Ano ang mga uri ng pagkakasunod-sunod ng mga power transformers at ang kanilang mga aplikasyon sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya

Ang mga power transformers ay pangunahing kagamitan sa mga sistema ng kuryente na nagpapahintulot sa paghahatid at pagbabago ng voltaje ng enerhiyang elektriko. Sa pamamagitan ng prinsipyong electromagnetikong induksyon, ito ay nagbabago ng AC power mula sa isang antas ng voltaje patungo sa isa o maraming antas ng voltage. Sa proseso ng paghahatid at distribusyon, sila ay may mahalagang papel sa "step-up transmission at step-down distribution," habang sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya, ginagampanan nila ang tungkulin ng pagtaas at pagbaba ng voltaje upang matiyak ang epektibong paghahatid ng kuryente at ligtas na paggamit sa huli.

1. Klasipikasyon ng Power Transformers

Ang mga power transformers ay pangunahing kagamitan sa mga substation, na may pangunahing tungkulin na taasan o bawasan ang voltaje ng enerhiyang elektriko sa mga sistema ng kuryente upang mapabilis ang maayos na paghahatid, distribusyon, at paggamit ng kuryente. Ang mga power transformers sa mga sistema ng supply at distribusyon ay maaaring ikategorya mula sa iba't ibang perspektibo.

Batay sa Tungkulin: Hinahati sa mga step-up transformers at step-down transformers. Sa mga mahabang layunin ng paghahatid at distribusyon, ginagamit ang mga step-up transformers upang itaas ang relatibong mababang voltaje na inililikha ng mga generator sa mas mataas na antas ng voltaje. Para sa mga terminal substation na direktang nagbibigay ng iba't ibang users, ginagamit ang mga step-down transformers.

Batay sa Bilang ng Phase: Ikinategorya bilang single-phase transformers at three-phase transformers. Ang mga three-phase transformers ay malawakang ginagamit sa mga substation ng mga sistema ng supply at distribusyon, habang ang mga single-phase transformers ay karaniwang ginagamit para sa mga espesyal na small-capacity na single-phase equipment.

Batay sa Material ng Winding Conductor: Hinahati sa mga copper-wound transformers at aluminum-wound transformers. Noong nakaraan, karamihan sa mga factory substation sa Tsina ay gumagamit ng aluminum-wound transformers, ngunit ngayon, ang low-loss copper-wound transformers, lalo na ang mga large-capacity copper-wound transformers, ay nakuha ng mas malawak na aplikasyon.

Batay sa Configuration ng Winding: May tatlong uri: two-winding transformers, three-winding transformers, at autotransformers. Ginagamit ang two-winding transformers sa mga lugar na nangangailangan ng pagbabago ng isang voltaje; ang three-winding transformers ay ginagamit kung ang dalawang pagbabago ng voltaje ang kinakailangan, na may isang primary winding at dalawang secondary windings. Ang mga autotransformers ay kadalasang ginagamit sa mga laboratoryo para sa pag-ayos ng voltaje.

Batay sa Pamamaraan ng Cooling at Winding Insulation: Ikinategorya bilang oil-immersed transformers at dry-type transformers. Ang mga oil-immersed transformers ay nagbibigay ng mas magandang insulation at heat dissipation performance, mas mababang cost, at mas madaling pag-maintain, kaya malawakang tinatanggap. Gayunpaman, dahil sa flammability ng langis, hindi sila angkop para sa mga lugar na flammable, explosive, o high-safety-requirement. Ang mga dry-type transformers ay may simple structure, maliliit na sukat, light weight, at fireproof, dustproof, at moisture-resistant. Mas mahal sila kaysa sa mga oil-immersed transformers ng parehong capacity at malawakang ginagamit sa mga lugar na nangangailangan ng mataas na fire safety, lalo na sa mga substation sa loob ng malalaking gusali, underground substations, at mga sistema ng imbakan ng enerhiya.

2. Mga Modelo ng Power Transformer at Connection Groups

Mga Standard ng Capacity: Sa kasalukuyan, ang Tsina ay sumusunod sa IEC-recommended R10 series upang matukoy ang mga capacity ng power transformer, kung saan ang capacity ay tumataas sa multiples ng R10=¹⁰√10=1.26. Ang mga karaniwang ratings ay kinabibilangan ng 100kVA, 125kVA, 160kVA, 200kVA, 250kVA, 315kVA, 400kVA, 500kVA, 630kVA, 800kVA, 1000kVA, 1250kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA, at 3150kVA. Ang mga transformers na mas mababa sa 500kVA ay itinuturing na small-sized, ang mga nasa 630~6300kVA ay medium-sized, at ang mga nasa itaas ng 8000kVA ay large-sized.

