Структура Производителност Надеждност и Оптимизация на Проектирането на Трансформатори за Вятърна Енергия

1 Основна структура, оперативни характеристики и специални изисквания за трансформатори за вятърна енергия
1.1 Основна структура на трансформаторите
(1) Структура на ядрото

Трансформаторите за вятърна енергия използват материали с висока магнитна проницаемост, за да намалят загубите на енергия. При приложение, ядрото обикновено изисква специално обработване, за да се адаптира към суровата среда на дългосрочна влажност и висока соленост. Особено в офшорни вятърни паркове, корозийната устойчивост на ядрото е особено важна.

(2) Обвивна система

Обвивката е важен компонент в трансформаторите за вятърна енергия и обикновено се обвива с медени или алуминиеви жици. Дизайнът на обвивката на трансформаторите за вятърна енергия трябва да вземе предвид честите изменения в напрежението и тока, причинени от колебанията в скоростта на вятъра, осигурявайки, че обвивката може да работи стабилно за дълго време под високи натоварвания.

(3) Система за охлаждане и разпръскване на топлина

Трансформаторите за вятърна енергия изискват ефективна система за охлаждане, за да се гарантира, че няма да бъдат повредени поради прекомерно затопляне по време на работа при високо натоварване. Общи методи за охлаждане включват маслено-потопен тип и естествено въздушно охлаждане. Маслено-потопените трансформатори отвеждат топлината чрез циркулацията на масло и са подходящи за големи мощности вятърни паркове; докато въздушно охладяваните трансформатори са по-подходящи за сценарии с по-малка мощност и по-мека среда.

1.2 Оперативни характеристики

Оперативните характеристики на трансформаторите за вятърна енергия: Вятърната енергия е нестабилна, и производствената й способност колебае с промяните в скоростта на вятъра. Следователно, трансформаторът трябва да има висока капацитет за регулиране на натоварването и да може да се адаптира към честите колебания на натоварването. Различно от традиционните мрежови трансформатори, трансформаторите за вятърна енергия често са в частично натоварено състояние, което изисква специални изисквания за техния енергийна ефективност и разпръскване на топлина.

1.3 Специални изисквания в околната среда на вятърната енергия
(1) Устойчивост към колебанията на скоростта на вятъра

Производството на вятърна енергия колебае с промяните в скоростта на вятъра, и това колебание може да доведе до нестабилност на напрежението. Следователно, трансформаторите за вятърна енергия трябва да имат съответни регулационни способности, за да предотвратят влиянието върху електрическата мрежа.

(2) Адаптация към сурова околната среда

Повечето вятърни паркове са построени в сурови условия. Следователно, трансформаторите за вятърна енергия трябва да имат добра устойчивост към корозията и противовлагане. За планински вятърни паркове, трансформаторите за вятърна енергия трябва да се справят с екстремни климатични условия, като ниска температура и висока скорост на вятъра.

(3) Изисквания за distantno наблюдение и поддръжка

Тъй като вятърните паркове обикновено са разположени в далечни области, разходите за поддръжка при дефект на трансформаторите за вятърна енергия са относително високи. Следователно, трябва да се установи система за distantно наблюдение, за да се наблюдава реално време състоянието на трансформатора.

2 Производителност на трансформаторите за вятърна енергия
2.1 Анализ на електрическата производителност
(1) Капацитет за регулиране на напрежението

Една от основните задачи на трансформаторите за вятърна енергия е да увеличи ниското напрежение, произведено от вятърните турбини, до високо напрежение за дългото разстояние предаване на енергия. Следователно, капацитетът за регулиране на напрежението е ключов показател за оценка на електрическата производителност на трансформаторите за вятърна енергия. Обикновено, диапазонът за увеличаване на напрежението на трансформатора е проектиран, за да се адаптира към колебанията на изхода при различни скорости на вятъра, осигурявайки стабилен изход на напрежението и намаляване на влиянието върху електрическата мрежа.

(2) Импеданс при късо съединение и защита при дефект

Импедансът при късо съединение на трансформаторите за вятърна енергия直接影响了短路故障时的稳定性。较低的短路阻抗可以提高系统对故障的响应速度，但在风速波动时也可能导致系统电流波动增加。优化短路阻抗设计不仅有助于减少短路电流，还能提高变压器运行的安全性和电网的稳定性。 在保加利亚语中，这部分应翻译为：

Импедансът при късо съединение на трансформаторите за вятърна енергия直接影响了短路故障时的稳定性。较低的短路阻抗可以提高系统对故障的响应速度，但在风速波动时也可能导致系统电流波动增加。优化短路阻抗设计不仅有助于减少短路电流，还能提高变压器运行的安全性和电网的稳定性。 在保加利亚语中，这部分应翻译为：

Импедансът при късо съединение на трансформаторите за вятърна енергия директно влияе на стабилността при късо съединение. Нисък импеданс при късо съединение може да подобри реакцията на системата при дефект, но може също така да доведе до увеличение на колебанията на тока в системата, когато скоростта на вятъра варира. Оптимизирането на дизайна на импеданса при късо съединение не само помага за намаляване на тока при късо съединение, но и подобрява безопасността на функционирането на трансформатора и стабилността на електрическата мрежа.