Ano ang mga uri ng pagkakasunod-sunod ng power transformers at ang kanilang mga aplikasyon sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya?

Ang mga power transformers ay pangunahing kagamitan sa mga sistema ng kuryente na nagpapahintulot sa paghahatid at pagbabago ng tensyon ng enerhiyang elektriko. Sa pamamagitan ng prinsipyong elektromagnetikong induksyon, binabago nila ang DC power ng isang antas ng tensyon sa isa o marami pang antas ng tensyon. Sa proseso ng paghahatid at distribusyon, sila ay may mahalagang papel sa "step-up transmission at step-down distribution," habang sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya, ginagamit sila upang matiyak ang epektibong paghahatid ng kuryente at ligtas na paggamit sa dulo.

1. Klasipikasyon ng Mga Power Transformers

Ang mga power transformers ay pangunahing kagamitan sa mga substation, na may pangunahing tungkulin na taasan o bawasan ang tensyon ng enerhiyang elektriko sa mga sistema ng kuryente upang mapadali ang makatarungang paghahatid, distribusyon, at paggamit ng kuryente. Ang mga power transformers sa mga sistema ng suplay at distribusyon ay maaaring ikategorya mula sa iba't ibang perspektibo.

Ayon sa Tungkulin: Hinahati sa mga step-up transformers at step-down transformers. Sa mga mahabang layuning paghahatid at distribusyon, ginagamit ang mga step-up transformers upang itaas ang relatibong mababang tensyon na inililikha ng mga generator sa mas mataas na antas ng tensyon. Para sa mga terminal na substation na direktang sumusuplay sa iba't ibang gumagamit, ginagamit naman ang mga step-down transformers.

Ayon sa Bilang ng Phase: Ikinategorya bilang single-phase transformers at three-phase transformers. Ang mga three-phase transformers ay malawakang ginagamit sa mga substation ng mga sistema ng suplay at distribusyon, samantalang ang mga single-phase transformers ay karaniwang ginagamit para sa mga espesyal na small-capacity na single-phase na kagamitan.

Ayon sa Materyal ng Winding Conductor: Hinahati sa mga copper-wound transformers at aluminum-wound transformers. Noon, ang karamihan sa mga factory substations sa Tsina ay gumagamit ng mga aluminum-wound transformers, ngunit ngayon, ang mga low-loss na copper-wound transformers, lalo na ang mga large-capacity na copper-wound transformers, ay mas malawak na ginagamit.

Ayon sa Winding Configuration: May tatlong uri: two-winding transformers, three-winding transformers, at autotransformers. Ginagamit ang mga two-winding transformers sa mga lugar na nangangailangan ng pagbabago ng isang tensyon; ang mga three-winding transformers naman ay ginagamit kung ang dalawang pagbabago ng tensyon ang kinakailangan, na may isang primary winding at dalawang secondary windings. Ang mga autotransformers ay karaniwang ginagamit sa mga laboratoryo para sa regulasyon ng tensyon.

Ayon sa Pamamaraan ng Paggamot at Winding Insulation: Ikinategorya bilang oil-immersed transformers at dry-type transformers. Ang mga oil-immersed transformers ay nagbibigay ng mas mahusay na insulation at heat dissipation performance, mas mababang cost, at mas madaling pagmamanento, kaya malawakang tinatanggap. Gayunpaman, dahil sa flammability ng langis, hindi sila angkop para sa mga lugar na flammable, explosive, o may mataas na requirement sa kaligtasan. Ang mga dry-type transformers naman ay may simple structure, maliit na sukat, light weight, at fireproof, dustproof, at moisture-resistant. Mas mahal sila kaysa sa mga oil-immersed transformers ng parehong capacity at malawakang ginagamit sa mga lugar na may mataas na requirement sa kaligtasan laban sa apoy, lalo na sa mga substation sa loob ng malalaking gusali, underground substations, at mga sistema ng imbakan ng enerhiya.

2. Mga Modelo ng Power Transformers at Connection Groups

Mga Standard ng Capacity: Sa kasalukuyan, ang Tsina ay gumagamit ng IEC-recommended R10 series upang tukuyin ang mga capacity ng power transformers, kung saan ang capacity ay tumataas sa multiples ng R10=¹⁰√10=1.26. Ang mga karaniwang ratings ay kinabibilangan ng 100kVA, 125kVA, 160kVA, 200kVA, 250kVA, 315kVA, 400kVA, 500kVA, 630kVA, 800kVA, 1000kVA, 1250kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA, at 3150kVA. Ang mga transformers na nasa ilalim ng 500kVA ay itinuturing na small-sized, ang mga nasa 630~6300kVA ay medium-sized, at ang mga nasa itaas ng 8000kVA ay large-sized.

