Izbira optimalnega dizajna in ključnih razmislek o transformatorjih v vetrenih parkih

1 Pomen izbire in optimalnega oblikovanja transformatorjev vetrnih turbine na vetrnih parkih

S širjenjem sistemov vetrne energije se vključuje več transformatorjev, kar poveča skupno kapaciteto opreme in operativne izgube. Transformatorji, izdelani predvsem iz dragih silikatnih jeklenih listov, bakrenih ovitev in folij, so tudi težki za oblikovanje. Zato je potrebno optimalno oblikovanje in znanstveno izbiranje, da bi bila izpolnjena tehnična, nacionalna standardna in uporabniška zahteva.

Za zagotavljanje stabilnega delovanja transformatorjev je potrebno raziskati njihove delovne pogoje, uporabne situacije, procese oblikovanja in načela. Ustvarite model optimalnega oblikovanja, uporabite znanstvene metode za analizo in reševanje problemov ter oblikujte učinkovito rešitev.

Kratko, optimalno oblikovanje poveča uporabo vetrne energije, spodbuja čisto energijo, nadzira izgube v omrežju, izboljša kakovost izdelkov in stabilnost transformatorjev, kar napreduje razvoj vetrne energije. Med oblikovanjem znanstveno izberite transformatorje vetrnih parkov. S globljo raziskavo strokovnjaki integrirajo IT, ustvarjajo metode, kot so genetski algoritmi, algoritmi roja častic in nevronskih mrež. Uporaba teh pomaga pri oblikovanju bolje prilagojenih transformatorjev.

2 Značilnosti in tehnične zahteve transformatorjev vetrnih parkov

Trenutni transformatorji vetrnih parkov pogosto uporabljajo kombinirano strukturo. Njihov videz in visoko-nizkonožni nadzorni okvirji so razporejeni v “pič” ali “mrežo”, glede na lokacije namestitve. Nizkonožni okvirji so povezani s strmkami vetrnih turbin.

Med vodili med turbinami in transformatorji lahko pride do faznih prebojev. Turbine imajo avtomatsko zaščito, ki zaščiti transformatorje. Namestite preklopnik s ključem na strani zaščite transformatorja. Oblikovalci dodajo omejevalnike toka in preklopnike za nadzor naloza na visokonapetostni strani. Zaradi visoke napetosti in ranljivosti strani omrežja za preboje vodil, namestite zaščito pred mojstrovim udarjem na visokonapetostni strani.

2.1 Delovne značilnosti

Generatorji imajo majhne kapacitete. Močni vetrovi lahko presežejo ocene turbin, kar sproži avtomatsko zaščito, da omeji ali začasno ustavi delovanje. Tako povezan transformator deluje pri nizkem nalozu, kar vodi do kratkih časov preobremenitve.

Transformatorji potrebujejo močno konstrukcijsko oblikovanje. Vetrni parki so v kompleksnih območjih, kot so planote, Gobi ali obmorske oblasti. To zahteva strokovno konstrukcijsko oblikovanje in funkcije (glejte Sliko 1 za načela konstrukcijskega oblikovanja transformatorjev).

3 Tehnične zahteve

• Nizka toplotna proizvodnja:Veterni parki so veliko odvisni od sezon, transformatorji pa imajo dolge obdobje brez naloza. Torej, med oblikovanjem zmanjšajte izgube brez naloza. Znanstveno izberite lokacijo namestitve za učinkovito disipacijo toplote, kar omogoča hitro delovanje tudi pod nalogom.

• Močna odpornost na vremenske pogoje, poškodbe in korozijo:Na obalnih območjih z bogatimi vetri, lahko strogi klimatski pogoji poškodijo transformatorje. Brez zaščitnih naprav generatorjev lahko izpostavljenost in korozija povzročita operativne nepravilnosti.

• Lahki, kompaktni, močni in enostavni za namestitev/delovanje:Zaradi majhnih, neravnomernih prostornin za namestitev, pri izbiri transformatorjev upoštevajte varnostni prostor med opremo, enotsko kapaciteto in maso. Oblikujte za kompaktno velikost, obliko in pravo maso. Enote vetrnih turbin potrebujejo prilagojeno transport/penjanje glede na razdalje, da se izognete stikom/vibracijam in povečate mehansko trdnost.

