Ключевые аспекты выбора повышающего трансформатора в сетевых фотоэлектрических энергетических системах

В сетевых фотоэлектрических (ФЭ) системах генерации электроэнергии повышающий трансформатор является ключевым компонентом. Оптимизация выбора трансформатора для минимизации собственных потерь и повышения эффективности крайне важна для улучшения общей производительности системы. В данной статье описаны основные аспекты правильного выбора повышающего трансформатора для ФЭ-систем.

• Выбор мощности трансформатора
  Необходимая мощность трансформатора рассчитывается по формуле: Полная мощность = Активная мощность / Коэффициент мощности. Требования к коэффициенту мощности различаются в зависимости от региона — обычно 0,85 для строительных и малых промышленных нагрузок, и 0,9 для крупных промышленных нагрузок. Например, нагрузка 550 кВт при коэффициенте мощности 0,85 требует 550 / 0,85 = 647 кВА, поэтому подходит трансформатор мощностью 630 кВА. Общая нагрузка не должна превышать 80% номинальной мощности трансформатора.

• Выбор напряжения трансформатора
  Напряжение первичной обмотки должно соответствовать линейному напряжению источника, а вторичное напряжение должно совпадать с напряжением подключенного оборудования. Для распределения трехфазного четырехпроводного низкого напряжения следует выбирать соответствующие уровни напряжения (например, 10 кВ, 35 кВ или 110 кВ) в зависимости от требований первичной стороны.

• Выбор фазировки трансформатора
  Выбор между однофазной и трехфазной конфигурацией осуществляется в соответствии с требованиями источника питания и нагрузки.

• Выбор группы соединений обмоток трансформатора
  Трехфазные обмотки могут быть соединены в звезду (Y), треугольник (D) или зигзаг (Z). Предпочтительным соединением для распределительных трансформаторов во всем мире является Dyn11, которое имеет несколько преимуществ перед Yyn0:

• Подавление гармоник: Соединение треугольник (D) эффективно подавляет высшие гармоники.

• Циркуляция гармоник: Третьи гармонические токи циркулируют внутри треугольничной обмотки, нейтрализуя третью гармоническую магнитную индукцию с низковольтной стороны.

• Содержание гармоник: Третья гармоническая ЭДС в высоковольтной обмотке остается замкнутой в треугольничном контуре, предотвращая ее впрыск в общую сеть.

• Низкое нулевое последовательное сопротивление: Трансформаторы Dyn11 имеют значительно меньшее нулевое последовательное сопротивление, что способствует очистке однофазных заземлений на низком напряжении.

• Превосходная обработка нейтрального тока: Способны обрабатывать нейтральные токи, превышающие 75% фазного тока, что делает их идеальными для несимметричных нагрузок.

• Непрерывность работы при потере фазы: Если сгорает один высоковольтный предохранитель, оставшиеся две фазы могут продолжать работу с Dyn11, в отличие от Yyn0.

Поэтому настоятельно рекомендуется использование трансформаторов с соединением Dyn11.

Потери на нагрузке, холостые потери и напряжение сопротивления
Из-за дневного режима работы ФЭ-систем, трансформаторы испытывают холостые потери каждый раз, когда они подключены, независимо от выходной мощности. Минимизация потерь на нагрузке крайне важна; если работа происходит ночью, также важны низкие холостые потери.

Эта стратегия выбора обеспечивает эффективную работу трансформатора в ФЭ-системах, снижая общие потери и повышая производительность генерации электроэнергии.