Kādi ir elektrotransformatoru klasifikācijas veidi un to lietojums enerģijas krātošanas sistēmās?

Elektroenerģijas pārveidošanas transformētāji ir galvenie pamatekipamenti elektrosistēmās, kas nodrošina elektroenerģijas pārraidīšanu un sprieguma maiņu. Pielietojot elektromagnētiskās indukcijas principu, tie pārvērš viena vai vairāku sprieguma līmeņu mitināmo strāvu par citiem sprieguma līmeņiem. Pārraidīšanas un sadalīšanas procesā tie spēlē kritisko lomu "paaugstinātā pārraidīšanā un samazinātā sadalīšanā", savukārt enerģijas krājumu sistēmās tie veic sprieguma paaugstināšanas un samazināšanas funkcijas, nodrošinot efektīvu enerģijas pārraidīšanu un drošu patēriņu.

1. Elektroenerģijas pārveidošanas transformētāju klasifikācija

Elektroenerģijas pārveidošanas transformētāji ir atzīts pamatekipaments pārveidotajos, to galvenais mērķis ir paaugstināt vai samazināt elektroenerģijas spriegumu elektrosistēmās, lai nodrošinātu racionālu pārraidīšanu, sadalīšanu un izmantošanu. Elektroenerģijas pārveidošanas transformētājus piegādes un sadalīšanas sistēmās var klasificēt no dažādām perspektīvām.

Pēc funkcijas: Sadalīti uz paaugstinātājiem un samazinātājiem. Ilgstošās attālumos pārraidīšanas un sadalīšanas sistēmās paaugstinātāji tiek izmantoti, lai paaugstinātu ģeneratoriem radīto relatīvi zemu spriegumu līdz augstākiem sprieguma līmeņiem. Galvenajām apgabalam pārveidotajām, kas tieši piegādā dažādiem patērētājiem, tiek izmantoti samazinātāji.

Pēc fāzu skaita: Klasificēti kā vienfāzes un trīsfāzes transformētāji. Trīsfāzes transformētāji plaši tiek izmantoti pārveidotajos elektrosistēmu piegādes un sadalīšanas sistēmās, bet vienfāzes transformētāji parasti tiek izmantoti speciāliem maziem vienfāzes ierīču apjomam.

Pēc virpes materiāla: Sadalīti uz vaļu un alumiņija virzieniem. Iepriekš Ķīnā lielākā daļa rūpnīcu pārveidotajos izmantoja alumiņija virzienus, bet tagad zema zudumu vaļu virzienus, īpaši lielu apjomu vaļu virzienus, ir plašāk izmantoti.

Pēc virpes konfigurācijas: Eksistē trīs veidi: divvirpes transformētāji, trīsvirpes transformētāji un automāttransformētāji. Divvirpes transformētāji tiek izmantoti vietās, kur nepieciešama viens sprieguma maiņa; trīsvirpes transformētāji tiek izmantoti, kad nepieciešamas divas sprieguma maiņas, ar vienu primāro virpi un divām sekundārām virpēm. Automāttransformētāji bieži tiek izmantoti laboratorijās sprieguma regulēšanai.

Pēc dzesēšanas metodes un virpes izolācijas: Klasificēti kā naftas nomaļi transformētāji un sausās transformētāji. Naftas nomaļi transformētāji piedāvā labāko izolāciju un sildīšanos, zemākus izmaksas un vieglāku uzturēšanu, tāpēc tie ir plaši pieņemti. Tomēr, tā kā nafta ir ugunsnesīga, to nav piemēroti izmantot ugunsnesīgās, eksplozīvas vai augstās drošības prasību vides. Sausās transformētāji ir vienkāršas struktūras, mazas izmēra, gaismas un ugunsdroši, staba un mitruma noturīgi. Tie ir dārgāki nekā vienāda jaudas naftas nomaļi transformētāji un tiek plaši izmantoti augstās ugunsdrošības vietās, īpaši pārveidotajos lielos ēku kompleksos, zemāk novietotajos pārveidotajos un enerģijas krājumu sistēmās.

2. Elektroenerģijas pārveidošanas transformētāju modeļi un savienojumu grupas

Jaudas standarti: Pašlaik Ķīna pieņem IEC ieteiktos R10 sarakstus, lai noteiktu elektroenerģijas pārveidošanas transformētāju jaudu, kur jauda palielinās R10=¹⁰√10=1.26 reizes. Bieži sastopami jaudas rādītāji ir 100kVA, 125kVA, 160kVA, 200kVA, 250kVA, 315kVA, 400kVA, 500kVA, 630kVA, 800kVA, 1000kVA, 1250kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA un 3150kVA. Transformētāji zemāk par 500kVA tiek uzskatīti par maziem, tie, kas atrodas starp 630~6300kVA, tiek uzskatīti par vidējiem, bet tie, kas virs 8000kVA, tiek uzskatīti par lieliem.

