Koji su vrste klasifikacija električnih transformatora i njihove primjene u sustavima za pohranu energije
Snaga pretvaranja su ključni primarni opremi u elektroenergetskim sustavima koji omogućuju prijenos i konverziju napona. Kroz princip elektromagnetske indukcije, oni pretvaraju strujni tok jednog nivoa napona u drugi ili više različitih nivoa napona. U procesu prijenosa i distribucije, oni igraju ključnu ulogu u "povećanju prijenosa i smanjivanju distribucije", dok u sustavima za pohranu energije obavljaju funkcije povećanja i smanjivanja napona, osiguravajući učinkoviti prijenos struje i sigurno krajnje korištenje.
1. Klasifikacija transformatora snage
Transformatori snage su ključna primarna oprema u podstanicama, s njihovom glavnom funkcijom koja se sastoji u povećanju ili smanjivanju napona električne energije u elektroenergetskim sustavima kako bi se omogućio racionalni prijenos, distribucija i korištenje struje. Transformatori snage u sustavima za opskrbu i distribuciju mogu se klasificirati iz različitih perspektiva.
Prema funkciji: Podijeljeni su na transformatore za povećanje napona i transformatore za smanjivanje napona. U sustavima dalekog prijenosa i distribucije, transformatori za povećanje napona koriste se za povećanje relativno niskog napona proizvedenog generatorima na više nivoe napona. Za terminalne podstanice koje direktno opskrbljuju razne korisnike, upotrebljavaju se transformatori za smanjivanje napona.
Prema broju faza: Klasificirani su kao jednofazni i trofazni transformatori. Trofazni transformatori široko se koriste u podstanicama sustava za opskrbu i distribuciju, dok se jednofazni transformatori uglavnom koriste za posebnu malokapacitetnu jednofaznu opremu.
Prema materijalu vijka: Podijeljeni su na bakreni i aluminijasti transformatori. U prošlosti, većina zavodskih podstanica u Kini koristila je aluminijaste transformatore, ali danas nisko-izgoreni bakreni transformatori, posebno velikokapacitetni bakreni transformatori, dobili su širu primjenu.
Prema konfiguraciji vijaka: Postoje tri vrste: dvovijak, trovijak i autotransformator. Dvovijaci se koriste na mjestima gdje je potrebno transformiranje jednog napona; trovijaci se koriste gdje su potrebna dva transformacije napona, imajući jedan primarni vijak i dva sekundarna vijaka. Autotransformatori se uglavnom koriste u laboratorijima za regulaciju napona.
Prema metodi hlađenja i izolaciji vijaka: Klasificirani su kao masni i suhi transformatori. Masni transformatori nude bolju izolaciju i performanse otopine, niže troškove i lakšu održavanje, čime su široko prihvaćeni. Međutim, zbog gorivosti maslinca, oni nisu prikladni za okruženja s visokim rizikom od požara, eksplozije ili visokim zahtjevima za sigurnošću. Suhi transformatori imaju jednostavnu strukturu, male dimenzije, lagane težine, i su vatroganički, prašnjaki i vlagočuvni. Oni su skuplji od masnih transformatora iste kapacitete i široko se koriste na lokacijama s visokim zahtjevima za vatroganom sigurnošću, posebno u podstanicama unutar velikih građevina, podzemnim podstanicama i sustavima za pohranu energije.
2. Modeli transformatora snage i grupe spajanja
Standardi kapaciteta: Trenutno, Kina usvaja IEC preporučene R10 serije za određivanje kapaciteta transformatora snage, gdje se kapacitet povećava u višestrukostima R10=¹⁰√10=1.26. Uobičajeni kapaciteti uključuju 100kVA, 125kVA, 160kVA, 200kVA, 250kVA, 315kVA, 400kVA, 500kVA, 630kVA, 800kVA, 1000kVA, 1250kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA, i 3150kVA. Transformatori ispod 500kVA smatraju se malim, oni između 630~6300kVA su srednje veličine, a oni iznad 8000kVA su veliki.
