การกำหนดค่าที่เรียบง่ายของกังหันลมที่ติดตั้งหม้อแปลงแบบกล่องสไตล์อเมริกัน

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม เป็นแหล่งพลังงานทดแทนและสะอาดที่มีเทคโนโลยีค่อนข้างเจริญแล้ว และได้พัฒนาอย่างรวดเร็วในประเทศจีนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คาดว่าภายในปี 2010 กำลังติดตั้งรวมจะถึง 1.8×10⁴ MW การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมมีลักษณะของการก่อสร้างระยะเวลาสั้น ให้ผลตอบแทนเร็ว และมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจมากที่สุด โดยปกติแล้วใช้เวลาเพียงประมาณหนึ่งปีในการสร้างฟาร์มลมขนาด 50 MW หลังจากเสร็จสิ้นแล้ว ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ และภาระงานด้านการดำเนินงานและการบำรุงรักษาค่อนข้างน้อย

ภาพรวมของหม้อแปลงเพิ่มแรงดันที่เลือกใช้สำหรับฟาร์มลม

แต่ละยูนิตของกังหันลมมีหม้อแปลงเพิ่มแรงดันติดตั้งไว้ เพื่อเพิ่มแรงดันที่สร้างขึ้น (0.69 kV) และเชื่อมต่อกับสายเก็บภายในของฟาร์มลม ระบบเชื่อมต่อด้วยรูปแบบ "หนึ่งเครื่อง - หนึ่งหม้อแปลง" สายเก็บเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าผ่านสถานีแปลงไฟฟ้าของฟาร์มลม ปัจจุบัน หม้อแปลงที่เลือกใช้มีสามประเภทหลัก ได้แก่ หม้อแปลงแช่น้ำมันธรรมดา (ใช้น้อยกว่า) สถานีไฟฟ้าแบบพรีแฟบสไตล์ยุโรป และสถานีไฟฟ้าแบบพรีแฟบสไตล์อเมริกา (เรียกว่า สถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกา) ซึ่งสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาเป็นที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบัน

เมื่อเทียบกับสถานีไฟฟ้าแบบพรีแฟบสไตล์ยุโรป สถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกามีข้อดีด้านโครงสร้างที่กระชับ การปิดผนึกเต็มที่ ขนาดเล็ก ใช้ปลั๊กสายเคเบิลแบบศอก ไม่มีการป้องกันแก๊ส และสะดวกในการดำเนินงานและการบำรุงรักษา สถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาใช้หลักๆ ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าในเมือง เช่น ชุมชนที่อยู่อาศัย พื้นที่อุตสาหกรรม ศูนย์การค้า และสถานที่จำหน่ายไฟฟ้าอื่นๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้รับความนิยมในการใช้เป็นหม้อแปลงเพิ่มแรงดันสำหรับกังหันลม แผนการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่เป็นมาตรฐาน (คล้ายคลึงกับที่ใช้ในระบบจำหน่ายไฟฟ้า) แสดงในรูปที่ 1 ตามความต้องการของระบบจำหน่ายไฟฟ้า สถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกามีการป้องกันดังต่อไปนี้:

• ฟิวส์แบบเสียบแช่น้ำมัน ที่จะระเบิดเมื่อเกิดข้อผิดพลาดจากการลัดวงจรที่ด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลง;

• ฟิวส์จำกัดกระแสแบบแช่น้ำมัน ที่จะระเบิดอย่างรวดเร็วเพื่อตัดหม้อแปลงเมื่อเกิดข้อผิดพลาดจากการลัดวงจรที่ด้านแรงดันสูงภายในหม้อแปลง ป้องกันการขยายตัวของเหตุการณ์;

• สวิตช์โหลดแบบสามเฟสที่เชื่อมโยงกัน แช่น้ำมัน สามารถทำให้ปิดการทำงานของหม้อแปลงที่มีโหลด;

• เบรกเกอร์อัจฉริยะ (หรือสวิตช์ตัดฟิวส์) ใช้เป็นหลักในการป้องกันด้านโหลด.

การปรับลดการกำหนดค่าการป้องกันของสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกา

หลักการปรับลด

หม้อแปลงสไตล์อเมริกาหมายถึงหม้อแปลงที่ยังคงคุณสมบัติพื้นฐานของสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกา เช่น โครงสร้าง เรเดียเตอร์แบบเวฟ ไม่มีการป้องกันแก๊ส วาล์วระบายความดัน และฟิวส์จำกัดกระแส แต่ปรับลดอุปกรณ์การป้องกัน บนพื้นฐานของการสรุปประสบการณ์การดำเนินงานด้านพลังงานลม ส่วนประกอบบางส่วนของการป้องกันระบบไฟฟ้าถูกนำออก ทำให้กลายเป็นหม้อแปลงเฉพาะสำหรับพลังงานลม

การกำหนดค่าการป้องกันที่ปรับลด

ทางเทคนิคสามารถนำส่วนประกอบของการป้องกันระบบไฟฟ้าออกจากสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ใช้ในพลังงานลมได้ สายเก็บมีอุปกรณ์ป้องกันที่เชื่อถือได้ (ติดตั้งในสถานีแปลงไฟฟ้า) สายเก็บต้องเชื่อมต่อกับสถานีแปลงไฟฟ้า และหลังจากเพิ่มแรงดัน แล้วเชื่อมต่อกับระบบ สถานีแปลงไฟฟ้าตั้งค่าการป้องกันสายไฟสำหรับแต่ละสายเก็บ โดยการป้องกันครอบคลุมไม่เพียงแค่สายเก็บ แต่ยังขยายไปถึงสถานีไฟฟ้าแบบกล่องและกังหันลม เมื่อมีการลัดวงจรหรือข้อผิดพลาดเกิดขึ้นบนสายไฟใดสายไฟหนึ่ง การป้องกันสายไฟจะทำงานและตัดสายไฟนั้น กังหันลมมีชุดการป้องกันระบบไฟฟ้าที่ครบถ้วน (ติดตั้งในตู้ควบคุมภาคพื้น) เมื่อมีข้อผิดพลาดหรือความผิดปกติของระบบไฟฟ้า การป้องกันกังหันลมจะทำงานและตัดกังหันลม (ที่นี่ ระบบไฟฟ้าหมายถึงระบบสายเก็บและสถานีไฟฟ้าแบบกล่อง) ตารางที่ 1 แสดงการป้องกันระบบไฟฟ้าที่ตั้งโดยผู้ผลิตกังหันลม

การกำหนดค่าการป้องกันบางส่วนของสถานีไฟฟ้าแบบกล่องค่อนข้างง่าย ความสามารถในการป้องกันของพวกเขาน้อยกว่าการป้องกันของสายเก็บและกังหันลม และสร้างการป้องกันที่ซ้ำซ้อน ดังนั้น การป้องกันระบบไฟฟ้าที่กำหนดในสถานีไฟฟ้าแบบกล่องไม่จำเป็นและสามารถนำออกได้ ขอบเขตและฟังก์ชันการป้องกันของเบรกเกอร์อัจฉริยะสามารถแทนที่โดยการป้องกันระบบไฟฟ้าของกังหันลม นอกจากนี้ การกำจัดส่วนประกอบที่ไม่จำเป็น เช่น สวิตช์โหลดและฟิวส์เสียบ ช่วยลดจุดที่อาจเกิดอุบัติเหตุและเพิ่มความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานของอุปกรณ์

การตั้งค่าการป้องกันของสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ปรับลด

เพื่อให้แน่ใจว่าสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ปรับลดสามารถตอบสนองความต้องการในการดำเนินงานของฟาร์มลม สถาบันวิจัยพลังงานไฟฟ้าของ Jilin Electric Power Co., Ltd. ได้จัดตั้งทีมผู้เชี่ยวชาญ 18 คนจาก Jilin Electric Power Co., Ltd., Beijing Sifang Micro-Electronic Co., Ltd., Datang Jilin Company และหน่วยงานอื่น ๆ ในการตรวจสอบและพิจารณาการกำหนดค่าของสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ปรับลด ได้รับการยอมรับว่าสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ปรับลดเป็นหม้อแปลงเฉพาะสำหรับพลังงานลม ที่พัฒนาขึ้นจากเทคโนโลยีของสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกา ทางเทคนิค มันสามารถตอบสนองความต้องการในการดำเนินงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของยูนิตกังหันลม มีประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ดี และสามารถนำไปใช้ได้แพร่หลายในฟาร์มลม การกำหนดค่าของสถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ปรับลดแสดงในรูปที่ 2

การวิเคราะห์ทางเทคนิคและเศรษฐกิจ

ปัจจุบัน ฟาร์มลมส่วนใหญ่ใช้สถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ออกแบบมาดั้งเดิม ซึ่งมีฟังก์ชันการป้องกันที่ซับซ้อนไม่เหมาะสมกับระบบพลังงานลม การใช้สถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ปรับลดสามารถลดต้นทุนอุปกรณ์ได้อย่างมาก สร้างประโยชน์ทางสังคมและเศรษฐกิจที่ดี คำนวณเบื้องต้นพบว่า ต้นทุนของแต่ละยูนิตสามารถลดลงประมาณ 30,000 หยวน

หลังจากกำจัดส่วนประกอบที่ไม่จำเป็น เช่น สวิตช์โหลด ฟิวส์เสียบ และเบรกเกอร์อัจฉริยะ จำนวนจุดที่อาจเกิดอุบัติเหตุลดลง ลดโอกาสในการเกิดอุบัติเหตุอย่างมาก การดำเนินงานง่าย สะดวก ปลอดภัย และเชื่อถือได้ พร้อมกับการลดภาระงานด้านการบำรุงรักษาอย่างมาก สถานีไฟฟ้าแบบกล่องสไตล์อเมริกาที่ปรับลดได้ถูกนำมาใช้ในฟาร์มลมบางแห่งในมณฑลจิ่น สร้างประโยชน์ทางสังคมและเศรษฐกิจที่ชัดเจน