Конфигурација намотка на сушни трансформатори за мрежно поврзано генерирање електрична енергија од ПВ панели

Солнечната фотovoltaична производство на електричество, која е клучна форма на употреба на сончевата енергија, ја конвертира сончевата светлина во електричество преку сончеви клетки. Без ограничувања од ресурси, материјали или околина и еколошки прифатлива, таа има широки перспективи и е првенствена технологија за вобновливи извори на енергија глобално. Во системите со поврзување на мрежата, трансформаторите (кључни опреми за конверзија на енергија) се неопходни. Тековните стапачки трансформатори за PV веќе се користат 10 kV/35 kV SC- серија епоксидски изолирани сушени агрегати, поделени на двојно-витчишни и двојно-разделени типови. Овој труд детаилно ги објаснува нивните избори.

1 Двојно-витчишни сушени трансформатори

Структурата на двојно-витчишните сушени трансформатори за PV (како на Слика 1, оригинален референција задржан) малку се разликува од традиционалните дистрибутивни сушени во дизајн, процес и производство - основната разлика е нивната стапачка функција. Обично, еден инвертор добива соодветен двојно-витчишни агрегат според неговата номинална продукција и напонот на мрежата.

Затоа што нултата точка на земјиштво на сушениот трансформатор може да се повреди во време на работа на инверторот и постојат хармоници, нивната група на поврзување обично е Dy11 за да се осигура стабилна работа на опремата.

2 Двојно-разделени сушени трансформатори

Во последните години, за да се ограничат краткосрочните стрми токови и да се намалат капиталните трошоци, разделените трансформатори (со едно витчиште, обично ниски напон, разделено на електрично одделени гранки ²) се све повеќе применуваат. За PV проекти, двојно-разделените трансформатори се често: две независни инверторски агрегати се поврзуваат со две гранки на двојно-разделеното витчиште, работливи независно или заедно.Затоа што се земаат предвид хармониците на инверторот, нивната група на поврзување обично е D, y11y11 или Y, d11d11. Домаќно, те се структурно аксијално-разделени или радијално-разделени.

Како што е прикажано на Слика 2 (оригинален референција), нисконапонското витчиште има две аксијално-распределени гранки на истата жернова. Гранките немаат електрична, но магнетна поврзаност (степенот зависи од структурата ²), и можат да бидат сегментни или жицени. Високонапонското витчиште има две паралелни гранки кои се совпаѓаат со нисконапонските, со слични спецификации и вкупна капацитет еднаква на трансформаторот.

2.1 Аксијално двојно-разделени сушени трансформатори

Со симетрична структура и униформна течење на флуидот, тоа се одлично во пролазно/полупролазно функционирање. Големиот импеданс помеѓу аксијално-разделените гранки ги намалува краткосрочните стрми токови, осигурувајќи дека една гранка може да работи ако другата се повреди.

Меѓутоа, неговото високонапонско витчиште (две паралелни витчишта) удвоява бројот на виткови, но го половинува пречникот на проводникот во споредба со конвенционалните. 35kV D-поврзан дизајн се соочува со проблеми во производството на витчиште (контрола на виткови, ниска ефикасност), што влијае на безопасноста/надежноста.

Така, горните/донешни нисконапонски витчишта (распоредени вертикално) имаат ~20K температурска разлика (горното е топло поради конвекцијата на воздухот). Значи, дизајнот/производството треба да има подобрен контрола на температурското повеќе и правилен избор на изолација.

2.2 Радијално двојно-разделени сушени трансформатори

Чести радијално двојно-разделени сушени трансформатори (структурален распоред на Слика 3) имаат две радијално-распределени нисконапонски витчишта (обично жицени, поради структурална специфичност) и едно целосно високонапонско витчиште.

Високонапонското витчиште, со нормално избран број на виткови и пречник на проводникот, има подобар процес/ефикасност на витчиште од аксијално двојно-разделените типови. Неговата скоро перфектна симетрија осигурува добра балансирање на ампер-виткови во пролазно/полупролазно функционирање, плус униформно температурско повеќе на нисконапонското витчиште.

Меѓутоа, радијално-разделените нисконапонски витчишта имаат мала импеданса на деление и голема капацитетна поврзаност, што зголемува интерфејринг меѓу витчиштата. Ова влијае на качеството на излезната моќ и надежноста на компонентите на инверторот, потребни се поправки на контролната петлица и системот на страната на инверторот.

2.3 Специјални двојно-разделени сушени трансформатори

Слика 4 прикажува хибридна дизајн кој комбинира аксијално (сегментни/жицени нисконапонски) и радијално (едно високонапонско) разделување. Овој хибрид решава проблемите со радијално-низконапонски и аксијално-високонапонски, намалувајќи трошоците и подобрувајќи ефикасноста на производството.

Меѓутоа, полупролазното функционирање (на пример, поради околни фактори или грешки на инверторот) доведува до сериозно невообичаено балансирање на ампер-виткови, што доведува до течење на флуидот на крајните витчишта и прекумерно загревање. Овој дизајн е следователно високоризичен.

3 Заклучок

Поврзаните на мрежата PV трансформатори главно користат двојно-витчишни (стапачки, D, y11) или двојно-разделени конфигурации. Клучни препораки за двојно-разделени дизајни:

• Одржувајте доволно нисконапонско деление на импеданса за квалитет на моќта.

• Имајте предвид температурските разлики на аксијалното деление во изборот на изолација.

• Користете Y, d11d11 за 35kV применувања.

• Избегнувајте специјални хибридни дизајни поради ризици од полупролазно функционирање.