ग्रिड-सम्बद्ध फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादनका लागि सुष्क प्रकारको ट्रान्सफर्मरहरूको वाइंडिङ विन्यास

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फील्ड: विद्युत मानकहरू

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सौर फोटोवोल्टेइक विद्युत उत्पादन, सौर ऊर्जा के प्रयोग का एक महत्वपूर्ण रूप है, जो सौर कोशों द्वारा प्रकाश को विद्युत में परिवर्तित करता है। इसमें संसाधन, सामग्री, या पर्यावरणीय सीमाओं से छुटकारा मिलता है और यह पर्यावरण-अनुकूल है, इसलिए यह विश्वभर में नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में एक प्राथमिक चुनाव है। ग्रिड-संलग्न PV प्रणालियों में, ट्रांसफार्मर (मुख्य ऊर्जा-रूपांतरण उपकरण) आवश्यक हैं। वर्तमान में PV के लिए चरण-बढ़ान ट्रांसफार्मर मुख्य रूप से 10 kV/35 kV SC-श्रृंखला एपोक्सी-आच्छादित शुष्क-प्रकार की इकाइयों का उपयोग करते हैं, जो दो-वाइंडिंग और डबल-स्प्लिट प्रकार में विभाजित होते हैं। यह पेपर उनके चयन का विस्तार से वर्णन करता है।

1 दो-वाइंडिंग शुष्क-प्रकार के ट्रांसफार्मर

PV के लिए दो-वाइंडिंग शुष्क-प्रकार के ट्रांसफार्मरों की संरचना (चित्र 1, मूल संदर्भ बनाए रखा गया है) डिजाइन, प्रक्रिया, और निर्माण में पारंपरिक वितरण शुष्क-प्रकार से बहुत कम अंतर है - मुख्य अंतर उनकी चरण-बढ़ान भूमिका है। आमतौर पर, एक एकल इन्वर्टर को इसके रेटेड आउटपुट और ग्रिड वोल्टेज के आधार पर एक मेल खाता दो-वाइंडिंग यूनिट मिलता है।

चूंकि शुष्क-प्रकार के ट्रांसफार्मर का न्यूट्रल-पॉइंट ग्राउंडिंग इन्वर्टर कार्य के दौरान विफल हो सकता है और हार्मोनिक्स मौजूद होते हैं, इसलिए उनका कनेक्शन ग्रुप सामान्य रूप से Dy11 होता है ताकि स्थिर उपकरण कार्य किया जा सके।

2 डबल-स्प्लिट शुष्क-प्रकार के ट्रांसफार्मर

हाल के वर्षों में, छोटे-सर्किट करंटों को सीमित करने और पूंजी लागत को कम करने के लिए, स्प्लिट ट्रांसफार्मर (एक वाइंडिंग, आमतौर पर निम्न-वोल्टेज, विद्युत रूप से असंयुक्त शाखाओं में विभाजित) का उपयोग बढ़ रहा है। PV परियोजनाओं के लिए, डबल-स्प्लिट ट्रांसफार्मर आम हैं: दो स्वतंत्र इन्वर्टर यूनिट डबल-स्प्लिट वाइंडिंग की दो शाखाओं से जुड़े होते हैं, जो स्वतंत्र रूप से या एक साथ संचालित किए जा सकते हैं।इन्वर्टर के हार्मोनिक्स को ध्यान में रखते हुए, उनका कनेक्शन ग्रुप सामान्य रूप से D, y11y11 या Y, d11d11 होता है। घरेलू रूप से, वे संरचनात्मक रूप से अक्षीय-स्प्लिट या त्रिज्याकार-स्प्लिट होते हैं।

चित्र 2 (मूल संदर्भ) में दिखाया गया है, निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग में एक ही कोर पर दो अक्षीय-वितरित शाखाएं होती हैं। शाखाएं विद्युत रूप से नहीं, लेकिन चुंबकीय रूप से जुड़ी होती हैं (संरचना पर निर्भर ²), और वे सेगमेंटल या तार-वाइंड हो सकती हैं। उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग में दो समानांतर शाखाएं होती हैं जो निम्न-वोल्टेज शाखाओं के मेल खाती हैं, समान विशेषताओं और कुल क्षमता ट्रांसफार्मर के बराबर होती है।

