Што се класификацијата на електричните трансформатори и нивните применувања во системите за чување на енергија?

Електричните трансформатори се сметаат за основно опрема во енергетските системи кои го остваруваат преносот на електрична енергија и конверзијата на напон. Покрај принципот на електромагнетната индукција, тие конвертираат менаџерска енергија на едно ниво на напон во друго или повеќе нивоа на напон. Во процесот на пренос и дистрибуција, тие играат критичка улога во „постепено зголемување на напонот при пренос и намалување при дистрибуција“, додека во системите за складирање на енергија извршуваат функции за зголемување и намалување на напонот, осигурувајќи ефикасен пренос на енергија и безбедно користење на крајната страна.

1. Класификација на електричните трансформатори

Електричните трансформатори се клучна опрема во преобразувачките станции, со главна функција да зголемуваат или намалат напонот на електричната енергија во енергетските системи, за да овозможат рационален пренос, дистрибуција и користење на електричната енергија. Електричните трансформатори во системите за достава и дистрибуција можат да се класифицираат од различни аспекти.

Според функцијата: Поделени на трансформатори за зголемување на напон и трансформатори за намалување на напон. Во системите за долг пренос и дистрибуција, трансформаторите за зголемување на напон се користат за зголемување на релативно нискиот напон произведен од генераторите до повисоко ниво на напон. За терминалните преобразувачки станции што директно доставуваат на различни корисници, се користат трансформатори за намалување на напон.

Според бројот на фази: Класифицирани како једнофазни трансформатори и трифазни трансформатори. Трифазните трансформатори се широко користат во преобразувачките станции на системите за достава и дистрибуција, додека једнофазните трансформатори обично се користат за специјализирани малокапацитетни једнофазни опреми.

Според материјалот на витканите проводници: Поделени на медни трансформатори и алуминиумски трансформатори. Во минатото, повеќето заводски преобразувачки станции во Кина користеле алуминиумски трансформатори, но сега нископотрошни медни трансформатори, особено големи капацитетни медни трансформатори, добија пошироко применување.

Според конфигурацијата на витканите проводници: Постојат три типови: двовиткани трансформатори, тривиткани трансформатори и аутотрансформатори. Двовитканите трансформатори се користат кога е потребна трансформација на еден напон; тривитканите трансформатори се користат кога се потребни две трансформации на напон, со еден главен виткан проводник и два вторични виткани проводника. Аутотрансформаторите најчесто се користат во лаборатории за регулација на напонот.

Според методот на хлаѓање и изолацијата на витканите проводници: Класифицирани како масло-потопени трансформатори и сухи трансформатори. Масло-потопените трансформатори имаат подобри перформанси во изолација и хлаѓање, помала цена и попросто одржуване, што ги прави широко прифатени. Меѓутоа, поради горливоста на маслото, тие не се прифатливи за горливи, експлозивни или околини со високи барања за безбедност. Сухите трансформатори имаат едноставна структура, мал размер, легко тежина и су пожаробезбедни, прашинорезистентни и влагорезистентни. Тие се подороги од масло-потопените трансформатори со иста капацитет и се широко користат во локации со висока пожарна безбедност, особено во преобразувачки станции во големи згради, подземни преобразувачки станции и системи за складирање на енергија.

2. Модели на електричните трансформатори и групи на поврзување

Стандарди за капацитет: Тренутно, Кина ги прифаќа препораките на IEC R10 серија за одредување на капацитетите на електричните трансформатори, каде што капацитетите се зголемуваат во множители на R10=¹⁰√10=1.26. Обични капацитети вклучуваат 100kVA, 125kVA, 160kVA, 200kVA, 250kVA, 315kVA, 400kVA, 500kVA, 630kVA, 800kVA, 1000kVA, 1250kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA, и 3150kVA. Трансформаторите под 500kVA се сметаат за малите, тие меѓу 630~6300kVA се средни, а тие над 8000kVA се големи.

