Belangrijke Overwegingen voor de Selectie van Stroomverhogende Transformatoren in Aangesloten PV-Energiesystemen

In grid-connected fotovoltaïsche (PV) energieopwekkingssystemen is de stroomversterkende transformator een cruciale component. Het optimaliseren van de keuze van de transformator om inheemse verliezen te minimaliseren en efficiëntie te verbeteren, is essentieel voor het verbeteren van de algemene systeemprestaties. Dit artikel schetst belangrijke overwegingen voor de juiste keuze van een stroomversterkende transformator in PV-systemen.

• Keuze van transformatorkapaciteit
  De vereiste transformatorkapaciteit wordt berekend als: Apparente vermogen = Actief vermogen / Vermogensfactor. De eisen aan de vermogensfactor variëren per regio - meestal 0,85 voor bouw en kleine industriële belastingen, en 0,9 voor grote industriële belastingen. Bijvoorbeeld, een belasting van 550 kW bij een vermogensfactor van 0,85 vereist 550 / 0,85 = 647 kVA, dus een 630 kVA-transformator is geschikt. De totale belasting mag niet meer dan 80% van de gecertificeerde capaciteit van de transformator bedragen.

• Keuze van transformatorspanning
  Het primaire windingsspanning moet overeenkomen met het bronlijnspanning, terwijl het secundaire spanning moet overeenkomen met de aangesloten apparatuur. Voor lage-spanningsdistributie in driefase vierdraadconfiguraties moeten passende spanningsniveaus (bijv. 10 kV, 35 kV of 110 kV) worden gekozen op basis van de vereisten aan de primaire zijde.

• Keuze van transformatorfase
  Kies tussen eenfase en driefase configuraties volgens de energiebron en belastingsvereisten.

• Keuze van transformatiewindingverbindinggroep
  Driefase windingen kunnen in ster (Y), delta (D) of zigzag (Z) configuraties worden verbonden. De wereldwijd voorgestane verbinding voor distributietransformatoren is Dyn11, wat verschillende voordelen biedt ten opzichte van Yyn0:

• Harmonische onderdrukking: De delta (D) verbinding onderdrukt effectief hogere harmonischen.

• Harmonische circulatie: Derde harmonische stromen circuleren binnen de deltawinding, neutraliseren derde harmonische flux van de lage-spanningzijde.

• Harmonische beheersing: Derde harmonische EMF in de hoge-spanningswinding blijft beperkt binnen de deltalus, waardoor injectie in het openbare net wordt voorkomen.

• Lagere nulreeksimpedantie: Dyn11 transformatoren vertonen significant lagere nulreeksimpedantie, wat helpt bij het wegwerken van lage-spannings enkelvoudige fase-aarde fouten.

• Betere afhandeling van neutrale stroom: In staat om neutrale stromen te hanteren die 75% van de fase-stroom overschrijden, waardoor ze ideaal zijn voor ongebalanceerde belastingen.

• Continuïteit bij fasedefect: Als één hoge-spanningsveiliger doorslaat, kunnen de overige twee fasen met Dyn11 doorgaan met werken, in tegenstelling tot Yyn0.

Daarom worden Dyn11-verbonden transformatoren sterk aanbevolen.

Belastingsverlies, leegloopverlies en impedantiespanning
Vanwege het dagelijkse werkpatroon van PV-systemen, komen transformatoren ongeacht de uitvoer altijd leegloopverliezen tegen zodra ze geactiveerd zijn. Het minimaliseren van belastingsverliezen is cruciaal; indien nachtelijke werking optreedt, zijn ook lage leegloopverliezen belangrijk.

Deze selectiestrategie zorgt voor efficiënte transformatorenbewerking binnen PV-systemen, waardoor de algemene verliezen worden verminderd en de prestaties van de elektriciteitsproductie worden verbeterd.