Koje su vrste klasifikacije električnih transformatora i njihove primene u sistemima za čuvanje energije
Snaga pretvaranja su ključna primarna oprema u sistemu snage koja omogućava prenos električne energije i konverziju napona. Kroz princip elektromagnetske indukcije, oni pretvaraju strujni tok jednog nivoa napona u drugi ili više nivoa napona. U procesu prenosa i raspodele, oni igraju kritičnu ulogu u "postupnom prenosu i postupnom raspodeljivanju", dok u sistemima za pohranu energije, obavljaju funkcije stepenovanja i smanjenja napona, osiguravajući efikasan prenos snage i siguran krajnji korisnik.
1. Klasifikacija transformatora snage
Transformatori snage su ključna primarna oprema u podstajicama, sa njihovom glavnom funkcijom da povećavaju ili smanjuju napon električne energije u sistemima snage kako bi se omogućio racionalan prenos, raspodela i iskorišćenje struje. Transformatori snage u sistemima snabdevanja i raspodele mogu se klasificirati iz različitih perspektiva.
Po funkciji: Podijeljeni su na transformatore za povećanje napona i transformatore za smanjenje napona. U sistemima dalekog prenosa i raspodele, transformatori za povećanje napona se koriste da bi se relativno nizak napon generisan od strane generatora povećao do viših nivoa napona. Za terminalne podstajice koje direktno snabdevaju različite korisnike, koriste se transformatori za smanjenje napona.
Po broju faza: Klasificirani kao jednofazni transformatori i trofazni transformatori. Trofazni transformatori su široko upotrebljivi u podstajicama sistema snabdevanja i raspodele, dok se jednofazni transformatori uglavnom koriste za posebne mali kapacitetne jednofazne uređaje.
Po materijalu vodilja ovoja: Podijeljeni su na bakreni ovojni transformatori i aluminijumski ovojni transformatori. U prošlosti, većina fabričnih podstajica u Kini koristila je aluminijumske ovojne transformatore, ali danas niske gubitke bakrene ovojne transformatore, posebno velike kapacitete bakrenih ovojnih transformatora, dobili su širu primenu.
Po konfiguraciji ovoja: Postoje tri vrste: dvooovojni transformatori, troovojni transformatori i autotransformatori. Dvooovojni transformatori se koriste na mestima gdje je potrebno promeniti jedan napon; troovojni transformatori se koriste tamo gde su potrebne dve transformacije napona, sa jednim primarnim ovojem i dva sekundarna ovoja. Autotransformatori se uglavnom koriste u laboratorijima za regulaciju napona.
Po metodu hlađenja i izolaciji ovoja: Klasificirani su kao masno zaliveni transformatori i suhi transformatori. Masno zaliveni transformatori nude bolju izolaciju i performanse hlađenja, niže troškove i lakšu održavanje, što ih čini široko prihvaćenima. Međutim, zbog vatroganosti mase, neprave se pogodni za vatrogano, eksplozivne ili okruženja sa visokim zahtevima za bezbednošću. Suhi transformatori imaju jednostavnu strukturu, mali obim, su lagani i vatrogani, prudni na prašinu i vlagu. Oni su skuplji od masno zalivenih transformatora iste kapaciteta i široko se koriste na mestima sa visokim zahtevima za vatroganost, posebno u podstajicama unutar velikih zgrada, podzemnim podstajicama i sistemima za pohranu energije.
2. Modeli transformatora snage i grupa spojeva
Standardi kapaciteta: Trenutno, Kina usvaja IEC preporučene R10 serije za određivanje kapaciteta transformatora snage, gde se kapacitet povećava u višestrukosti 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 malih dimenzija, oni između 630~6300kVA su srednje veličine, a oni iznad 8000kVA su veliki.
Grupe spojeva: Grupa spojeva transformatora snage odnosi se na tip spojnog metoda koji se koristi za primarne i sekundarne ovoje i odgovarajuće fazne odnose između primarnih i sekundarnih linijalnih napona. Uobičajene grupe spojeva uključuju Yyn0, Dyn11, Yzn11, Yd11 i YNd11. Za 6~10kV distribucijske transformatore (sa sekundarnim naponom od 220/380V), Yyn0 i Dyn11 su dve najčešće korištene grupe spojeva.