Savienojumu grupas: Elektroenerģijas pārveidošanas transformētāju savienojumu grupa atsaucas uz primāro un sekundāro virpju savienojuma metodi un atbilstošo fāzu attiecību starp primāro un sekundāro līnijas spriegumu. Bieži sastopamas savienojumu grupas ietver Yyn0, Dyn11, Yzn11, Yd11 un YNd11. 6~10kV sadalīšanas transformētāji (ar sekundāro spriegumu 220/380V) visbiežāk izmanto Yyn0 un Dyn11 savienojumu grupas.

• Yyn0 Savienojumu grupa: Primārā un atbilstošā sekundārā līnijas sprieguma fāzu attiecība atgādina pulkstenim un minūtes rokām nulles pozīcijā (12 pulksteņa). Primārā virpe izmanto zvaigžņu savienojumu, bet sekundārā virpe izmanto zvaigžņu savienojumu ar neitrālo līniju. iespējamie 3n-tie harmoniskie strāvas var tikt injicēti kopējā augstsprieguma tīklā. Papildus tam, neitrālā līnijas strāva nav jāpārsniedz 25% no fāzes līnijas strāvas. Tāpēc šis savienojums nav piemērots lietošanai ar smagi nelīdzsvarotiem slodēm vai izteiktiem 3n-tajiem harmoniskajiem. Tomēr, Yyn0 savienojuma grupa prasa zemāku izolācijas stiprumu primārajā virpē (salīdzinājumā ar Dyn11), kas rezultē mazākā ražošanas izmaksā. TN un TT sistēmās, Yyn0 savienojuma grupas transformētājus var izvēlēties, ja neitrālā līnijas strāva, ko izraisījusi vienas fāzes nelīdzsvarota strāva, nepārsniedz 25% no sekundārā virpē nominālās strāvas, un jebkura fāzes strāva nepārsniedz pilnas slodzes nominālo strāvu.

• Dyn11 Savienojumu grupa: Primārā un atbilstošā sekundārā līnijas sprieguma fāzu attiecība atgādina pulkstenim un minūtes rokām 11 pulksteņa pozīcijā. Dyn11 savienojumu grupā primārā virpē formējas cirkulārie strāvas, kas nepieļauj injicēšanu publiskajā tīklā un sniedz augstāko harmoniskās strāvas supresiju. Sekundārā virpe izmanto zvaigžņu savienojumu ar neitrālo līniju, un saskaņā ar specifikācijām, neitrālā līnijas strāva var sasniedzt līdz 75% no fāzes strāvas. Tāpēc tā spēja apstrādāt vienas fāzes nelīdzsvarotas strāvas ir daudz lielāka nekā Yyn0 savienojuma grupas transformētājiem. Modernajās elektropiegādes sistēmās, kur vienas fāzes slodzes strauji pieaug, īpaši TN un TT sistēmās, Dyn11 savienojuma grupas transformētāji tiek intensīvi veicināti un plaši izmantoti.

3. Transformētāju lietošana enerģijas krājumu sistēmās

Transformatoru galvenā loma enerģijas krājēju sistēmās ir sprieguma pārveidošana un enerģijas pārraides pielāgošana, nodrošinot sprieguma līmeņu atbilstību starp enerģijas krājēja baterijām, pārveidotājiem/invertoriem un elektrotīklu/sagādātājiem, tādējādi ļaujot efektīvu un drošu enerģijas uzlādi un atlādi.

• Elektrotīkla savienojums: Strādājot ar enerģijas pārveidošanas sistēmām (PCS), transformatori paaugstina AC spriegumu, kas iznāk no PCS, līdz tīkla līmenim (piemēram, 10kV/35kV) elektrotīkla savienojumam, vai samazina tīkla spriegumu līdz PCS saderīgiem līmeņiem atlādes laikā. Tie arī nodrošina DC izolāciju, lai novērstu DC komponentu ievedšanu tīklā.

• Iekšējā enerģijas sadalīšana: Lielos enerģijas krājēju stacijos transformatori darbojas kā stacijas transformatori, samazinot augsto spriegumu no elektrotīkla līdz zemam spriegumam (piemēram, 0.4kV), lai nodrošinātu stabila enerģijas piegādi enerģijas krājēja bateriju klasteriem, PCS palīgsistēmām, monitorēšanas ierīcēm un citiem komponentiem.

• Lietotāja puses/mikrotīklu lietojumi: Lietotāja puses enerģijas krājēju gadījumā transformatori var pārveidot enerģijas krājēju sistēmu izvades spriegumu līdz lietotāja sagādātāju saderīgiem līmeņiem, tieši piegādājot enerģiju sagādātājiem. Mikrotīklos tie var elastīgi regulēt spriegumu, lai pielāgotos dažādu sadalīto enerģijas avotu un sagādātāju enerģijas interakcijām.