• Tehnične značilnosti transformatorjev:V nekaterih vetrnih parkih so vetrne turbine soočene z prometnimi in naravnimi okoljskimi izzivi, kar ovira vzdrževanje in poveča stroške. Veliki popravki povzročajo dolgo prekinitve, kar škodzi učinkovitosti. Zato izberite gospodarske, zanesljive, varne transformatorje. Oblikujte iz več smeri: uporabite razdeljene rezervoari za povezave z nadzorniki nalož. Rezervoari morajo izpolnjevati nacionalne standarde glede velikosti, tesnosti. Za visokonapetostne kabelske sledi “en vhod, en izhod”. Namestite toplotne disipatorje z zaščitnimi napravami, da se izognete stikom in iztekanju olja. Struktura rezervoara transformatorja je prikazana na Sliki 2.

4 Izbor in optimalno oblikovanje glavnih transformatorjev v vetrnih parkih
4.1 Metode hladnjanja transformatorjev

Transformatorji uporabljajo različne metode hladnjanja, predvsem namočni, suhi in plinsko izolirani. Namočni so majhni, odporni na visoko napetost in dobro hladijo, vendar so ob visokih temperaturah tvegani za iztekanje, injekcijo ali gorečino, kar porabi veliko energije in onesnažuje okolje - zato izbirajte previdno. Suhi so varni, čisti, odporni na požar, lahkotno vzdrževalni in odporni na kratkopovezave, vendar so veliki in težki za namestitev. Plinsko izolirani uporabljajo netoksičen, negorljiv plin kot medij, s strukturo, podobno namočnim. Izogibajo se zgornjim pomanjkljivostim, so lahkotno vzdrževalni in vredno promocije.

4.2 Zaščita ohladičev

Oklepaji transformatorjev vetrnih parkov imajo tri dele: ohladič, oljni rezervoar in prednji prostor, z ohladičem, ki potrebuje ključno zaščito. Ker so pogosto nameščeni v težkih obalnih divjadih, ki so podvrženi ljudskemu poškodovanju, je običajno okoli ohladiča postavljen pokrov iz jeklene plošče. Ta preprečuje stike in zagotavlja disipacijo toplote, zato morata biti oklepaj in pokrov znanstveno oblikovana.

4.3 Razdeljena oblika oklepaja za nadzornike nalož

Zaradi delovnega okolja in pogojev transformatorjev vetrnih parkov morajo nadzorniki nalož in transformatorji imeti razdeljeno obliko oklepaja:

• Povežite izhod transformatorja s glavnim vodom; zagotovite visoko delovanje nadzornikov nalož v običajnih kombiniranih transformatorjih.

• Vozovi iz notranjih nadzornikov nalož med delovanjem povzročajo starenejočo oljnico in oglično depozicijo, kar škoduje izolaciji. Torej, fiksni oljni rezervoar, ločen od lastnega rezervoara transformatorja in neodvisno oblikovan, lahko zagotovi stabilno delovanje.

5 Praktična uporaba optimalnega oblikovanja

Optimizacija parametrov, spremenljivk in delovnih pogojev z nadgradnjo algoritma roja častic prinaša optimalno oblikovanje transformatorja. V primerjavi z običajnimi shemi zmanjša uporabo materialov in stroškov, ter izboljša izgube pri naloži, tok brez nalož in temperaturno povečanje med ovitkom in oljem. Čeprav uporaba materialov pada, izgube pri naloži rastejo. Torej, oblikujte glede na dejansko delovanje, analizirajte material, izgube in stroške oblikovanja, da izberete najboljšo shemo.

6 Zaključek

Pri gradnji in delovanju vetrnih parkov zagotovite stabilno delovanje sistema z električno energijo z znanstvenim izbirom transformatorjev glede na dejanske potrebe in standarde, da bi maksimalizirali njihovo vlogo. Zaradi njihove posebne oblike in delovnih pogojev oblikujte znanstveno glede na nacionalne standarde, izkušnje in specifične pogoje; optimizirajte procese, integrirajte nove koncepte in primerjajte sheme, da zagotovite, da končna shema izpolnjuje zahteve.