Connection Groups: Ang connection group ng power transformer ay tumutukoy sa uri ng pamamaraan ng koneksyon para sa primary at secondary windings at ang kaugnay na phase relationship sa pagitan ng primary at secondary line voltages. Ang mga karaniwang connection groups ay kinabibilangan ng Yyn0, Dyn11, Yzn11, Yd11, at YNd11. Para sa 6~10kV na mga distribution transformers (na may secondary voltage ng 220/380V), ang Yyn0 at Dyn11 ang dalawang karaniwang ginagamit na connection groups.

• Yyn0 Connection Group: Ang phase relationship sa pagitan ng primary at corresponding secondary line voltages ay katulad ng posisyon ng oras at minuto ng kamay sa zero o'clock (12 o'clock). Ang primary winding ay gumagamit ng star connection, samantalang ang secondary winding ay gumagamit ng star connection na may neutral line. Ang 3n-th harmonic currents na posible na naroon sa circuit ay maililipat sa common high-voltage grid. Bukod dito, ang neutral line current ay ipinag-uutos na hindi lumampas sa 25% ng phase line current. Dahil dito, hindi angkop ang pamamaraang ito para sa mga aplikasyon na may severely unbalanced loads o prominent 3n-th harmonics. Gayunpaman, ang Yyn0 connection group ay nangangailangan ng mas mababang insulation strength para sa primary winding (kumpara sa Dyn11), na nagreresulta sa mas mababang manufacturing costs. Sa TN at TT systems, maaaring pumili ng Yyn0 connection group transformers kung ang neutral line current na dulot ng single-phase unbalanced current ay hindi lumampas sa 25% ng rated current ng secondary winding, at ang current sa anumang phase ay hindi lumampas sa rated current sa full load.

• Dyn11 Connection Group: Ang phase relationship sa pagitan ng primary at corresponding secondary line voltages ay katulad ng posisyon ng oras at minuto ng kamay sa 11 o'clock. Sa mga Dyn11 connection groups, nabubuo ang circulating currents sa primary winding, na nagpapahintulot sa pag-iwas sa pag-inject sa public grid at nagbibigay ng suppression ng higher-order harmonics. Ang secondary winding ay gumagamit ng star connection na may neutral line, at ayon sa specifications, pinapayagan ang neutral line current na umabot hanggang 75% ng phase current. Dahil dito, ang kakayahang i-handle ng single-phase unbalanced currents ay mas malaki kaysa sa Yyn0 connection group transformers. Para sa mga modernong sistema ng suplay ng kuryente na may mabilis na dumadami na single-phase loads, lalo na sa TN at TT systems, ang mga Dyn11 connected transformers ay lubhang ipinaglaban at malawakang ginagamit.

3. Application of Transformers in Energy Storage Systems

Ang pangunahing tungkulin ng mga transformer sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya ay ang pagbabago ng voltaje at ang pagsasabay-sabay ng pagpapadala ng enerhiya, na nagse-seture ng pagtutugma ng antas ng voltaje sa pagitan ng mga baterya ng imbakan ng enerhiya, mga converter/inverter, at ang grid ng kuryente/pagloload, na nagbibigay-daan sa epektibong at ligtas na pag-load at pag-discharge ng enerhiya.

• Koneksyon sa Grid: Kasama ang Mga Sistema ng Paggawa ng Pagbabago ng Kuryente (PCS), ang mga transformer ay nagsasagawa ng pagtaas ng AC voltage output mula sa PCS hanggang sa antas ng grid (tulad ng 10kV/35kV) para sa koneksyon sa grid, o nagsasagawa ng pagbaba ng voltaje ng grid hanggang sa mga antas na katugma sa PCS kapag nasa proseso ng pag-discharge. Nagbibigay din sila ng DC isolation upang maiwasan ang pag-inject ng mga komponento ng DC sa grid.

• Pamamahagi ng Kuryente sa Loob: Sa mga malalaking implanasyon ng imbakan ng kuryente, gumagamit ng mga transformer bilang mga station transformer, na nagsasagawa ng pagbaba ng mataas na voltaje ng grid hanggang sa mas mababang voltaje (tulad ng 0.4kV) upang magbigay ng matatag na kuryente para sa mga klaster ng baterya ng imbakan, mga auxiliary system ng PCS, mga kagamitan para sa monitoring, at iba pang komponento.

• Mga Aplikasyon sa User-Side/Microgrid: Para sa imbakan ng kuryente sa user-side, ang mga transformer ay maaaring magconvert ng output voltage ng mga sistema ng imbakan ng kuryente hanggang sa mga antas na katugma sa mga load ng user, na direktang nagbibigay ng kuryente sa mga load. Sa mga microgrid, maaari rin silang makapagregulate nang maayos ng voltaje upang tugunan ang mga interaksiyong enerhiya sa pagitan ng iba't ibang uri ng mga distributed power sources at mga load.