Apakah jenis klasifikasi transformator kuasa dan aplikasinya dalam sistem penyimpanan tenaga?

Pemindah daya adalah peralatan utama dalam sistem tenaga yang mewujudkan penghantaran dan penukaran voltan tenaga elektrik. Melalui prinsip induksi elektromagnetik, mereka menukar kuasa AC satu tahap voltan kepada satu atau lebih tahap voltan. Dalam proses penghantaran dan pembahagian, mereka memainkan peranan penting dalam "penghantaran peningkatan dan pembahagian penurunan," sementara dalam sistem penyimpanan tenaga, mereka menjalankan fungsi peningkatan dan penurunan voltan, memastikan penghantaran tenaga yang cekap dan penggunaan akhir yang selamat.

1. Pengelasan Pemindah Daya Tenaga

Pemindah daya tenaga adalah peralatan utama dalam stesen transformasi, dengan fungsi utamanya untuk meningkatkan atau menurunkan voltan tenaga elektrik dalam sistem tenaga untuk memudahkan penghantaran, pembahagian, dan penggunaan tenaga yang rasional. Pemindah daya tenaga dalam sistem bekalan dan pembahagian boleh diklasifikasikan dari sudut pandang yang berbeza.

Berdasarkan Fungsi: Dibahagikan kepada pemindah daya peningkatan dan pemindah daya penurunan. Dalam sistem penghantaran dan pembahagian jarak jauh, pemindah daya peningkatan digunakan untuk meningkatkan voltan yang agak rendah yang dihasilkan oleh janaan kepada tahap voltan yang lebih tinggi. Untuk stesen transformasi terminal yang menyediakan pelbagai pengguna secara langsung, pemindah daya penurunan digunakan.

Berdasarkan Jumlah Fasa: Dikelaskan sebagai pemindah daya fasa tunggal dan pemindah daya tiga fasa. Pemindah daya tiga fasa banyak digunakan dalam stesen transformasi sistem bekalan dan pembahagian, manakala pemindah daya fasa tunggal biasanya digunakan untuk peralatan fasa tunggal kecil kapasiti tertentu.

Berdasarkan Bahan Konduktor Lilitan: Dibahagikan kepada pemindah daya lilitan tembaga dan pemindah daya lilitan aluminium. Pada masa lalu, sebahagian besar stesen transformasi kilang di China menggunakan pemindah daya lilitan aluminium, tetapi kini pemindah daya lilitan tembaga rendah kerugian, terutamanya pemindah daya lilitan tembaga besar kapasiti, telah mendapat aplikasi yang lebih luas.

Berdasarkan Konfigurasi Lilitan: Terdapat tiga jenis: pemindah daya dua lilitan, pemindah daya tiga lilitan, dan autotransformer. Pemindah daya dua lilitan digunakan di tempat yang memerlukan penjadian satu voltan; pemindah daya tiga lilitan digunakan di mana dua penjadian voltan diperlukan, dengan satu lilitan utama dan dua lilitan sekunder. Autotransformer kebanyakannya digunakan di makmal untuk penyesuaian voltan.

Berdasarkan Kaedah Penyejukan dan Insulasi Lilitan: Dikelaskan sebagai pemindah daya celup minyak dan pemindah daya kering. Pemindah daya celup minyak memberikan prestasi insulasi dan penyebaran haba yang lebih baik, kos yang lebih rendah, dan pemeliharaan yang lebih mudah, menjadikannya luas digunakan. Namun, disebabkan keterbakaran minyak, ia tidak sesuai untuk persekitaran yang mudah terbakar, meletus, atau memerlukan keperluan keselamatan yang tinggi. Pemindah daya kering mempunyai struktur yang mudah, saiz yang kecil, berat yang ringan, dan tahan api, debu, dan lembapan. Mereka lebih mahal daripada pemindah daya celup minyak dengan kapasiti yang sama dan luas digunakan di lokasi dengan keperluan keselamatan api yang tinggi, terutamanya di stesen transformasi dalam bangunan besar, stesen transformasi bawah tanah, dan sistem penyimpanan tenaga.

2. Model Pemindah Daya Tenaga dan Kumpulan Sambungan

Standard Kapasiti: Kini, China mengambil R10 siri yang dicadangkan oleh IEC untuk menentukan kapasiti pemindah daya tenaga, di mana kapasiti bertambah dalam gandaan R10=¹⁰√10=1.26. Penilaian biasa termasuk 100kVA, 125kVA, 160kVA, 200kVA, 250kVA, 315kVA, 400kVA, 500kVA, 630kVA, 800kVA, 1000kVA, 1250kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA, dan 3150kVA. Pemindah daya di bawah 500kVA dianggap berukuran kecil, antara 630~6300kVA adalah bersaiz sederhana, dan di atas 8000kVA adalah bersaiz besar.

