Auswahl der optimalen Auslegung und wesentliche Überlegungen für Windpark-Transformator

1 Bedeutung der Auswahl und optimalen Gestaltung von Windkrafttransformator in Windparks

Mit der Verbreitung von Windenergiesystemen werden mehr Stromtransformator integriert, was die Gesamtkapazität der Ausrüstung und die Betriebsverluste erhöht. Transformator, die hauptsächlich aus kostspieligen Siliziumstahlblechen, Kupferwicklungen und Folien hergestellt werden, sind auch schwierig zu entwerfen. Daher sind optimale Gestaltung und wissenschaftliche Auswahl erforderlich, um technische, nationale - standardmäßige und benutzerdefinierte Anforderungen zu erfüllen.

Um eine stabile Transformatorbetrieb zu gewährleisten, müssen ihre Betriebsbedingungen, Einsatzszenarien, Entwurfsprozesse und Prinzipien untersucht werden. Ein optimales Designmodell aufbauen, wissenschaftliche Methoden zur Analyse und Problemlösung einsetzen und ein kosteneffektives Design erstellen.

Kurz gesagt, fördert die optimale Gestaltung die Nutzung von Windenergie, die Förderung sauberer Energien, die Steuerung von Netzausfällen, die Produktqualität und die Stabilität des Transformators, was die Entwicklung der Windenergie vorantreibt. Bei der Gestaltung sollten windparktaugliche Transformator wissenschaftlich ausgewählt werden. Durch tiefgehende Forschungen integrieren Experten IT, indem sie Methoden wie genetische Algorithmen, Partikelschwarmoptimierung und Neuronale Netzwerke entwickeln. Die Anwendung dieser Methoden hilft, besser passende Transformator zu entwerfen.

2 Merkmale und technische Anforderungen an Windpark-Stromtransformator

Aktuelle Windpark-Stromtransformator verwenden oft eine kombinierte Struktur. Ihr Aussehen und die Hoch- und Niederspannungskästen sind in einer “Pin” oder “Netz”-Form angeordnet, abhängig vom Installationsort. Der Niederspannungskasten ist mit den Ausgängen der Windturbine verbunden.

Die Leitungen zwischen Turbinen und Transformator können Kurzschlüsse zwischen den Phasen haben. Die Turbinen haben eine automatische Schutzfunktion, um die Transformator zu schützen. Auf der Schutzseite des Transformators wird ein Messer-Sicherungsschalter installiert. Designer fügen auf der Hochspannungsseite Strombegrenzer und Laststeuerschalter hinzu. Wegen der hohen Spannung und der Anfälligkeit der Netzkopplung für Überspannungen in den Leitungen wird auf der Hochspannungsseite Blitzschutz installiert.

2.1 Betriebsmerkmale

Generatoren haben kleine Kapazitäten. Starke Winde können die Turbinenkapazitäten überschreiten, was die automatische Schutzfunktion aktiviert, um die Betriebsleistung zu begrenzen oder zu pausieren. Dann läuft der verbundene Transformator mit geringer Last, was zu kurzen Überlastzeiten führt.

Transformator benötigen eine robuste Konstruktion. Windparks befinden sich in komplexen Gebieten wie Hochplateaus, Gobi-Wüsten oder Offshore. Diese erfordern eine professionelle Konstruktion und Funktionen (siehe Abbildung 1 für die Grundsätze der Transformatorkonstruktion).

3 Technische Anforderungen

• Geringe Wärmeerzeugung:Windparks sind stark saisonabhängig, und die Transformator haben lange Leerlaufzeiten. Daher sollten bei der Gestaltung die Leerlaufverluste reduziert werden. Wählen Sie den Installationsort wissenschaftlich, um eine effektive Wärmeabfuhr zu ermöglichen, sodass auch unter Last ein schneller Betrieb möglich ist.

• Hohe Wetterbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit:In Küstengebieten mit reichlich Wind kann das harte Klima die Transformator beschädigen. Ohne Schutzeinrichtungen für Generatoren können Exposition und Korrosion zu Betriebsausfällen führen.

• Leicht, kompakt, hochfest und einfach zu installieren/betreiben:Angesichts kleiner, unregelmäßiger Installationsräume sollten bei der Auswahl von Transformator der Sicherheitsabstand zwischen Geräten, die Einheitenkapazität und das Gewicht berücksichtigt werden. Entwerfen Sie für eine kompakte Größe, Form und angemessenes Gewicht. Windturbinen benötigen maßgeschneiderte Transport- und Hebevorgänge, um Kollisionen und Vibrationen zu vermeiden und die mechanische Festigkeit zu erhöhen.