Mga Connection Group: Ang connection group ng power transformer ay tumutukoy sa uri ng pamamaraan ng koneksyon para sa primary at secondary windings at ang kaugnay na phase relationship sa pagitan ng primary at secondary line voltages. Ang mga karaniwang connection groups ay kinabibilangan ng Yyn0, Dyn11, Yzn11, Yd11, at YNd11. Para sa 6~10kV distribution transformers (na may secondary voltage ng 220/380V), ang Yyn0 at Dyn11 ang dalawang karaniwang ginagamit na connection groups.

• Yyn0 Connection Group: Ang phase relationship sa pagitan ng primary at corresponding secondary line voltages ay katulad ng posisyon ng oras at minuto sa zero o'clock (12 o'clock). Ang primary winding ay gumagamit ng star connection, habang ang secondary winding ay gumagamit ng star connection na may neutral line. Ang 3n-th harmonic currents na maaaring umiral sa circuit ay maililipat sa common high-voltage grid. Bukod dito, ang neutral line current ay ipinapatakaran na hindi lalampas sa 25% ng phase line current. Dahil dito, hindi angkop ang pamamaraang ito para sa mga aplikasyon na may severely unbalanced loads o prominent 3n-th harmonics. Gayunpaman, ang Yyn0 connection group ay nangangailangan ng mas mababang insulation strength para sa primary winding (kumpara sa Dyn11), na nagreresulta sa kaunti lang na manufacturing costs. Sa TN at TT systems, maaaring pumili ng Yyn0 connection group transformers kung ang neutral line current na dulot ng single-phase unbalanced current ay hindi lalampas sa 25% ng rated current ng secondary winding, at ang current sa anumang phase ay hindi lalampas sa rated current sa full load.

• Dyn11 Connection Group: Ang phase relationship sa pagitan ng primary at corresponding secondary line voltages ay katulad ng posisyon ng oras at minuto sa 11 o'clock. Sa mga Dyn11 connection groups, nabubuo ang circulating currents sa primary winding, na nagpapahinto sa pag-inject sa public grid at nagbibigay ng suppression ng higher-order harmonics. Ang secondary winding ay gumagamit ng star connection na may neutral line, at ayon sa specifications, pinapayagan ang neutral line current na umabot hanggang 75% ng phase current. Dahil dito, ang kakayahang i-handle ng single-phase unbalanced currents ay mas malaki kaysa sa Yyn0 connection group transformers. Para sa modernong mga sistema ng supply na may mabilis na lumalaking single-phase loads, lalo na sa TN at TT systems, ang mga Dyn11 connected transformers ay lubhang inipinromote at malawakang inilapat.

3. Paggamit ng Transformers sa mga Sistema ng Imbakan ng Enerhiya

Ang pangunahing tungkulin ng mga transformer sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya ay ang pagbabago ng voltaje at ang pagsasabayan ng transmisyon ng enerhiya, na nag-uugnay sa pagkakatugma ng antas ng voltaje sa pagitan ng mga baterya ng imbakan ng enerhiya, mga converter/inverter, at ang grid ng kuryente/mga load, na nagbibigay-daan sa epektibong at ligtas na pag-load at pag-discharge ng enerhiya.

• Koneksyon sa Grid: Kasama ang Mga Sistema ng Paggawa ng Power Conversion (PCS), ang mga transformer ay nagsasagawa ng step-up ng AC voltage output mula sa PCS hanggang sa antas ng grid (tulad ng 10kV/35kV) para sa koneksyon sa grid, o nagsasagawa ng step-down ng grid voltage hanggang sa mga antas na katugma sa PCS sa panahon ng pag-discharge. Nagbibigay din sila ng DC isolation upang maiwasan ang pag-inject ng mga komponente ng DC sa grid.

• Pamamahagi ng Kapangyarihan sa Loob: Sa mga malalaking power station ng imbakan ng enerhiya, ang mga transformer ay gumagana bilang mga station transformer, na nagsasagawa ng step-down ng mataas na voltaje ng grid hanggang sa mababang voltaje (tulad ng 0.4kV) upang magbigay ng matatag na kapangyarihan para sa mga cluster ng baterya ng imbakan ng enerhiya, mga auxiliary system ng PCS, mga kagamitang monitoring, at iba pang komponente.

• Mga Application sa User-Side/Microgrid: Para sa imbakan ng enerhiya sa user-side, ang mga transformer ay maaaring mag-convert ng output voltage ng mga sistema ng imbakan ng enerhiya sa mga antas na katugma sa mga load ng user, na direktang nagbibigay ng kapangyarihan sa mga load. Sa microgrids, maaari rin silang makapag-regulate ng mahusay ng voltaje upang ma-adapt sa interaksiyon ng enerhiya sa pagitan ng iba't ibang uri ng mga distributed power sources at mga load.