Групи на поврзување: Групата на поврзување на електричниот трансформатор се однесува на начинот на поврзување на главните и вторичните виткани проводници и соодветната фазна релација помеѓу главните и вторичните линиски напони. Обични групи на поврзување вклучуваат Yyn0, Dyn11, Yzn11, Yd11, и YNd11. За 6~10kV дистрибутивни трансформатори (со вторичен напон од 220/380V), Yyn0 и Dyn11 се две често користени групи на поврзување.

• Група на поврзување Yyn0: Фазната релација помеѓу главните и соодветните вторични линиски напони е слична на положбата на часовникот и минутникот на нула часа (12 часа). Главниот виткан проводник користи звезда поврзување, додека вторичниот виткан проводник користи звезда поврзување со нулт линиски проводник. Можеби присутните 3n-ти гармонични стројеви во цепката ќе бидат вметнати во заедничката високонапонска мрежа. Освен тоа, нултата линиска стрuja е специфицирана да не надмине 25% од фазната линиска стрuja. Затоа, овој метод на поврзување не е прифатлив за примените со многу несбалансирани нагрузки или изразени 3n-ти гармонични стројеви. Меѓутоа, групата на поврзување Yyn0 бара пониска изолација на главните виткани проводници (во споредба со Dyn11), што резултира со слабо намалена производна цена. Во TN и TT системи, трансформаторите со група на поврзување Yyn0 можат да бидат избрани кога нултата линиска стрuja каузирана од еднофазна несбалансирана стрuja не надминува 25% од номиналната стрuja на вторичните виткани проводници, и стрujата во било која фаза не надминува номиналната стрuja при целосна натовареност.

• Група на поврзување Dyn11: Фазната релација помеѓу главните и соодветните вторични линиски напони е слична на положбата на часовникот и минутникот на 11 часа. Во групите на поврзување Dyn11, се формираат циркулантни стрoјеви во главните виткани проводници, што ги предотвратува вметнувањето во јавната мрежа и дава подолга гармонична потишнување. Вторичниот виткан проводник користи звезда поврзување со нулт линиски проводник, и според спецификацијата, нултата линиска стрuja е дозволена да достигне до 75% од фазната стрuja. Затоа, неговата способност да се справи со еднофазни несбалансирана стрuja е многу поголема од трансформаторите со група на поврзување Yyn0. За современите енергетски системи со брзо зголемување на еднофазни нагрузки, особено во TN и TT системи, трансформаторите со поврзување Dyn11 биле силно промовирани и широко применети.

3. Примена на трансформаторите во системите за складирање на енергија

Основната улога на трансформаторите во системите за чување на енергија е трансформација на напонот и прилагодување на преносот на енергија, осигурувајќи соодветност на ниво на напон меѓу батериите за чување на енергија, конвертерите/инвертерите и мрежата/потребителите, со што се овозможува ефикасно и безбедно пунење и исцедување на енергија.

• Поврзување со мрежата: Со работа со системите за претворба на енергија (PCS), трансформаторите го зголемуваат излезната висина на AC напон од PCS до ниво на мрежата (како на пример 10kV/35kV) за поврзување со мрежата, или го намалуваат напонот на мрежата до ниво споредливо со PCS време на исцедување. Таа исто така обезбедува DC изолација за да се спречи инжекцијата на DC компоненти во мрежата.

• Внатрешна дистрибуција на енергија: Во големите станции за чување на енергија, трансформаторите служат како станциони трансформатори, намалувајќи го високиот напон на мрежата до ниски напон (како на пример 0.4kV) за да обезбедат стабилна енергија за кластери на батериите за чување, помошни системи на PCS, опрема за надзор и други компоненти.

• Примена на страната на корисникот/микромрежи: За чување на енергија на страната на корисникот, трансформаторите можат да конвертираат излезната висина на напонот од системите за чување на енергија до ниво споредливо со потребите на корисникот, директно доставувајќи ја енергијата до потребите. Во микромрежите, тие исто така можат флексибилно да регулираат напонот за да се прилагодат на интеракциите на енергијата помеѓу различни видови на распределени извори на енергија и потребители.