Koji su ključni faktori za odabir fotovoltaičnog transformatora
Principi određivanja veličine i tehnički parametri fotovoltačkih transformatora
Određivanje veličine fotovoltačkih transformatora zahtijeva kompleksnu razmatranju mnogo faktora, uključujući usklađenost kapaciteta, odabir omjera napona, postavljanje impedancije pri kratkom spoju, određivanje klase izolacije i optimizaciju toplinskog dizajna. Ključni principi određivanja veličine su sljedeći:
(I) Usklađenost kapaciteta: Temeljno za opterećenje
Usklađenost kapaciteta je temeljni preduvjet u određivanju veličine fotovoltačkih transformatora. Zahtijeva točno usklađivanje kapaciteta transformatora s instaliranom snalom fotovoltačkog sustava i očekivanim maksimalnim izlaznim snatom, osiguravajući stabilnu operaciju pod predviđenim opterećenjem. Formula za izračunavanje kapaciteta je:
gdje U2 predstavlja napon na sekundarnoj strani transformatora (obično 400V). Uzimajući u obzir inherentnu varijabilnost fotovoltačkih sustava (npr. fluktuacije sunčeve svjetlosti i promjene opterećenja), izračun mora uključiti sigurnosni margina (1,1–1,2 puta), koeficijent fluktuacije stope opterećenja (npr. KT = 1,05) i faktor snage (obično 0,95).
Primjer: Za fotovoltački sustav s vrhunskom snagom od 500 kW, može se odabrati 630 kVA, 800 V/400 V transformator kako bi se prilagodilo različitim uvjetima sunčeve svjetlosti i opterećenja. Također, u skladu s Tehničkim smjernicama za distribuiranu fotovoltačku povezanost, kapacitet jedne distribuirane fotovoltačke elektrane ne smije premašiti 25% maksimalnog opterećenja u zoni opskrbe gornjeg nivoa transformatora kako bi se spriječili utjecaji na mrežu.
(II) Odabir omjera napona: Prilagodba fluktuacijama i regulacija napona
Omjer napona mora biti u skladu s karakteristikama izlaza fotovoltačkog sustava (napon invertera obično fluktuira ±5%) i zahtjevima za povezivanje na mrežu, s mogućnostima dinamičke prilagodbe. Postoje dvije glavne metode prilagodbe:
U stvarnoj operaciji, trebaju se odabrati odgovarajući stupnjevi prema karakteristikama opterećenja: 5% stupanj za laka opterećenja, a 2,5% ili 0% stupnjevi za teška opterećenja, balansirajući porast napona tijekom visokih generacija fotovoltačke energije i pad napona tijekom noćnih vrhunskih opterećenja.
(III) Postavljanje impedancije pri kratkom spoju: Balansiranje zaštite i stabilnosti
Impedancija pri kratkom spoju treba biti dizajnirana prema razini strujnog kruga sustava i tipu transformatora (uljani/suhi), s formulom za izračunavanje:
Uljan: 4%–8%; suhi: 6%–12%. Za velike transformatore (npr. 9150 kVA), povećati impedanciju ( Zk ≥ 20%). Izvršiti korekciju temperature (75°C za uljan, 120°C za suhi).
(IV) Klasa izolacije
Prilagođeno vanjskim uvjetima. Preferirati klasu F (155°C) ili H (180°C). Koristiti klasu H za poušća, materijale otporne na solano prašnjak za obalne zone, materijale otporne na vlazu za visoku vlažnost. Razmotriti termičko starenje: +6°C udvostručuje starenje; -6°C polovi ga.
(V) Toplotni dizajn
Optimizirati prema okruženju. Metode hlađenja: prirodno/prisiljeno zračno hlađenje, samohlađenje uljanog. Za područja s visokim temperaturama: prisiljeno zračno ili kombinirano; visoka vlažnost: suhi + osijski kanali; visok prašnjak: IP54 + filteri. Stanka u poušću koristi mikrokanalsko tečno hlađenje (7:3 deionizirana voda + etilen glikol) za 3× učinkovitost.
V. Određivanje veličine i pregled za različite scenarije
Rješenja za tipične scenarije:
(I) Povezan na mrežu
Određivanje veličine: Pokrijte inverter/pomoćni struju + 1,15× margina (npr. 1092,5 kVA). Uskladi ±5% napona, 4%–8% impedancije, ≥Klasa F, prirodno/zračno hlađenje. Pregled: Provjerite izolaciju, THD ≤ 5%, regulaciju napona (±2,5%), impedanciju (±2% fabrične vrijednosti).
(II) Bez mreže
Određivanje veličine: 1,2–1,5× snaga opterećenja. Prilagodite inverteru (npr. 800V/400V), 6%–12% impedancije, ≤200ms regulacija napona, 400V + 220V navojnice. Pregled: Testirajte preopterećenje (≥120%), odgovor na regulaciju napona, ravnotežu napona i fluktuacije sustava.
(III) Visoke temperature
Određivanje veličine: Suhi + prisiljeno zračno ili uljan + naften olju. Koristite visokotemperaturnu izolaciju, IP55, ventilatori koji započinju pri 80°C/zaustavlja pri 60°C. Pregled: Kvartalna termografska kontrola, polugodišnji test olije, provjera hlađenja, nadgledanje temperature navojnice.
(IV) Visoka vlažnost/obalne zone
Određivanje veličine: IP65 epoksidni suhi, 316L + fluorokarbon poklopac, solootporne izolacije, povećana razmak. Pregled: Provjerite poklopac, vlažnost/gasi u ulji, test solanog prašnjaka (≤5% pad snage), nadgledanje vodika.
(V) Visoki prašnjak
Određivanje veličine: Potpuno zatvoreni, IP54, tri stupnja filtera, proširena površina hlađenja, navojnice otporne na sijanje. Pregled: Zamijenite filtre kvartalno, termografska kontrola, provjera zaštite od prašnjaka, redovito čišćenje.
(VI) Elektromagnetska interferencija
Određivanje veličine: Navojnice sendvič tipa (≤500 pF), LC filtri ( THD ≤ 4%), zadovoljava EMC (GB/T 21419-2013), dvostruka redundancija komunikacija. Pregled: Godišnji testovi EMC, nadgledanje harmonika/nebalansiranosti, provjera zemljišta (≤0,5Ω), testiranje greške bita 10^-8.
(VII) Integracija PV i pohrane energije
Određivanje veličine: Integrirajte PCS (Modbus RTU), 400V + 220V navojnice, ≤200ms reaktivna kompenzacija, uzimajući u obzir kombinirana opterećenja. Pregled: Provjerite kompatibilnost PCS, ravnotežu napona (≤1%), testiranje regulacije napona (≤±2%), provjera poveznica za pohranu.
Sažetak: Točno usklađivanje kapaciteta, napona, impedancije, izolacije i toplinskog dizajna, uz detaljan pregled, osigurava siguran, učinkovit i dugotrajni rad, u skladu s razvojem distribuiranih fotovoltačkih sustava u kontekstu ciljeva smanjenja emisija ugljičnog dioksida.
