Võrguühendusega fotogaalenergia tootmise jaoks mõeldud kuiva tüübi transfoorimite kattetüüb

Päikese fotovoltaamiline elektritootmine, mis on üks olulisemaid päikeseenergia kasutusviise, teisendab päikesevalgust elektriks fotogaalides. Sellel meetodil puuduvad ressursside, materjalide või keskkonnapiirangud ning see on ökoloogiliselt sõbralik, seega tal on laiaulatuslikud väljavaated ja maailmas seda peetakse prioriteediks taastuvate energiaallikate seas. Ühenduses olevates fotovoltaamilistes süsteemides on transformatord (põhiline energia-ülekandevahend) hädavajalik. Praegu kasutatakse päästepanetransformatorites peamiselt 10 kV/35 kV SC-sarja epoksi-isolatsiooniga kuivtransformatoreid, millest on kaks tüüpi: kahe-kirelis ja topelt-poolituses. See artikkel tutvustab nende valiku üksikasju.

1 Kahe-kireline kuivtransformator

Fotogaalide jaoks mõeldud kahe-kireliste kuivtransformatorite struktuur (vt näidis 1, originaalviide säilitatud) ei erine palju traditsiooniliste jaotustransformatorite disainist, tootmisest ja tootmisest – oluline erinevus on nende päästepaneerimisroll. Tavaliselt saab ühele inverteerile vastav kahe-kireline ühik vastavalt selle niminaarsele väljundile ja võrgu voltagile.

Arvestades, et kuivtransformatori neutraalpunkti maandumine võib ebaõnnestuda inverteeri töö ajal ja harmoonikad eksisteerivad, on nende ühendusgrupp tavaliselt Dy11, et tagada seadmete stabiilne töö.

2 Topelt-poolituskuivtransformator

Viimastel aastatel, et piirata lühikute ringide voolu ja vähendada kapitalikulusid, on poolituskuivtransformatorite (milles üks kirel, tavaliselt madalvoltagune, on jagatud elektriliselt mitteühendatud harjade ²) kasutamine muutunud üha levinumaks. Fotogaaliprojektide puhul on tavalised topelt-poolituskuivtransformatorid: kaks sõltumatut inverteerikut ühendatakse topelt-poolitusega kireli kahele harjale, mida saab kasutada sõltumatult või koos.Inverteeri harmoonikate arvesse võttes on nende ühendusgrupp tavaliselt D, y11y11 või Y, d11d11. Kohalikult on need struktureelselt teljestiku või raadiusaugustega.

Näidis 2 (originaalviide) näitab, et madalvoltagune kirel koosneb samast magneetkereest asuvatest kahest teljestiku osast. Harjad ei ole elektriliselt ühendatud, kuid magneetselt (sõltuvalt struktuurist ²), ja neid saab segmentaarseteks või juhega katteteks. Kõrgevoltagune kirel koosneb kahest paralleelses harjas, mis vastavad madalvoltagunel, ja nende spetsifikatsioonid on sarnased, kogu võimsus võrdub transformatori võimsusega.

2.1 Teljestiku topelt-poolituskuivtransformator

Sümmeetrilisel struktuuril ja ühtlasel lekkeflussil toimib see hästi läbi/pool-läbib töös. Suur impedants teljestiku poolituse vahel vähendab lühikuid ringide voolu, tagades, et üks harj saaks töötada, kui teine väljakuulub.

Kuid tema kõrgevoltagune kirel (kahe paralleelne kirel) dubleerib sariveid, kuid poolitab juhe pindala traditsiooniliste suhtes. 35kV D-ühendusega disainil on raskusi kirelitöötlusega (saride kontroll, madal tõhusus), mis mõjutab turvalisust/jätkusuutlikkust.

Lisaks on ülemine/alumine madalvoltagune kirel (vertikaalselt paigutatud) umbes 20K temperatuuri erinevusega (ülemine soojem õhu konvektiooni tõttu). Seega on disaini/tootmiseks vaja tugevdada temperatuuri tõusu kontrolli ja sobiva isolatsiooni valikut.

2.2 Raadiusauguste topelt-poolituskuivtransformator

Tavalised raadiusauguste topelt-poolituskuivtransformatorid (struktuurilised joonis 3) koosnevad kahest raadiusauguses jagatud madalvoltagusest kirelist (tavaliselt juhega kattetud, struktuurse spetsiifika tõttu) ja ühest täiskere kõrgevoltagusest kirelist.

Kõrgevoltagune kirel, millel on tavaliselt valitud saride arv ja juhe pindala, omab paremat kirelitöötlust ja tõhusust, kui teljestiku topelt-poolitusega tüübid. Selle täpselt sümmeetriline struktuur tagab hea ampeeri-saride tasakaalu läbi/pool-läbib töös, lisaks ühtlast madalvoltaguse kireli temperatuuri tõusu.

Kuid raadiusaugused madalvoltagused kirelid, millel on väike jagatud impedants ja suur ühenduvuskapasitants, suurendavad kirelite vahelist segastust. See mõjutab väljundenergia kvaliteeti ja inverteerimisseadmete usaldusväärsust, nõudes inverteerimispoolsel kontrolltsüklil ja süsteemil kohandusi.

2.3 Eri topelt-poolituskuivtransformator

Joonis 4 näitab kombinatsioonidisaini, mis sisaldab teljestiku (segmentaarne/juhega kattetud madalvoltagune) ja raadiusauguste (üks kõrgevoltagune) poolituseid. See kombinatsioon lahendab raadiusauguse madalvoltaguse ja teljestiku kõrgevoltaguse probleeme, vähendades kulutusi ja parandades tootmise tõhusust.

Kuid pool-läbib töö (nt keskkonna tingimuste või inverteerimisseadme vigase tõttu) põhjustab tõsise ampeeri-saride ebakõla, mis viib kireli lõppede lekkeflussini ja ülekuumaenese. See disain on seetõttu kõrget riski.

3 Järeldus

Ühenduses olevad fotogaalitransformatorid kasutavad peamiselt kahe-kirelse (päästepaneerimine, D, y11) või topelt-poolitusega konfiguratsioone. Topelt-poolitusega disainide puhul on olulised soovitused:

• Tagada piisav madalvoltagune jagatud impedants energia kvaliteedi huvides.

• Arvestada teljestiku poolituse temperatuuri erinevust isolatsiooni valikus.

• Kasutada 35kV rakendustes Y, d11d11.

• Vältida eri kombinatsioonidisaineid, kuna pool-läbib töö risk.