2.1 अक्षीय डबल-स्प्लिट शुष्क-प्रकार के ट्रांसफार्मर

सममित संरचना और समान लीकेज फ्लक्स के साथ, यह थ्रू/हाफ-थ्रू संचालन में अच्छा प्रदर्शन करता है। अक्षीय-स्प्लिट शाखाओं के बीच बड़ा इंपीडेंस छोटे-सर्किट करंटों को कम करता है, जिससे एक शाखा अन्य शाखा की विफलता के दौरान चल सकती है।

हालांकि, उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग (दो समानांतर वाइंडिंग) में चक्करों की संख्या दोगुनी हो जाती है लेकिन चालक के क्रॉस-सेक्शन आधा हो जाता है तुलनात्मक रूप से। 35kV D-संयुक्त डिजाइन वाइंडिंग उत्पादन की समस्याओं (चक्कर नियंत्रण, कम दक्षता) का सामना करता है, जो सुरक्षा/प्रतिभरोसा पर प्रभाव डालता है।

इसके अलावा, ऊपरी/निचली निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग (ऊर्ध्वाधर व्यवस्थित) में लगभग 20K तापमान का अंतर होता है (ऊपरी वायु संचरण के कारण गर्म होता है)। इसलिए, डिजाइन/निर्माण में तापमान-बढ़ने की जाँच और उचित आइसोलेशन चुनाव की आवश्यकता होती है।

2.2 त्रिज्याकार डबल-स्प्लिट शुष्क-प्रकार के ट्रांसफार्मर

सामान्य त्रिज्याकार डबल-स्प्लिट शुष्क-प्रकार के ट्रांसफार्मर (चित्र 3 में संरचनात्मक व्यवस्था) में दो त्रिज्याकार-वितरित निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग शाखाएं (आमतौर पर तार-वाइंड, संरचनात्मक विशिष्टता के कारण) और एक एकल अभिन्न उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग होती है।

उच्च-वोल्टेज वाइंडिंग, सामान्य रूप से चुने गए चक्करों और चालक के क्रॉस-सेक्शन के साथ, अक्षीय डबल-स्प्लिट प्रकार की तुलना में बेहतर वाइंडिंग प्रक्रिया/दक्षता दर्शाता है। इसकी निकट-सम्पूर्ण सममिति थ्रू/हाफ-थ्रू संचालन में अच्छा ऐम्पियर-चक्कर संतुलन और निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग के समान तापमान बढ़ने को सुनिश्चित करती है।

हालांकि, त्रिज्याकार-स्प्लिट निम्न-वोल्टेज वाइंडिंग में छोटा विभाजन इंपीडेंस और बड़ी कपेसिटेंस होती है, जो वाइंडिंगों के बीच व्यवहार को बढ़ाती है। यह आउटपुट विद्युत गुणवत्ता और इन्वर्टर घटकों की प्रतिभरोसा पर प्रभाव डालता है, जिसके लिए इन्वर्टर-साइड नियंत्रण लूप और सिस्टम में समायोजन की आवश्यकता होती है।

2.3 विशेष डबल-स्प्लिट शुष्क-प्रकार के ट्रांसफार्मर

चित्र 4 एक हाइब्रिड डिजाइन को दर्शाता है जो अक्षीय (सेगमेंटल/तार-वाइंड निम्न-वोल्टेज) और त्रिज्याकार (एकल उच्च-वोल्टेज) स्प्लिट को संयोजित करता है। यह हाइब्रिड त्रिज्याकार निम्न-वोल्टेज और अक्षीय उच्च-वोल्टेज समस्याओं का समाधान करता है, लागत को कम करता है और निर्माण दक्षता को बढ़ाता है।

हालांकि, आधा-थ्रू संचालन (जैसे, पर्यावरणीय कारकों या इन्वर्टर दोषों के कारण) गंभीर ऐम्पियर-चक्कर संतुलन की विफलता का कारण बनता है, जो एंड-वाइंडिंग लीकेज फ्लक्स और अतिताप का कारण बनता है। इसलिए यह डिजाइन उच्च-रिस्क है।

3 निष्कर्ष

ग्रिड-संलग्न PV ट्रांसफार्मर मुख्य रूप से दो-वाइंडिंग (चरण-बढ़ान, D, y11) या डबल-स्प्लिट व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं। डबल-स्प्लिट डिजाइनों के लिए मुख्य सुझाव: