Klíčové aspekty výběru stupňujícího transformátoru v síťově připojených fotovoltaických elektrárnách
V případě fotovoltaických (PV) výrobních systémů připojených k síti je transformátor pro zvýšení napětí klíčovou součástí. Optimalizace výběru transformátoru pro minimalizaci vnitřních ztrát a zvýšení efektivity je nezbytná pro zlepšení celkového výkonu systému. Tento článek shrnuje klíčové aspekty správného výběru transformátoru pro zvýšení napětí v PV systémech.
Výběr kapacity transformátoru
Požadovaná kapacita transformátoru se vypočítává jako: Zjevný výkon = Aktivní výkon / Faktor využití. Požadavky na faktor využití se liší podle oblasti – obvykle 0,85 pro stavební a malá průmyslová zařízení a 0,9 pro velká průmyslová zařízení. Například zátěž 550 kW s faktorem využití 0,85 vyžaduje 550 / 0,85 = 647 kVA, takže je vhodný transformátor o kapacitě 630 kVA. Celková zátěž by neměla přesahovat 80 % nominální kapacity transformátoru.Výběr napětí transformátoru
Napětí primárního cívání by mělo odpovídat zdrojovému napětí, zatímco sekundární napětí musí být v souladu s připojeným zařízením. Pro nízkonapěťové třífázové čtyřdrátové rozvodné sítě by měly být vybrány vhodné úrovně napětí (např. 10 kV, 35 kV nebo 110 kV) podle požadavků na straně primární.Výběr fáze transformátoru
Podle požadavků zdroje energie a zátěže zvolte jednofázovou nebo třífázovou konfiguraci.Výběr skupiny spojení cívek transformátoru
Třífázové cívání lze spojit v hvězdicové (Y), trojúhelníkové (D) nebo zikzakové (Z) konfiguraci. Globálně preferované spojení pro distribuční transformátory je Dyn11, které nabízí několik výhod oproti Yyn0:Potlačení harmonických složek: Trojúhelníkové (D) spojení efektivně potlačuje vyšší harmonické složky.
Cirkulace harmonických složek: Třetí harmonické proudy cirkulují uvnitř trojúhelníkového cívání, neutralizují třetí harmonické fluxy ze strany nízkého napětí.
Zadržení harmonických složek: Třetí harmonické EMF ve vysokonapěťovém cívání zůstávají uzavřené uvnitř trojúhelníkové smyčky, což zabrání jejich vstřikování do veřejné sítě.
Nízká impedancia nulové posloupnosti: Transformátory Dyn11 mají výrazně nižší impedanci nulové posloupnosti, což pomáhá při odstraňování jednofázových zemních poruch na straně nízkého napětí.
Lepší zpracování neutrálního proudu: Schopnost zpracovávat neutrální proudy převyšující 75 % fázového proudu, což je ideální pro nerovnoměrné zátěže.
Spojitost při ztrátě fáze: Pokud exploduje jeden vysokonapěťový pojistka, zbývající dvě fáze mohou pokračovat v provozu s Dyn11, což není možné s Yyn0.
Proto jsou silně doporučeny transformátory s spojením Dyn11.
Ztráty zátěže, ztráty bez zátěže a impedanční napětí
Vzhledem k dennímu operačnímu vzoru PV systémů transformátory trpí ztrátami bez zátěže pokaždé, když jsou zapnuté, bez ohledu na výstup. Minimalizace ztrát zátěže je klíčová; pokud dochází k nočnímu provozu, jsou důležité i nízké ztráty bez zátěže.
Tato strategie výběru zajišťuje efektivní provoz transformátoru v rámci PV systémů, snižuje celkové ztráty a zvyšuje výkonnost výroby elektrické energie.