Grupe spajanja: Grupa spajanja transformatora snage odnosi se na vrstu metode spajanja primarnih i sekundarnih vijaka i odgovarajuće fazne odnose između primarnih i sekundarnih linijalnih napona. Uobičajene grupe spajanja uključuju Yyn0, Dyn11, Yzn11, Yd11, i YNd11. Za 6~10kV distribucijske transformatore (s sekundarnim naponom od 220/380V), Yyn0 i Dyn11 su dve najčešće korištene grupe spajanja.
Grupa spajanja Yyn0: Fazni odnos između primarnih i odgovarajućih sekundarnih linijalnih napona sličan je položaju kazaljki sata i minute na nuli (12 sati). Primarni vijak koristi zvjezdano spajanje, dok sekundarni vijak koristi zvjezdano spajanje s neutralnim vodom. 3n-ti harmonički strujovi koji mogu biti prisutni u krugu će biti ubačeni u zajedničku visokonaponsku mrežu. Osim toga, neutralni struj je određen da ne premaši 25% struja faze. Stoga, ovaj način spajanja nije prikladan za primjene sa značajno nebalansiranim opterećenjima ili izraženim 3n-tim harmoničkim. Međutim, grupa spajanja Yyn0 zahtijeva niže izolacijske performanse primarnog vijaka (usprkos Dyn11), što rezultira blagim smanjenjem troškova proizvodnje. U TN i TT sustavima, transformatori s grupom spajanja Yyn0 mogu se odabrati kada neutralni struj uzrokovan jednofaznim nebalansiranim strujom ne premaši 25% nominalnog struja sekundarnog vijaka, a struja bilo koje faze ne premaši nominalni struj na punoj opterećenosti.
Grupa spajanja Dyn11: Fazni odnos između primarnih i odgovarajućih sekundarnih linijalnih napona sličan je položaju kazaljki sata i minute na 11 sati. U grupama spajanja Dyn11, cirkulacioni strujovi nastaju u primarnom vijaku, sprečavajući ubacivanje u javnu mrežu i pružajući supresiju viših harmonika. Sekundarni vijak koristi zvjezdano spajanje s neutralnim vodom, a prema specifikacijama, neutralni struj dozvoljen je do 75% struja faze. Stoga, sposobnost obrade jednofaznih nebalansiranih struja je znatno veća nego kod transformatora s grupom spajanja Yyn0. Za moderne sustave opskrbe strujom s brzim porastom jednofaznih opterećenja, posebno u TN i TT sustavima, transformatori s grupom spajanja Dyn11 su intenzivno promovirani i široko primijenjeni.
3. Primjena transformatora u sustavima za pohranu energije
Glavna uloga transformatora u sustavima za pohranu energije jest transformacija napona i prilagodbа prenosa energije, osiguravajući podudaranje nivoa napona između baterija za pohranu energije, pretvarača/invеrtеra i mreže/nalоžbi, omogućujući time učinkovito i sigurno punjenje i ispunjenje energije.
Povezivanje s mrežom: Radeći uz sustave za pretvaranje energije (PCS), transformatori povećavaju izlazni AC napon iz PCS na nivo mreže (poput 10kV/35kV) za povezivanje s mrežom, ili smanjuju napon mreže na nivoe kompatibilne s PCS tijekom ispunjavanja. Također pružaju DC izolaciju kako bi se sprečilo ubacivanje DC komponenti u mrežu.
Unutarnje raspodjela energije: U velikim elektraničkim postajama za pohranu energije, transformatori služe kao transformatori postaje, smanjujući visoki napon mreže na nizak napon (poput 0.4kV) kako bi pružili stabilnu energiju za klaster baterija za pohranu energije, pomoćne sustave PCS, nadzorne opreme i druge komponente.
Primjene na strani korisnika/Mikromreže: Za pohranu energije na strani korisnika, transformatori mogu pretvoriti izlazni napon sustava za pohranu energije na nivoe kompatibilne s opterećenjem korisnika, direktno snabdjevajući opterećenje energijom. U mikromrežama, također mogu fleksibilno regulirati napon kako bi se prilagodili energetskim interakcijama između različitih vrsta distribuiranih izvora energije i opterećenja.
