Odabir optimalnog dizajna i ključne razmatranje transformatora za vjetroelektrane

1 Značaj odabira i optimalnog dizajna transformatora vjetroelektrana u vjetroelektranama

S obzirom na širenje sustava vjetrovne energije, integrirano je više transformatora snage, što povećava ukupnu kapacitet opreme i gubitke pri radu. Transformatori su proizvedeni uglavnom od skupih silikatnih čelika, bakrenih navijanja i folija, te su teški za dizajniranje. Stoga je potreban optimalni dizajn i znanstveni odabir kako bi se ispunili tehnički, nacionalni standardi i zahtjevi korisnika.

Za osiguranje stabilnog rada transformatora, proučite njihove uvjete rada, scenarije korištenja, procese dizajna i principi. Izgradite model optimalnog dizajna, upotrijebite znanstvene metode za analizu i rješavanje problema, te formirajte učinkovit dizajn.

Kratko rečeno, optimalni dizajn povećava korištenje vjetrovne energije, promociju čiste energije, kontrolu gubitaka mreže, kvalitetu proizvoda i stabilnost transformatora, što doprinosi razvoju vjetrovne energije. Tijekom dizajna, znanstveno odaberite transformatore vjetroelektrana. S dubljim istraživanjem, stručnjaci integriraju IT, stvarajući metode poput genetskih, algoritama roja čestica i neuronskim mrežama. Primjenom ovih metoda pomaže se u dizajnu bolje prilagođenih transformatora.

2 Karakteristike i tehnički zahtjevi transformatora snage vjetroelektrana

Trenutni transformatori snage vjetroelektrana često koriste kombinirani dizajn. Njihov izgled i kutije za visokonaponsku i niskonaponsku kontrolu su raspoređene u obliku "špilje" ili "mreže", ovisno o lokaciji instalacije. Kutija niske napetosti povezuje se s izlazima vjetroelektrane.

Između turbine i transformatora može doći do kratičnih spojeva faza. Turbine imaju automatsku zaštitu za zaštitu transformatora. Instalirajte prekidnik sa nožićem na strani zaštite transformatora. Dizajneri dodaju ograničitelje struje i preključivače za upravljanje opterećenjem na strani visoke napetosti. Uz visoku napetost i ranjivost strane mreže na udarne talase, instalirajte zaštitu od munja na strani visoke napetosti.

2.1 Operativne karakteristike

Generatori imaju male kapacitete. Jak vjetar može preći kapacitet turbine, što aktivira automatsku zaštitu koja ograničava ili pauzira rad. Tada povezani transformator radi pod niskim opterećenjem, što dovodi do kratkog ukupnog preopterećenja.

Transformatori trebaju jak konstruktivni dizajn. Vjetroelektrane su smještene u složenim područjima poput planina, Gobi ili pomorskih područja. To zahtijeva profesionalni konstruktivni dizajn i funkcije (vidi Sliku 1 za principe konstruktivnog dizajna transformatora).

3 Tehnički zahtjevi

• Niska toplinska generacija:Vjetroelektrane su snažno ovisne o sezoni, a transformatori imaju dugačke period bez opterećenja. Tijekom dizajna, smanjite gubitke bez opterećenja. Znanstveno odaberite lokaciju instalacije za učinkovitu disipaciju topline, omogućujući brz rad čak i pod opterećenjem.

• Jaka otpornost na vremenske uvjete, eroziju i koroziju:U obalnim područjima bogatim vjetrom, surovi klima može oštetiti transformatore. Bez uređaja za zaštitu generatora, izlaganje i korozija mogu uzrokovati propale operacije.

• Lagan, kompaktni, visokojak i lako montirati/operirati:Zbog malih, nepravilnih prostora za instalaciju, prilikom odabira transformatora, uzeti u obzir sigurnosni prostor između opreme, kapacitet jedinice i težinu. Dizajnirati za kompaktnu veličinu, oblik i odgovarajuću težinu. Jednice vjetroelektrana trebaju prilagođen prijevoz/podizanje ovisno o udaljenostima kako bi se spriječile sudare/vibracije i jačali mehanički.

