Szélerőmű transzformátorok optimális tervezésének kiválasztása és a fontos szempontok

1 A szélturbínákon használt transzformátorok kiválasztásának és optimalizált tervezésének jelentősége a szélerőművekben

Ahogy a szélerőműrendszerek elterjednek, növekszik a beépített erőmérsékeltők mennyisége, ami fokozza az eszközök teljes kapacitását és működési veszteségeit. A transzformátorok, amelyek főleg drága silikátvastapszerek, rézcsomagolók és foliókból készülnek, nehéz tervezésűek. Ezért szükség van az optimális tervezésre és a tudományos kiválasztásra, hogy megfeleljenek a technikai, nemzeti - szabványos és felhasználói követelményeknek.

A transzformátorok stabil működésének biztosítása érdekében tanulmányozni kell a működési feltételeket, alkalmazási helyzeteket, tervezési folyamatokat és elveket. Építsen fel egy optimális tervezési modellt, használjon tudományos módszereket az elemzéshez és a problémamegoldáshoz, és alakítson ki költséghatékony tervezést.

Röviden, az optimális tervezés fokozza a szélenergia felhasználását, a tiszta energia előmozdítását, a hálóveszteségek elleni küzdelmet, a termékminőséget és a transzformátor stabilitását, ezzel elősegítve a szélerőmű fejlesztését. A tervezés során tudományosan kell kiválasztani a szélerőmű transzformátorait. A mélyebb kutatás sorban a szakértők integrálják az IT-t, létrehozva olyan módszereket, mint a genetikai, a részecskeszfog és a neurális háló algoritmusok. Ezek alkalmazásával jobban illeszkedő transzformátorokat lehet tervezni.

2 A szélerőmű-erőmérsékeltők jellemzői és technikai követelményei

A jelenlegi szélerőmű-erőmérsékeltők gyakran kombinált szerkezetet használnak. Az általuk alkotott kijelzés és a magas- és alacsonyfeszültségű vezérlődobozok "tű" vagy "háló" formában helyezkednek el, függően a telepítési helyektől. Az alacsonyfeszültségű doboz csatlakozik a szélturbínák kilépési pontjaihoz.

A turbínák és a transzformátorok közötti átvitel során lehetséges, hogy fáziskapcsolódások keletkeznek. A turbínáknak van automatikus védelme, ami védja a transzformátorokat. Telepítsen egy késszaggató kapcsolót a transzformátor védelmi oldalán. A tervezők adnak hozzá áramkorlátozókat és terhelés-vezérlő kapcsolókat a magasfeszültségű oldalon. Mivel a magas feszültség és a hálóoldali sebezhetőség miatt érzékenyek az átviteli vonalak villámütközéseire, telepítsen villámvédelmet a magasfeszültségű oldalon.

2.1 Működési jellemzők

A generátorok kis kapacitásúak. Erős szélviszonyok esetén meghaladhatják a turbínák határértékét, ami automatikus védelmet indít, korlátozva vagy felfüggesztve a működést. Ekkor a csatlakoztatott transzformátor alacsony terhelésen működik, ami rövid ideig tartó túlterhelési időket eredményez.

A transzformátorok erős szerkezeti tervezésre szorulnak. A szélerőművek összetett területeken, például magasföldön, gobi vagy tengerparton találhatók. Ezek igényelnek szakértői szerkezeti tervezést és funkciókat (lásd a 1. ábrát a transzformátor szerkezeti tervezési elveiről).

3 Technikai követelmények

• Alacsony hőtermelés:A szélerőművek nagyon szezonálisan befolyásolhatók, és a transzformátorok hosszú üresjárat-idővel rendelkeznek. Tehát a tervezés során csökkentsük az üresjárat-veszteségeket. Tudományosan válassza a telepítési helyet, hogy hatékony hőledés lehessen, így a terhelés mellett is magas sebességen működhessen.

• Erős időjárási, időzavar- és rosszulhatározúság:A part menti szélerős területeken a kemény időjárás károsíthatja a transzformátorokat. Ha nincsenek generátor védelmi eszközök, a kitettség és a rosszulhatás működési hibákat okozhat.

• Könnyű, kompakt, erős és könnyen telepíthető/működtethető:A kis, rendszeretlen telepítési térképek miatt, a transzformátorok kiválasztásakor figyelembe kell venni a berendezések közötti biztonsági területet, az egység-kapacitást és a súlyt. Tervezzen kompakt méretű, formájú és megfelelő súlyú eszközöket. A szélturbínákat a távolságok alapján testreszabott szállítással és emeléssel kell transportálni, hogy elkerülje a ütközéseket/régeket, és növelje a mechanikai erősséget.

