태양광 변압기 선택 시 주요 고려 사항은 무엇인가요
광전변압기의 사이징 원칙 및 기술적 매개변수
광전변압기의 사이징은 용량 일치, 전압 비율 선택, 단락 임피던스 설정, 절연 등급 결정, 열 설계 최적화를 포함한 여러 요소를 종합적으로 고려해야 합니다. 주요 사이징 원칙은 다음과 같습니다:
(I) 용량 일치: 부하 지지의 기본
용량 일치는 광전변압기 사이징의 핵심 전제 조건입니다. 변압기 용량을 광전 시스템의 설치 용량과 예상 최대 출력 전력에 정확히 일치시키고, 의도된 부하 하에서 안정적인 작동을 보장해야 합니다. 용량 계산 공식은 다음과 같습니다:
여기서 U2는 변압기의 2차측 전압(일반적으로 400V)을 나타냅니다. 광전 시스템의 본질적인 변동성(예: 햇빛 변화 및 부하 변화)을 고려하여 계산에는 안전 여유(1.1-1.2배), 부하률 변동 계수(예: KT = 1.05, 전력 인자(보통 0.95)를 포함해야 합니다.
예시: 피크 전력 출력이 500kW인 광전 시스템의 경우, 다양한 햇빛 및 부하 조건에 적응하기 위해 630kVA, 800V/400V 변압기를 선택할 수 있습니다. 또한, 분산형 광전 그리드 연결 기술 가이드라인에 따라, 단일 분산형 광전 발전소의 용량은 상위 변압기의 공급 지역에서의 최대 부하의 25%를 초과해서는 안 되며, 그리드 영향을 피해야 합니다.
(II) 전압 비율 선택: 변동성 및 전압 조절에 대응
전압 비율은 광전 시스템의 출력 특성(인버터 전압은 일반적으로 ±5%로 변동)과 그리드 연결 요구 사항에 맞춰야 하며, 동적 조정 능력을 갖추어야 합니다. 두 가지 주요 조정 방법이 있습니다:
실제 운영에서는 부하 특성에 따라 적절한 탭을 선택해야 합니다: 경부하의 경우 5% 탭, 중부하의 경우 2.5% 또는 0% 탭을 선택하여, 고 광전 발전 시의 전압 상승과 야간 피크 부하 시의 전압 하락을 균형있게 조절합니다.
(III) 단락 임피던스 설정: 보호와 안정성의 균형
단락 임피던스는 시스템의 단락 전류 수준과 변압기 유형(유침/건식)에 따라 설계되어야 하며, 계산 공식은 다음과 같습니다:
유침: 4%-8%; 건식: 6%-12%. 대형 변압기(예: 9150kVA)의 경우 임피던스를 증가시켜야 합니다(Zk ≥ 20%). 온도 보정(유침: 75°C, 건식: 120°C)을 수행해야 합니다.
(IV) 절연 등급
외부 환경에 적합하도록 합니다. Class F(155°C) 또는 H(180°C)를 선호합니다. 사막 지역에서는 H-클래스, 해안 지역에서는 염분 내성 재료, 습도가 높은 지역에서는 습기 저항 재료를 사용합니다. 열 노화를 고려해야 합니다: +6°C는 노화를 두 배로, -6°C는 반으로 줄입니다.
(V) 열 설계
환경에 따라 최적화합니다. 냉각 방법: 자연/강제 공기 냉각, 유침 자가 냉각. 고온 지역: 강제 공기 또는 복합 냉각; 고습도: 건식 + 축 방향 덕트; 고먼지: IP54 + 필터. 사막 지역의 경우 마이크로 채널 액체 냉각(디오니즈드 물 7:3 + 에틸렌 글리콜)을 사용하여 3배 효율성을 달성합니다.
V. 다양한 시나리오에 대한 사이징 및 검사
전형적인 시나리오에 대한 솔루션:
(I) 그리드 연결
사이징: 인버터/보조 전력 + 1.15× 여유(예: 1092.5kVA). ±5% 전압, 4%-8% 임피던스, ≥Class F, 자연/유-공기 냉각. 검사: 절연, THD ≤ 5%, 전압 조절(±2.5%), 임피던스(공장 값의 ±2%) 확인.
(II) 오프그리드
사이징: 부하 전력의 1.2-1.5×. 인버터(예: 800V/400V)에 적응, 6%-12% 임피던스, ≤200ms 전압 조절, 400V + 220V 와인딩.
검사: 과부하(≥120%) 테스트, 전압 조절 응답, 전압 균형, 시스템 변동 확인.
(III) 고온
사이징: 건식 + 강제 공기 또는 유침 + 나프텐 유. 고온 절연, IP55, 팬 시작 80°C/중지 60°C. 검사: 분기별 열 이미지, 반년에 한 번 유 테스트, 냉각 확인, 와인딩 온도 모니터링.
(IV) 고습도/해안
사이징: IP65 에폭시 건식, 316L + 플루오르카본 코팅, 염분 저항 절연, 간격 증가. 검사: 코팅 확인, 유수분/가스, 염분 스프레이 테스트(≤5% 전력 감소), 수소 모니터링.
(V) 고먼지
사이징: 완전 밀폐, IP54, 3단 필터, 냉각 면적 확대, 내마모 와인딩. 검사: 분기별 필터 교체, 열 이미지, 먼지 방지 확인, 정기적인 청소.
(VI) 전자기 간섭
사이징: 샌드위치 와인딩(≤500pF), LC 필터( THD ≤ 4%), EMC(GB/T 21419-2013) 충족, 이중 중복 통신. 검사: 연간 EMC 테스트, 하모닉/불균형 모니터링, 접지(≤0.5Ω) 확인, 비트 오류 10-8 테스트.
(VII) 광전-에너지 저장 통합
사이징: PCS(Modbus RTU) 통합, 400V + 220V 와인딩, ≤200ms 반응 보상, 복합 부하 고려. 검사: PCS 호환성 확인, 전압 균형(≤1%), 전압 조절(≤±2%) 테스트, 저장 연결 확인.
요약: 용량, 전압, 임피던스, 절연, 열 설계의 정확한 일치와 철저한 검사는 안전하고 효율적이며 장수명의 운영을 보장하며, 탄소 목표 하의 분산형 PV 개발과 일치합니다.
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