Konpigurasyon ng Winding para sa Dry-Type Transformers para sa Grid-Connected PV Power Generation

Ang paggawa ng kuryente mula sa solar photovoltaic, isang pangunahing paraan ng paggamit ng enerhiya ng araw, ay nagpapalit ng liwanag ng araw sa kuryente sa pamamagitan ng mga solar cell. Libre ito mula sa limitasyon ng mapagkukunan, materyales, o kapaligiran at eco - friendly, may malawak na prospekto at isa sa mga prayoridad na renewable energy tech sa buong mundo. Sa grid - connected PV systems, mahalaga ang mga transformer (core energy - conversion gear). Ang kasalukuyang step - up transformers para sa PV ay pangunahing gumagamit ng 10 kV/35 kV SC - series epoxy - insulated dry - type units, nahahati sa two - winding at double - split types. Ito ang detalye ng kanilang piliin.

1 Two - Winding Dry - Type Transformers

Ang estruktura ng two - winding dry - type transformers para sa PV (tulad ng ipinapakita sa Figure 1, original reference retained) ay hindi masyadong naiiba mula sa tradisyonal na distribution dry - type ones sa disenyo, proseso, at paggawa—ang pangunahing pagkakaiba ay ang kanilang step - up tungkulin. Karaniwan, ang bawat inverter ay nakakamit ng tugma na two - winding unit batay sa kanyang rated output at grid voltage.

Bilang resulta ng pagkakabigo ng neutral - point grounding ng dry - type transformer sa panahon ng operasyon ng inverter at ang pagkakaroon ng harmonics, ang kanilang connection group ay karaniwang Dy11 upang masiguro ang estableng pag-operate ng mga aparato.

2 Double - Split Dry - Type Transformers

Sa mga nakaraang taon, upang limitahan ang short - circuit currents at bawasan ang capital costs, ang mga split transformers (na may isang winding, karaniwang low - voltage, nahahati sa electrically disconnected branches ²) ay lalong tinatanggap. Para sa mga PV project, karaniwan ang double - split transformers: dalawang independent na inverter units na konektado sa dalawang sangay ng double - split winding, na maaaring mag-operate nang independiyente o magkasama.Konsiderando ang harmonics ng inverter, ang kanilang connection group ay karaniwang D, y11y11 o Y, d11d11. Sa bansa, sila’y axial - split o radial - split sa estruktura.

Tulad ng ipinapakita sa Figure 2 (original reference), ang low - voltage winding ay may dalawang axially - distributed branches sa parehong core. Walang electrical pero magnetic coupling (degree depends on structure ²) ang mga branches, at maaaring segmental o wire - wound. Ang high - voltage winding ay may dalawang parallel branches na tumutugon sa low - voltage ones, na may katulad na specs at total capacity na kapareho ng transformer’s.

2.1 Axial Double - Split Dry - Type Transformers

May simetriko na estruktura at uniform na leakage flux, maganda ang performance nito sa through/half - through operation. Malaking impedance sa pagitan ng axially - split branches na binabawasan ang short - circuit currents, masiguro na maaari ang isang branch na mag-operate kung ang iba ay nabigo.

Gayunpaman, ang high - voltage winding (dalawang parallel windings) ay nagdudoble ng turns ngunit hahatiin ang cross - section ng conductor vs conventional. Ang 35kV D - connected design ay nakakarating sa mga isyu sa produksyon ng winding (turn control, mababang efficiency), na nakakaapekto sa seguridad/reliability.

Samantala, ang upper/lower low - voltage windings (nakalinya vertical) ay may ~20K temperature difference (mas mainit ang upper dahil sa air convection). Kaya, kinakailangan ng enhanced na temperature - rise checks at proper na insulation selection sa disenyo/paggawa.

2.2 Radial Double - Split Dry - Type Transformers

Karaniwan ang mga radial double - split dry - type transformers (structural layout sa Fig. 3) ay may dalawang radially - distributed low - voltage winding branches (karaniwang wire - wound, dahil sa structural specificity) at single integral high - voltage winding.

Ang high - voltage winding, na may normal na piniling turns at conductor cross - section, ay may mas magandang winding process/efficiency kaysa axial double - split types. Ang near - perfect symmetry nito ay nagbibigay ng mabuting ampere - turn balance sa through/half - through operation, plus uniform na temperature rise ng low - voltage winding.

Gayunpaman, ang radially - split low - voltage windings ay may maliit na division impedance at malaking coupling capacitance, na nagpapataas ng inter - winding interference. Ito ay nakakaapekto sa kalidad ng output power at reliabilidad ng inverter component, na nangangailangan ng adjustments sa inverter - side control loop at sistema.

2.3 Special Double - Split Dry - Type Transformers

Ipinalalalarawan ng Fig.4 ang hybrid design na naglalaman ng axial (segmental/wire - wound low - voltage) at radial (single high - voltage) splits. Ang hybrid na ito ay nasasolusyunan ang mga isyu ng radial low - voltage at axial high - voltage, na binabawasan ang costs at nagpapabuti sa manufacturing efficiency.

Gayunpaman, ang half - through operation (halimbawa, dahil sa environmental factors o inverter faults) ay nagdudulot ng malubhang ampere - turn imbalance, na nagreresulta sa end - winding leakage flux at overheating. Mahalagang risk ang disenyo na ito.

3 Conclusion

Ang grid - connected PV transformers ay pangunahing gumagamit ng two - winding (step - up, D, y11) o double - split configurations. Mga pangunahing rekomendasyon para sa double - split designs:

• Panatilihin ang sapat na low - voltage division impedance para sa kalidad ng kuryente.

• Ipaglaban ang axial split temperature differentials sa pagpili ng insulation.

• Gumamit ng Y, d11d11 para sa 35kV applications.

• Iwasan ang special hybrid designs dahil sa mga risk ng half - through operation.