• Tehničke karakteristike transformatora:U nekim vjetroelektranama, vjetroelektrane suočavaju se s prometnim i prirodnim okruženjem, što teško održavanje i skupo. Veliki overhaulovi uzrokuju dug trajanje isključenja, što šteti učinkovitosti. Stoga, odaberite ekonomične, pouzdane, sigurne transformatore. Dizajnirati s nekoliko aspekata: koristiti razdvojene rezervoare za povezivanje preključivača opterećenja - transformator. Rezervoari moraju zadovoljavati nacionalne standarde za veličinu, zategnutost. Za kabelske visoke napetosti, pratiti "jedan ulaz, jedan izlaz". Instalirati toplinske sinkrove s zaštitnim uređajima kako bi se spriječili sudari i curenje ulja. Struktura rezervoara transformatora prikazana je na Slici 2.

4 Odabir i optimalni dizajn glavnih transformatora u vjetroelektranama
4.1 Metode hlađenja transformatora

Transformatori koriste različite metode hlađenja, uglavnom namočene u ulju, suhi tip i plinsko izolirani. Namočeni u ulju su manji, otporni na visoku napetost i dobro hladila, ali su podložni curenju, ubrizgavanju ili sagorijevanju ulja tijekom visokotemperaturnih grešaka, troše puno energije i zagađuju okoliš – tako da se odaberite oprezno. Suhi tip je siguran, čist, otporan na vatru, lako održiv i otporan na kratične spojeve, ali su veći i teški za instalaciju. Plinsko izolirani koriste netoksni, nezapaljivi plin kao medij, s strukturom sličnom namočenim u ulju. Oni izbjegavaju gore navedene nedostatke, lako su održivlji i vrijede za promoviranje.

4.2 Zaštita hlađenja radijatora

Omotnice transformatora vjetroelektrana sastoje se od tri dijela: radijator, rezervoar za ulje i prednja komora, gdje radijator treba ključnu zaštitu. Budući da su često instalirani u teškim obalnim divljim područjima, podložni ljudskim oštećenjima, obično se postavlja poklopac od čelika oko radijatora. On spriječava sudare i osigurava disipaciju topline, tako da je potreban znanstveni dizajn omotnice i poklopca.

4.3 Razdvojen dizajn omotnice za preključivače opterećenja

Uzimajući u obzir radno okruženje i uvjete transformatora vjetroelektrana, preključivači opterećenja i transformatori trebaju razdvojen dizajn omotnice:

• Povežite izlaz transformatora s glavnim vodom; osigurajte visoku operativnu učinkovitost preključivača opterećenja u običnim kombiniranim transformatorima.

• Lukovi unutarnjih preključivača opterećenja tijekom rada uzrokuju starenje izolacijskog ulja i depositiranje ugljika, što šteti izolaciji. Stoga fiksni rezervoar za ulje, izoliran od vlastitog rezervoara transformatora i nezavisno dizajniran, može osigurati stabilan rad.

5 Praktična primjena optimalnog dizajna

Optimizacija parametara, varijabli i radnih uvjeta putem nadograđenog algoritma roja čestica rezultira optimalnim dizajnom transformatora. U usporedbi s običnim shemama, smanjuje se korištenje materijala i troškovi, a poboljšavaju se gubitci opterećenja, struja bez opterećenja i porast temperature navijanja-prema-ulju. Iako pada korištenje materijala, povećavaju se gubitci opterećenja. Stoga dizajnirajte temeljem stvarnog rada, analizirajte materijale, gubitke i troškove dizajna kako biste odabrali najbolju shemu.

6 Zaključak

U izgradnji i radu vjetroelektrana, osigurajte stabilan rad električnog sustava znanstvenim odabirom transformatora prema stvarnim potrebama i standardima kako biste maksimalizirali njihovu ulogu. Zbog njihova posebnog dizajna i radnih uvjeta, dizajnirajte znanstveno prema nacionalnim standardima, iskustvu i specifikama; optimizirajte procese, integrirajte nove koncepte i usporedite sheme kako biste osigurali da konačna shema ispunjava zahtjeve.