• Technische Merkmale der Transformator:In manchen Windparks stellen Verkehr und natürliche Umgebung Herausforderungen für die Wartung der Windturbinen dar, was die Wartung teuer macht. Große Instandhaltungsarbeiten führen zu langen Stillstandszeiten, was die Effizienz beeinträchtigt. Wählen Sie daher wirtschaftliche, zuverlässige und sichere Transformator. Entwerfen Sie aus verschiedenen Perspektiven: Verwenden Sie geteilte Tankstrukturen für die Verbindung von Lastschaltgeräten und Transformator. Tanks müssen nationalen Standards hinsichtlich Größe und Dichtigkeit entsprechen. Für Hochspannungskabel gilt “ein rein, ein raus”. Installieren Sie Wärmeableiter mit Schutzeinrichtungen, um Kollisionen und Ölverluste zu verhindern. Die Transformator-Tankstruktur ist in Abbildung 2 dargestellt.

4 Auswahl und optimale Gestaltung von Haupttransformator in Windparks
4.1 Kühlmethoden für Transformator

Transformator verwenden verschiedene Kühlmethoden, hauptsächlich ölgetränkte, trockene und gasgefüllte. Ölgetränkte sind klein, hochspannungsfest und gut im Wärmeabfuhr, aber riskieren Ölverlust, -einspritzung oder -verbrennung bei hohen Temperaturfehlern, was viel Energie verbraucht und die Umwelt belastet—also vorsichtig wählen. Trockene sind sicher, sauber, flammwidrig, leicht zu warten und kurzschlussresistent, jedoch groß und schwer zu installieren. Gasgefüllte verwenden nichtgiftiges, nichtbrennbares Gas als Medium, mit einer Struktur ähnlich den ölgetränkten Typen. Sie vermeiden die oben genannten Nachteile, sind leicht zu warten und verdienen Förderung.

4.2 Schutz für Kühlrippen

Die Gehäuse von Windpark-Transformator bestehen aus drei Teilen: Radiator, Öltank und Vorkammer, wobei der Radiator einen wichtigen Schutz benötigt. Da sie oft in harschen Küstengebieten installiert sind, die anfällig für menschliche Beschädigung sind, wird normalerweise eine Stahlschutzplatte um den Radiator gelegt. Dies verhindert Kollisionen und sorgt für Wärmeabfuhr, so dass das Gehäuse und die Abdeckung wissenschaftlich gestaltet werden müssen.

4.3 Geteilte Gehäusegestaltung für Lastschaltgeräte

Angesichts der Betriebsumgebung und -bedingungen von Windpark-Transformator benötigen Lastschaltgeräte und Transformator eine geteilte Gehäusegestaltung:

• Verbinden Sie den Ausgang des Transformators mit der Hauptleitung; stellen Sie sicher, dass die Lastschaltgeräte in normalen kombinierten Transformator effizient arbeiten.

• Bögen von internen Lastschaltgeräten während des Betriebs führen zu Alterung des Isolieröls und Kohlenstoffablagerungen, was die Isolation schädigt. Daher kann ein fester Öltank, der vom eigenen Tank des Transformators isoliert und unabhängig gestaltet ist, eine stabile Betriebsfähigkeit sicherstellen.

5 Praktische Anwendung der optimalen Gestaltung

Durch die Optimierung von Parametern, Variablen und Betriebsbedingungen mithilfe eines verbesserten Partikelschwarmalgorithmus ergibt sich das optimale Transformator-Design. Im Vergleich zu herkömmlichen Schemata reduziert es den Materialverbrauch und die Kosten und verbessert die Lastverluste, Leerlaufströme und Wicklung-Öl-Temperaturanstiege. Obwohl der Materialverbrauch sinkt, steigen die Lastverluste. Daher sollte das Design auf dem tatsächlichen Betrieb basieren, indem Material, Verlust und Designkosten analysiert werden, um das beste Schema auszuwählen.

6 Fazit

Bei der Bau- und Betriebsphase von Windparks sollte durch wissenschaftliche Auswahl von Transformator gemäß den tatsächlichen Bedürfnissen und Standards eine stabile Stromsystembetrieb gewährleistet werden, um ihre Rolle optimal auszuschöpfen. Aufgrund ihrer speziellen Gestaltung und Betriebsbedingungen sollte das Design wissenschaftlich nach nationalen Standards, Erfahrungen und Spezifikationen gestaltet werden; Prozesse optimieren, neue Konzepte integrieren und Schemata vergleichen, um sicherzustellen, dass das endgültige Schema den Anforderungen entspricht.