গ্রিড-সংযুক্ত PV বিদ্যুৎ উत্পাদনের জন্য ড্রাই-টাইপ ট্রান্সফরমারের ওয়াইন্ডিং কনফিগারেশন

সোলার ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন, সৌর শক্তির একটি গুরুত্বপূর্ণ রূপ, সৌর কোষের মাধ্যমে সূর্যালোককে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে। এটি সম্পদ, পদার্থ বা পরিবেশগত সীমাবদ্ধতা থেকে মুক্ত এবং পরিবেশ বান্ধব, এর প্রশস্ত ভবিষ্যত রয়েছে এবং এটি বিশ্বব্যাপী পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি প্রযুক্তির একটি প্রাথমিক পছন্দ। গ্রিড-সংযুক্ত ফটোভোলটাইক ব্যবস্থায়, ট্রান্সফরমার (মূল শক্তি-রূপান্তর যন্ত্র) অপরিহার্য। বর্তমানে ফটোভোলটাইকের জন্য প্রধানত 10 kV/35 kV SC-শ্রেণীর এপক্সি-আচ্ছাদিত শুষ্ক-ধরনের ট্রান্সফরমার ব্যবহার করা হয়, যা দুই-উইন্ডিং এবং ডাবল-স্প্লিট ধরনের হতে পারে। এই পেপারে তাদের নির্বাচন বিস্তারিত বর্ণনা করা হয়েছে।

1 দুই-উইন্ডিং শুষ্ক-ধরনের ট্রান্সফরমার

ফটোভোলটাইক জন্য দুই-উইন্ডিং শুষ্ক-ধরনের ট্রান্সফরমারের গঠন (চিত্র 1, মূল রেফারেন্স রক্ষিত) পরিকল্পনা, প্রক্রিয়া এবং নির্মাণের দিক থেকে ঐতিহ্যগত বিতরণ শুষ্ক-ধরনের ট্রান্সফরমারের থেকে খুব বেশি পার্থক্য নেই—মূল পার্থক্য হল তাদের স্টেপ-আপ ভূমিকা। সাধারণত, একটি একক ইনভার্টার তার নির্দিষ্ট আউটপুট এবং গ্রিড ভোল্টেজের উপর ভিত্তি করে একটি মিলে যাওয়া দুই-উইন্ডিং ইউনিট পায়।

এই শুষ্ক-ধরনের ট্রান্সফরমারের নিউট্রাল-পয়েন্ট গ্রাউন্ডিং ইনভার্টার পরিচালনার সময় ব্যর্থ হতে পারে এবং হারমোনিকস বিদ্যমান, তাই তাদের সংযোগ গ্রুপ সাধারণত Dy11 হয় যাতে সরঞ্জামগুলি স্থিতিশীলভাবে চলতে পারে।

2 ডাবল-স্প্লিট শুষ্ক-ধরনের ট্রান্সফরমার

recent years, to limit short-circuit currents and cut capital costs, split transformers (with one winding, usually low-voltage, split into electrically disconnected branches ²) are increasingly adopted. For PV projects, double-split transformers are common: two independent inverter units connect to two branches of the double-split winding, operable independently or together.Considering inverter harmonics, their connection group is usually D, y11y11 or Y, d11d11. Domestically, they’re structurally axial-split or radial-split.

As shown in Figure 2 (original reference), the low-voltage winding has two axially-distributed branches on the same core. Branches have no electrical but magnetic coupling (degree depends on structure ²), and can be segmental or wire-wound. The high-voltage winding has two parallel branches matching the low-voltage ones, with similar specs and total capacity equaling the transformer’s.

2.1 Axial Double-Split Dry-Type Transformers

With a symmetrical structure and uniform leakage flux, it performs well in through/half-through operation. Large impedance between axially-split branches reduces short-circuit currents, ensuring one branch can run if the other fails.

However, its high-voltage winding (two parallel windings) doubles turns but halves conductor cross-section vs conventional. A 35kV D-connected design faces winding production issues (turn control, low efficiency), affecting safety/reliability.

Also, upper/lower low-voltage windings (arranged vertically) have ~20K temperature difference (upper hotter due to air convection). So, design/manufacturing needs enhanced temperature-rise checks and proper insulation selection.

2.2 Radial Double-Split Dry-Type Transformers

Common radial double-split dry-type transformers (structural layout in Fig. 3) have two radially-distributed low-voltage winding branches (usually wire-wound, due to structural specificity) and a single integral high-voltage winding.

The high-voltage winding, with normally-selected turns and conductor cross-section, boasts better winding process/efficiency than axial double-split types. Its near-perfect symmetry ensures good ampere-turn balance in through/half-through operation, plus uniform low-voltage winding temperature rise.

Yet, radially-split low-voltage windings have small division impedance and large coupling capacitance, increasing inter-winding interference. This impacts output power quality and inverter component reliability, requiring adjustments to the inverter-side control loop and system.

2.3 Special Double-Split Dry-Type Transformers

Fig.4 depicts a hybrid design combining axial (segmental/wire-wound low-voltage) and radial (single high-voltage) splits. This hybrid addresses radial low-voltage and axial high-voltage issues, reducing costs and improving manufacturing efficiency.

However, half-through operation (e.g., due to environmental factors or inverter faults) causes severe ampere-turn imbalance, leading to end-winding leakage flux and overheating. This design is thus high-risk.

3 Conclusion

Grid-connected PV transformers primarily use two-winding (step-up, D, y11) or double-split configurations. Key recommendations for double-split designs:

• Maintain sufficient low-voltage division impedance for power quality.

• Account for axial split temperature differentials in insulation selection.

• Use Y, d11d11 for 35kV applications.

• Avoid special hybrid designs due to half-through operation risks.