Вибір оптимального проекту та ключові аспекти трансформаторів вітрових ферм

1 Значення вибору та оптимального проектування трансформаторів вітрогенераторів на вітропарках

З поширенням систем відновлюваної енергії з вітру, все більше трансформаторів інтегрується, що підвищує загальну ємність обладнання та втрати при роботі. Трансформатори, виготовлені переважно з дорогоціних силикагетинових листів, мідних обмоток та фольги, також важко проектувати. Тому для задоволення технічних, національних стандартів та потреб користувачів потрібне оптимальне проектування та науковий вибір.

Для забезпечення стабільної роботи трансформаторів, необхідно вивчити їхні умови роботи, сценарії застосування, процеси та принципи проектування. Створити модель оптимального проектування, використовувати наукові методи аналізу та вирішення проблем, формувати ефективний проект.

Коротко кажучи, оптимальне проектування підвищує використання вітрової енергії, пропаганду чистої енергії, контролю втрат в мережі, якості продукції та стабільності трансформаторів, сприяючи розвитку вітрової енергетики. Під час проектування науково вибирати трансформатори для вітропарків. З глибшим дослідженням, експерти інтегрують ІТ, створюючи методи, такі як генетичні, рояльні та нейронні алгоритми. Застосування цих методів допомагає проектувати краще підходящі трансформатори.

2 Характеристики та технічні вимоги до трансформаторів вітропарків

Сучасні трансформатори вітропарків часто використовують комбіновану конструкцію. Їхній зовнішній вигляд та коробки керування високою та низькою напругою розташовані у формі «штифт» або «мережа», залежно від місця встановлення. Коробка низької напруги підключена до виходів вітрогенераторів.

Між турбінами та трансформаторами можуть бути міжфазні короткозамкнення. Турбіни мають автоматичну захист, щоб захистити трансформатори. Встановіть переключник-роз'єднуючий на стороні захисту трансформатора. Проектанти додають обмежувачі струму та переключники керування завантаженням на стороні високої напруги. Через високу напругу та вразливість сторони мережі до вибухів ліній передачі, встановіть захист від блискавок на стороні високої напруги.

2.1 Експлуатаційні характеристики

Генератори мають невелику потужність. При сильному вітрі може перевищуватися рейтинг турбін, що запускає автоматичний захист, щоб обмежити або припинити роботу. Тоді з'єднаний трансформатор працює на низькому завантаженні, що призводить до короткого часу загального перегрузу.

Трансформатори потребують міцного конструктивного проектування. Вітропарки розташовані в складних областях, таких як плато, Гобі або офшор. Це вимагає професійного конструктивного проектування та функцій (див. Рисунок 1 для принципів конструктивного проектування трансформаторів).

3 Технічні вимоги

• Низьке тепловиділення:Вітропарки сильно залежать від сезону, а трансформатори мають довгі періоди без завантаження. Тому під час проектування, зменшуйте втрати без завантаження. Науково вибирайте місце встановлення для ефективного теплообміну, що дозволяє швидку роботу навіть при завантаженні.

• Стійкість до погодних умов, корозії та старіння:У приморських районах з багатими вітрами, сувора погода може пошкодити трансформатори. Без пристроїв захисту генератора, відкрите положення та корозія можуть призвести до аварій.

• Легкість, компактність, міцність та легкість встановлення/експлуатації:З урахуванням малих, нерегулярних місць встановлення, при виборі трансформаторів, враховуйте безпечний простір між обладнанням, потужність та вагу одиниць. Дизайн повинен бути компактним, формою та правильним вагою. Одиницям вітрогенераторів потрібна спеціальна транспортування/підйом, залежно від відстаней, щоб уникнути зіткнень/вибрувань та підвищити механічну міцність.

• Технічні характеристики трансформаторів:У деяких вітропарках, вітрогенератори стикаються з проблемами трафіку та природного середовища, що ускладнює обслуговування та збільшує витрати. Масштабні ремонтні роботи призводять до довгих простоїв, що погіршує ефективність. Тому, виберіть економічні, надійні, безпечні трансформатори. Дизайн з різних кутів: використовуйте розділені резервуари для з'єднання переключників завантаження з трансформатором. Резервуари повинні відповідати національним стандартам розміру, герметичності. Для високонапіжних кабелів, дотримуйтесь "один вход, один виход". Встановіть радіатори з пристроями захисту, щоб уникнути зіткнень та витоку олії. Конструкція резервуара трансформатора показана на рисунку 2.

4 Вибір та оптимальне проектування основних трансформаторів на вітропарках
4.1 Методи охолодження трансформаторів

Трансформатори використовують різні методи охолодження, головним чином масляні, сухі та газонаповнені. Масляні мають невеликий розмір, високу стійкість до високої напруги та добре віддають тепло, але мають ризик витоку, впровадження або горіння олії при високотемпературних відмовах, споживають багато енергії та забруднюють оточення — тому обережно вибирайте. Сухі є безпечними, чистими, стійкими до пожеж, легко обслуговуються та стійкі до короткозамкнення, але великі та важко встановлюються. Газонаповнені використовують нетоксичний, негарючий газ як середу, з конструкцією, подібною масляним. Вони уникнули вищевказаних недоліків, легко обслуговуються та варто їх продовжувати.

4.2 Захист радіаторів

Корпуси трансформаторів вітропарків мають три частини: радіатор, резервуар з олією та передня камера, з радіатором, який потребує ключового захисту. Оскільки вони часто встановлюються в сурових приморських регіонах, вразливі до людських пошкоджень, зазвичай навколо радіатора встановлюють кришу з сталі. Вона запобігає зіткненням та забезпечує теплообмін, тому корпус та криша потребують наукового проектування.

4.3 Роздільний дизайн корпусу для переключників завантаження

З урахуванням умов та обставин роботи трансформаторів вітропарків, переключники завантаження та трансформатори потребують роздільного дизайну корпусу:

• Під'єднайте вихід трансформатора до основної лінії; забезпечте високу ефективність роботи переключників завантаження в звичайних комбінованих трансформаторах.

• Дуги від внутрішніх переключників завантаження під час роботи призводять до старіння ізоляційної олії та углеводневого насипу, що шкодить ізоляції. Тому, фіксований резервуар з олією, відокремлений від власного резервуару трансформатора та незалежно спроектований, може забезпечити стабільну роботу.

5 Практичне застосування оптимального проектування

Оптимізація параметрів, змінних та умов роботи через покращений алгоритм роялу дає оптимальний дизайн трансформатора. У порівнянні з звичайними схемами, це зменшує використання матеріалів та витрати, а також підвищує втрати завантаження, струм без завантаження та температурне підвищення обмотки-олії. Незважаючи на те, що використання матеріалів зменшується, втрати завантаження зростають. Тому, проектуйте на основі реальної роботи, аналізуючи матеріали, втрати та вартість проектування, щоб обрати найкращу схему.

6 Висновок

Під час будівництва та експлуатації вітропарків, забезпечте стабільну роботу електроенергетичної системи, науково вибираючи трансформатори згідно з реальними потребами та стандартами, щоб максимально використовувати їхню роль. З урахуванням їхнього особливого проектування та умов роботи, проектуйте науково згідно з національними стандартами, досвідом та специфікою; оптимізуйте процеси, інтегруйте нові концепції та порівнюйте схеми, щоб забезпечити, що кінцева схема відповідає вимогам.