Apa pertimbangan kunci dalam pemilihan transformator fotovoltaik

Prinsip Penentuan Ukuran dan Parameter Teknis dari Trafo Fotovoltaik

Penentuan ukuran trafo fotovoltaik memerlukan pertimbangan komprehensif berbagai faktor, termasuk penyesuaian kapasitas, pemilihan rasio tegangan, pengaturan impedansi sirkuit pendek, penentuan kelas isolasi, dan optimisasi desain termal. Prinsip-prinsip penentuan ukuran utama adalah sebagai berikut:

(I) Penyesuaian Kapasitas: Dasar untuk Memikul Beban

Penyesuaian kapasitas adalah prasyarat inti dalam penentuan ukuran trafo fotovoltaik. Hal ini memerlukan penyesuaian yang akurat antara kapasitas trafo dengan kapasitas terpasang sistem fotovoltaik dan daya output maksimum yang diharapkan, memastikan operasi stabil di bawah beban yang dimaksud. Rumus perhitungan kapasitas adalah:

di mana U₂ mewakili tegangan sisi sekunder trafo (biasanya 400V). Mengingat variasi inheren sistem fotovoltaik (misalnya, fluktuasi cahaya matahari dan perubahan beban), perhitungan harus mencakup margin keamanan (1,1-1,2 kali), koefisien fluktuasi laju beban (misalnya KT = 1,05, dan faktor daya (umumnya 0,95).

Contoh: Untuk sistem fotovoltaik dengan daya output puncak 500kW, dapat dipilih trafo 630kVA, 800V/400V untuk menyesuaikan diri dengan kondisi cahaya matahari dan beban yang berbeda. Selain itu, sesuai dengan Pedoman Teknis Koneksi Jaringan Fotovoltaik Terdistribusi, kapasitas satu pembangkit listrik fotovoltaik terdistribusi tidak boleh melebihi 25% dari beban maksimum di area pasokan listrik trafo tingkat atas, untuk menghindari dampak pada jaringan.

(II) Pemilihan Rasio Tegangan: Menyesuaikan Diri dengan Fluktuasi dan Regulasi Tegangan

Rasio tegangan harus sesuai dengan karakteristik output sistem fotovoltaik (tegangan inverter biasanya berosilasi ±5%) dan persyaratan koneksi jaringan, dengan kemampuan penyesuaian dinamis. Ada dua metode penyesuaian utama:

• Penyesuaian tap-changer: Berlaku untuk trafo tap-changer tanpa beban, biasanya dengan tiga tap ±5% (misalnya, 10,5kV/10kV/9,5kV), memerlukan operasi pemutusan daya.

• Penyesuaian modul regulasi tegangan otomatis: Berlaku untuk trafo tap-changer dengan beban, memungkinkan penyesuaian dinamis online dengan waktu respons ≤200ms.

Dalam operasi sebenarnya, tap yang sesuai harus dipilih berdasarkan karakteristik beban: tap 5% untuk beban ringan, dan tap 2,5% atau 0% untuk beban berat, menyeimbangkan kenaikan tegangan selama produksi fotovoltaik tinggi dan penurunan tegangan selama puncak beban malam hari.

(III) Pengaturan Impedansi Sirkuit Pendek: Menyeimbangkan Perlindungan dan Stabilitas

Impedansi sirkuit pendek harus dirancang sesuai dengan tingkat arus sirkuit pendek sistem dan jenis trafo (terendam minyak/tipe kering), dengan rumus perhitungan:

Terendam minyak: 4%-8%; tipe kering: 6%-12%. Untuk trafo besar (misalnya, 9150kVA), tingkatkan impedansi ( Zk ≥ 20%). Lakukan koreksi suhu (75°C untuk terendam minyak, 120°C untuk tipe kering).

(IV) Kelas Isolasi

Sesuaikan dengan lingkungan luar ruangan. Preferensi Kelas F (155°C) atau H (180°C). Gunakan kelas H untuk gurun, material tahan semprotan garam untuk pesisir, tahan lembab untuk kelembaban tinggi. Pertimbangkan penuaan termal: +6°C menggandakan penuaan; -6°C membagi dua penuaan.

(V) Desain Termal

Optimalkan berdasarkan lingkungan. Metode pendinginan: alami/paksaan udara, terendam minyak pendinginan sendiri. Untuk daerah ber temperatur tinggi: paksaan udara atau hibrid; kelembaban tinggi: tipe kering + saluran sumbu; debu tinggi: IP54 + filter. Stasiun gurun menggunakan pendingin cair mikro-kanal (7:3 air deionisasi + etilen glikol) untuk efisiensi 3x.

V. Penentuan Ukuran & Inspeksi untuk Berbagai Skenario

Solusi untuk skenario tipikal:

(I) Terhubung ke Jaringan

Penentuan ukuran: Cakup inverter/daya bantu + 1,15x margin (misalnya, 1092,5kVA). Sesuaikan ±5% tegangan, 4%-8% impedansi, ≥Kelas F, pendinginan alami/udara-minyak. Inspeksi: Periksa isolasi, THD ≤ 5%, regulasi tegangan (±2,5%), impedansi (±2% nilai pabrik).

(II) Lepas Jaringan

Penentuan ukuran: 1,2-1,5x daya beban. Sesuaikan dengan inverter (misalnya, 800V/400V), 6%-12% impedansi, ≤200ms regulasi tegangan, 400V + 220V gulungan. Inspeksi: Uji overload (≥120%), respon regulasi tegangan, keseimbangan tegangan, dan fluktuasi sistem.
 

(III) Suhu Tinggi

Penentuan ukuran: Tipe kering + paksaan udara atau terendam minyak + minyak nafthenic. Gunakan isolasi suhu tinggi, IP55, kipas mulai 80°C/berhenti 60°C. Inspeksi: Thermografi triwulanan, uji minyak setengah tahunan, periksa pendinginan, monitor suhu gulungan.

(IV) Kelembaban Tinggi/Pesisir

Penentuan ukuran: Tipe kering epoxy IP65, 316L + lapisan fluoro karbon, isolasi tahan garam, jarak ditingkatkan. Inspeksi: Periksa lapisan, kelembaban/gas minyak, uji semprotan garam (≤5% penurunan daya), monitor hidrogen.

(V) Debu Tinggi

Penentuan ukuran: Total tertutup, IP54, filter tiga tahap, area pendinginan diperbesar, gulungan tahan aus. Inspeksi: Ganti filter triwulanan, thermografi, periksa kedap debu, bersihkan secara rutin.

(VI) Gangguan Elektromagnetik

Penentuan ukuran: Gulungan sandwich (≤500pF), filter LC ( THD ≤ 4% ), memenuhi EMC (GB/T 21419-2013), komunikasi ganda-redundan. Inspeksi: Uji EMC tahunan, monitor harmonik/tidak seimbang, periksa grounding (≤0,5Ω), uji bit error 10^-8.

(VII) Integrasi Penyimpanan Energi PV

Penentuan ukuran: Integrasikan PCS (Modbus RTU), 400V + 220V gulungan, ≤200ms kompensasi reaktif, pertimbangkan beban gabungan. Inspeksi: Verifikasi kompatibilitas PCS, keseimbangan tegangan (≤1%), uji regulasi tegangan (≤±2%), periksa koneksi penyimpanan.

Ringkasan: Penyesuaian akurat kapasitas, tegangan, impedansi, isolasi, dan desain termal, ditambah inspeksi menyeluruh, memastikan operasi yang aman, efisien, dan umur panjang, sejalan dengan pengembangan PV terdistribusi dalam tujuan karbon.