• Transzformátor technikai jellemzői:Néhány szélerőműben a szélturbínák forgalmi és természeti környezeti kihívásokkal néznek szembe, ami a karbantartást nehezzé teszi és drágábbá. A nagy léptékű átalakítások hosszú kiesési időket okoznak, ami árt az effektivitásnak. Ezért válasszon gazdaságos, megbízható, biztonságos transzformátorokat. Tervezzen több szempontból: használja a széteső tartály szerkezetet a terheléskapcsoló-transzformátor kapcsolataihoz. A tartályoknak meg kell felelniük a nemzeti szabványoknak a méret és szélesség tekintetében. Magasfeszültségű kábelek esetén kövesse a "belépés, kilépés" elvet. Telepítse a hőledőket védelmi eszközökkel, hogy elkerülje a ütközéseket és olajszivárgást. A transzformátor tartály szerkezete a 2. ábrán látható.

4 A szélerőmű főtranszformátorainak kiválasztása és optimalizált tervezése
4.1 Transzformátor hűtési módjai

A transzformátorok különböző hűtési módszereket használnak, főleg olajbetolt, száraz és gáz-elhelyezett típusok. Az olajbetoltak kisebbek, magasfeszültségűek és jól hűtődnének, de magas hőmérsékletű hibák esetén olajszivárgás, injekció vagy égés kockázatát viselik, ami sok energiát fogyaszt és károsítja a környezetet – ezért óvatosan válasszon. A száraz típus biztonságos, tiszta, tűzellenálló, könnyen fenntartó és rövidzárló, de nagyobb és nehéz telepíteni. A gáz-elhelyezett típus nem-mérgező, nem-együttható gázt használ médiumként, a szerkezete hasonló az olajbetolt típusokéhoz. Elkerülik a fenti hátrányokat, könnyen fenntartó és érdemes előmozdítani.

4.2 Védelem a hűtőhéjkák számára

A szélerőmű transzformátorok dobozai három részből állnak: hűtőhéj, olajtartály és előkamra, a hűtőhéj pedig kulcsszerepet játszik a védelemben. Mivel gyakran kemény part menti mezőkön telepítik, ahol emberi károkra vannak kitéve, általában acélapot helyeznek a hűtőhéj köré. Ez megakadályozza a ütközéseket és biztosítja a hőledést, tehát a doboz és a fedél szakmai tervezésre szorul.

4.3 Széteső doboz tervezése a terheléskapcsolók számára

A szélerőmű transzformátorok működési környezetének és feltételeinek figyelembevételével a terheléskapcsolók és a transzformátorok széteső doboz tervezésre szorulnak:

• Csatlakoztassa a transzformátor kilépési pontját a fővonallal; biztosítsa a terheléskapcsolók magas működési hatékonyságát az általános kombinált transzformátorokban.

• A belső terheléskapcsolók működése során keletkező ívok gyorsítják az izoláló olaj öregedését és szénszennyezését, ami káros a izolációnak. Így egy fix olajtartály, amely elkülönül a transzformátor saját tartályától és önállóan tervezett, biztosíthatja a stabil működést.

5 Az optimális tervezés gyakorlati alkalmazása

A paraméterek, változók és működési feltételek optimalizálása frissített részecskeszfog algoritmus segítségével vezeti az optimális transzformátor tervezéshez. Ezzel szemben a közönséges megoldásokkal összehasonlítva csökkenti az anyagfelhasználást és a költségeket, valamint javítja a terhelésveszteséget, az üresjárat-feszültséget és a csoport-olaj hőemelkedését. Bár az anyagfelhasználás csökken, a terhelésveszteség növekszik. Így a tényleges működés alapján tervezzen, elemzi az anyag, a veszteség és a tervezési költségeket, hogy a legjobb megoldást válassza.

6 Következtetés

A szélerőmű építésében és működésében biztosítsa a stabilitást a villamos rendszer működésében, a transzformátorok tudományos kiválasztásával a tényleges igények és szabványok alapján, hogy maximalizálja a szerepüket. Mivel speciális tervezésük és működési feltételeik miatt, tervezzen tudományosan a nemzeti szabványok, tapasztalatok és specifikációk alapján, optimalizálja a folyamatokat, integrálja az új fogalmakat, és hasonlítsa össze a megoldásokat, hogy a végső megoldás megfeleljen a követelményeknek.