah menghapuskan beberapa komponen yang tidak perlu seperti bebas beban, fuse soket, dan pemutus litar pintar, jumlah titik potensi kejadian berkurang, mengurangkan kebarangkalian kejadian secara drastik. Operasi menjadi mudah, selamat, dan andal, dengan pengurangan besar dalam beban kerja pemeliharaan. Substansi kotak gaya Amerika yang dipermudah telah digunakan di beberapa ladang angin di Wilayah Jilin, mencapai manfaat sosial dan ekonomi yang jelas.
