Vilka är de olika klassificeringstyperna för strömförstärkare och deras tillämpningar i energilagringsystem?

Krafttransformatorer är kärnverktyg i elkraftsystem som möjliggör överföring av elektrisk energi och spänningsomvandling. Genom principen om elektromagnetisk induktion konverterar de växelström från en spänningsnivå till en annan eller flera spänningsnivåer. I överförings- och distributionsprocessen spelar de en viktig roll i "steguppsändning och stegneddistribution", medan de i energilagringsystem utför funktioner för spänningshöjning och sänkning, vilket säkerställer effektiv energioverföring och säker slutanvändning.

1. Klassificering av krafttransformatorer

Krafttransformatorer är viktiga utrustningskomponenter i ombordssättningar, där deras huvudsakliga funktion är att höja eller sänka spänningen på elektrisk energi i elkraftsystem för att underlätta rationell överföring, distribution och användning av el. Krafttransformatorer i försörjnings- och distributionsystem kan indelas utifrån olika perspektiv.

Enligt funktion: Indelas i spänningshöjande och spänningssänkande transformatorer. I långdistansöverförings- och distributionsystem används spänningshöjande transformatorer för att öka den relativt låga spänningen som genereras av generatorer till högre nivåer. För terminalombordssättningar som direkt tillhandahåller el till olika användare används spänningssänkande transformatorer.

Enligt fasnummer: Indelas i enfas- och trefastransformatorer. Trefastransformatorer används vid ombordssättningar i försörjnings- och distributionsystem, medan enfastransformatorer vanligtvis används för dedikerad småkapacitetsenfaseutrustning.

Enligt vindningsledarmaterial: Indelas i kopparvindade och aluminiumvindade transformatorer. Tidigare användes mest aluminiumvindade transformatorer i fabriksombordssättningar i Kina, men nu har lågförlustkopparvindade transformatorer, särskilt storkapacitetskopparvindade transformatorer, fått bredare användning.

Enligt vindningskonfiguration: Finns det tre typer: tvåvindade, trevindade och autotransformatorer. Tvåvindade transformatorer används där en spänningsomvandling krävs; trevindade transformatorer används när två spänningsomvandlingar behövs, med en primär vindning och två sekundära vindningar. Autotransformatorer används mest i laboratorier för spänningsreglering.

Enligt kylningsmetod och vindningsisolering: Indelas i oljeinbäddade och torrtransformatorer. Oljeinbäddade transformatorer erbjuder bättre isolering och värmeavledning, lägre kostnad och enklare underhåll, vilket gör dem allmänt antagna. På grund av brandfarliga egenskaper hos oljan är de dock inte lämpliga för brand- och explosionsriskmiljöer eller miljöer med höga säkerhetskrav. Torrtransformatorer har enkel struktur, liten storlek, lätt vikt och är brandsäkra, damm- och fuktbeständiga. De är dyrare än oljeinbäddade transformatorer av samma kapacitet och används ofta i miljöer med höga brandsäkerhetskrav, särskilt i ombordssättningar inom stora byggnader, underjordiska ombordssättningar och energilagringsystem.

2. Krafttransformatormodeller och anslutningsgrupper

Kapacitetsstandarder: Just nu använder Kina IEC-rekommenderad R10-serie för att fastställa krafttransformatorers kapaciteter, där kapaciteten ökar i multiplar av R10=¹⁰√10=1.26. Vanliga dimensioner inkluderar 100kVA, 125kVA, 160kVA, 200kVA, 250kVA, 315kVA, 400kVA, 500kVA, 630kVA, 800kVA, 1000kVA, 1250kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA, och 3150kVA. Transformatorer under 500kVA anses vara små, de mellan 630~6300kVA är medelstora, och de över 8000kVA är stora.

Anslutningsgrupper: Anslutningsgruppen för en krafttransformator refererar till typen av anslutningsmetod som används för primär- och sekundärvindningar samt motsvarande fasrelation mellan primär- och sekundärlinjespänning. Vanliga anslutningsgrupper inkluderar Yyn0, Dyn11, Yzn11, Yd11, och YNd11. För 6~10kV distributionstransformatorer (med sekundärspänning på 220/380V) är Yyn0 och Dyn11 de två vanligaste anslutningsgrupperna.

• Yyn0 Anslutningsgrupp: Fasrelationen mellan primär- och motsvarande sekundärlinjespänning liknar positionen av tim- och minutvisaren vid tolvslaget (12). Primärsvindningen är stjärnanordnad, medan sekundärvindningen är stjärnanordnad med en neutralledare. Möjliga 3n:de harmoniska strömmar i kretsen kommer att matas in i den gemensamma högspänningsnätet. Dessutom specificeras att neutralledarsströmmen inte får överstiga 25% av fasledarsströmmen. Därför passar denna anslutningsmetod inte för tillämpningar med allvarligt obalanserade belastningar eller framträdande 3n:de harmoniska. Dock kräver Yyn0 anslutningsgruppen lägre isoleringsstyrka för primärsvindningen (jämfört med Dyn11), vilket resulterar i något lägre tillverkningskostnader. I TN- och TT-system kan Yyn0 anslutningsgrupptransformatorer väljas när neutralledarsströmmen orsakad av ensidig obalansström inte överstiger 25% av sekundärvindningens nominella ström, och strömmen i någon fas inte överstiger nominella strömmen vid full belastning.

• Dyn11 Anslutningsgrupp: Fasrelationen mellan primär- och motsvarande sekundärlinjespänning liknar positionen av tim- och minutvisaren vid elvatiden. I Dyn11 anslutningsgrupper bildas cirkulerande strömmar i primärsvindningen, vilket förhindrar injicering i det offentliga nätet och ger undertryckning av högre ordningens harmoniska. Sekundärvindningen är stjärnanordnad med en neutralledare, och enligt specifikationer får neutralledarsströmmen uppnå upp till 75% av fasströmmen. Därför är dess förmåga att hantera ensidiga obalansströmmar betydligt större än för Yyn0 anslutningsgrupptransformatorer. För moderna elförsörjningssystem med snabbt ökande ensidiga belastningar, särskilt i TN- och TT-system, har Dyn11 anslutna transformatorer intensivt främjats och brevid använts.

3. Tillämpning av transformatorer i energilagringsystem

Transformatorers kärnroll i energilagringsystem är spänningsomvandling och anpassning av energiöverföring, vilket säkerställer spänningssamstämmighet mellan energilagringbatterier, omvandlare/inverterare och nät/last, vilket möjliggör effektiv och säker laddning och avladdning av energi.

• Nätanslutning: Genom att samarbeta med energiomvandlingsystem (PCS) stiger transformatorerna upp AC-spänningen från PCS till nätnivå (till exempel 10kV/35kV) för nätanslutning, eller sänker nätspänningen till PCS-kompatibla nivåer under avladdning. De ger också DC-isolering för att förhindra att DC-komponenter injiceras i nätet.

• Intern strömfördelning: I storskaliga energilagringsstationer fungerar transformatorer som stationstransformatorer, sänker de höga nätspänningar till låg spänning (till exempel 0.4kV) för att tillhandahålla stabil ström till energilagringbatterigrupper, PCS-bihörsystem, övervakningsutrustning och andra komponenter.

• Användarsida/Mikronätapplikationer: För användarsidens energilagring kan transformatorer konvertera utgångsspänningen från energilagringsystem till nivåer som är kompatibla med användarlasten, och direkt leverera ström till lasten. I mikronät kan de också flexibelt reglera spänningen för att anpassa sig till energiinteraktioner mellan olika typer av distribuerade kraftkällor och laster.