Grupa spojeva Yyn0: Fazni odnos između primarnih i odgovarajućih sekundarnih linijalnih napona sličan je poziciji kazaljki sata i minute na nuli (12 sati). Primarni ovoj koristi zvezdasti spoj, dok sekundarni ovoj koristi zvezdasti spoj sa neutralnim vodom. 3n-ti harmonični tokovi koji mogu biti prisutni u kolu će biti ubaćeni u zajedničku visokonaponsku mrežu. Takođe, neutralni vodni tok je određen da ne premaši 25% fazonaponskog toka. Stoga, ovaj spoj nije pogodan za primene sa teško neravnotežnim opterećenjima ili izraženim 3n-tim harmoničnim tokovima. Međutim, grupa spojeva Yyn0 zahteva niže izolacijske karakteristike primarnog ovoja (u poređenju sa Dyn11), što rezultira blago nižim troškovima proizvodnje. U TN i TT sistemima, transformatori sa grupom spojeva Yyn0 mogu biti izabrani kada neutralni vodni tok uzrokovan jednofaznim neravnotežnim tokom ne premaši 25% nominalnog toka sekundarnog ovoja, a tok u bilo kojoj fazi ne premaši nominalni tok pod punom opterećenju.
Grupa spojeva Dyn11: Fazni odnos između primarnih i odgovarajućih sekundarnih linijalnih napona sličan je poziciji kazaljki sata i minute na 11 sati. U grupama spojeva Dyn11, cirkulacioni tokovi se formiraju u primarnom ovoju, sprečavajući ubacivanje u javnu mrežu i pružajući supresiju viših harmonika. Sekundarni ovoj koristi zvezdasti spoj sa neutralnim vodom, i prema specifikacijama, neutralni vodni tok je dozvoljen da doseže do 75% fazonaponskog toka. Stoga, njihova sposobnost da rukuje jednofaznim neravnotežnim tokovima je mnogo veća nego kod transformatora sa grupom spojeva Yyn0. Za moderne sisteme snabdevanja strujom sa brzo rastućim jednofaznim opterećenjima, posebno u TN i TT sistemima, transformatori sa grupom spojeva Dyn11 su intenzivno promovani i široko primenjeni.
3. Primena transformatora u sistemima za pohranu energije
Ključna uloga transformatora u sistemima za čuvanje energije jeste transformacija napona i prilagođavanje prenosa energije, što omogućava usklađenost nivoa napona između baterija za čuvanje energije, pretvarača/inverzora i mreže/tereta, time omogućavajući efikasno i sigurno punjenje i ispunjenje energije.
Povezivanje sa mrežom: Radeći sa sistemima za pretvaranje struje (PCS), transformatori podižu napon izlazne AC struje iz PCS na nivo mreže (na primer 10kV/35kV) za povezivanje sa mrežom, ili snižavaju napon mreže na nivo kompatibilan s PCS tokom ispunjavanja. Takođe pružaju DC izolaciju kako bi se sprečilo ubacivanje DC komponenti u mrežu.
Unutrašnja distribucija struje: U velikim elektrana za čuvanje energije, transformatori služe kao transformatori stanice, snižavajući visok napon mreže na niži napon (na primer 0.4kV) kako bi obezbedili stabilnu struju za klaster baterija za čuvanje energije, pomoćne sisteme PCS, opremu za nadgledanje i druge komponente.
Aplikacije na strani korisnika/mali mreže: Za čuvanje energije na strani korisnika, transformatori mogu konvertovati izlazni napon sistema za čuvanje energije na nivo kompatibilan sa teretima korisnika, direktno snabdevajući terete strujom. U malim mrežama, takođe mogu fleksibilno regulisati napon kako bi se prilagodile energetske interakcije između različitih tipova raspodeljenih izvora energije i tereta.