Kumpulan Sambungan: Kumpulan sambungan pemindah daya tenaga merujuk kepada jenis kaedah sambungan yang digunakan untuk lilitan utama dan sekunder serta hubungan fasa yang berkaitan antara voltan garis utama dan sekunder. Kumpulan sambungan biasa termasuk Yyn0, Dyn11, Yzn11, Yd11, dan YNd11. Untuk pemindah daya pembahagian 6~10kV (dengan voltan sekunder 220/380V), Yyn0 dan Dyn11 adalah dua kumpulan sambungan yang biasa digunakan.

• Kumpulan Sambungan Yyn0: Hubungan fasa antara voltan garis utama dan sekunder yang berkaitan serupa dengan kedudukan jarum jam dan menit pada nol o'clock (12 o'clock). Lilitan utama menggunakan sambungan bintang, sementara lilitan sekunder menggunakan sambungan bintang dengan garis neutral. Arus harmonik 3n-th yang mungkin wujud dalam litar akan disuntik ke dalam grid tegangan tinggi umum. Selain itu, arus garis neutral ditetapkan tidak melebihi 25% daripada arus garis fasa. Oleh itu, kaedah sambungan ini tidak sesuai untuk aplikasi dengan beban yang sangat tidak seimbang atau harmonik 3n-th yang mencolok. Walau bagaimanapun, kumpulan sambungan Yyn0 memerlukan kekuatan isolasi yang lebih rendah untuk lilitan utama (berbanding dengan Dyn11), menghasilkan kos pembuatan yang sedikit lebih rendah. Dalam sistem TN dan TT, pemindah daya kumpulan sambungan Yyn0 boleh dipilih apabila arus garis neutral yang disebabkan oleh arus fasa tunggal yang tidak seimbang tidak melebihi 25% daripada arus nominal lilitan sekunder, dan arus dalam mana-mana fasa tidak melebihi arus nominal pada beban penuh.

• Kumpulan Sambungan Dyn11: Hubungan fasa antara voltan garis utama dan sekunder yang berkaitan serupa dengan kedudukan jarum jam dan menit pada 11 o'clock. Dalam kumpulan sambungan Dyn11, arus sirkulasi terbentuk dalam lilitan utama, mencegah penyuntikan ke dalam grid awam dan memberikan penindasan harmonik tingkat tinggi. Lilitan sekunder menggunakan sambungan bintang dengan garis neutral, dan mengikut spesifikasi, arus garis neutral dibenarkan mencapai sehingga 75% daripada arus fasa. Oleh itu, kebolehannya untuk menangani arus fasa tunggal yang tidak seimbang jauh lebih besar daripada pemindah daya kumpulan sambungan Yyn0. Untuk sistem bekalan tenaga moden dengan beban fasa tunggal yang meningkat dengan cepat, terutamanya dalam sistem TN dan TT, pemindah daya yang disambungkan Dyn11 telah digalakkan dan luas digunakan.

3. Aplikasi Pemindah Daya dalam Sistem Penyimpanan Tenaga

Peranan utama transformer dalam sistem storan tenaga adalah untuk transformasi voltan dan penyesuaian penghantaran tenaga, memastikan perpaduan tahap voltan antara bateri storan tenaga, penukar/inverter, dan grid kuasa/beban, dengan itu membolehkan pengecasan dan pembuangan tenaga yang cekap dan selamat.

• Sambungan Grid: Bekerja bersama Sistem Penukaran Kuasa (PCS), transformer meningkatkan voltan AC output dari PCS ke tahap grid (seperti 10kV/35kV) untuk sambungan grid, atau menurunkan voltan grid kepada tahap yang sesuai dengan PCS semasa pembuangan. Ia juga menyediakan isolasi DC untuk mencegah komponen DC disuntik ke dalam grid.

• Pengagihan Kuasa Dalaman: Dalam stesen storan tenaga berskala besar, transformer berfungsi sebagai transformer stesen, menurunkan voltan grid tinggi kepada voltan rendah (seperti 0.4kV) untuk memberikan bekalan kuasa stabil kepada kluster bateri storan tenaga, sistem bantu PCS, peralatan pemantauan, dan komponen lain.

• Aplikasi Sisi Pengguna/Microgrid: Untuk storan tenaga sisi pengguna, transformer boleh menukar voltan output sistem storan tenaga kepada tahap yang sesuai dengan beban pengguna, menghidupi beban secara langsung. Dalam microgrid, ia juga boleh mengatur voltan secara fleksibel untuk menyesuaikan interaksi tenaga antara pelbagai jenis sumber kuasa teragih dan beban.