Apakah pertimbangan utama untuk pemilihan transformator fotovoltaik

Prinsip Penentuan Saiz dan Parameter Teknikal bagi Transformator Fotovoltaik

Penentuan saiz transformator fotovoltaik memerlukan pertimbangan menyeluruh pelbagai faktor, termasuk penyesuaian kapasiti, pemilihan nisbah voltan, penetapan rintangan korsing pendek, penentuan kelas pengasingan, dan pengoptimuman reka bentuk termal. Prinsip-prinsip penentuan saiz utama adalah seperti berikut:

(I) Penyesuaian Kapasiti: Asas untuk Memikul Beban

Penyesuaian kapasiti adalah prasyarat utama dalam penentuan saiz transformator fotovoltaik. Ia memerlukan penyesuaian tepat kapasiti transformator dengan kapasiti yang dipasang sistem fotovoltaik dan kuasa keluaran maksimum yang dijangka, memastikan operasi stabil di bawah beban yang dimaksudkan. Formula pengiraan kapasiti adalah:

di mana U₂ mewakili voltan sisi sekunder transformator (biasanya 400V). Mengambil kira variasi semula jadi sistem fotovoltaik (contohnya, fluktuasi cahaya matahari dan perubahan beban), pengiraan mesti mengandungi margin keselamatan (1.1–1.2 kali), pekali fluktuasi kadar beban (contohnya, KT = 1.05, dan faktor kuasa (biasanya 0.95).

Contoh: Untuk sistem fotovoltaik dengan keluaran kuasa puncak 500kW, transformator 630kVA, 800V/400V boleh dipilih untuk menyesuaikan diri dengan keadaan cahaya matahari dan beban yang berbeza. Selain itu, mengikut Panduan Teknikal untuk Sambungan Grid Fotovoltaik Teragih, kapasiti satu stesen pembangkit tenaga fotovoltaik teragih tidak sepatutnya melebihi 25% beban maksimum di kawasan bekalan kuasa transformator aras atas, untuk mengelakkan impak grid.

(II) Pemilihan Nisbah Voltan: Menyesuaikan Diri dengan Fluktuasi dan Pengaturan Voltan

Nisbah voltan mesti sejajar dengan ciri-ciri keluaran sistem fotovoltaik (voltan inverter biasanya berfluktuasi ±5%) dan keperluan sambungan grid, dengan kemampuan penyesuaian dinamik. Terdapat dua kaedah penyesuaian utama:

• Penyesuaian perubahan tap: Sesuai untuk transformator perubahan tap tanpa beban, biasanya dengan tiga tap ±5% (contohnya, 10.5kV/10kV/9.5kV), memerlukan operasi pemadaman kuasa.

• Penyesuaian modul pengaturan voltan automatik: Sesuai untuk transformator perubahan tap dengan beban, membolehkan penyesuaian dinamik dalam talian dengan masa tindak balas ≤200ms.

Dalam operasi sebenar, tap yang sesuai sepatutnya dipilih berdasarkan ciri-ciri beban: tap 5% untuk beban ringan, dan tap 2.5% atau 0% untuk beban berat, mengimbangi kenaikan voltan semasa generasi fotovoltaik tinggi dan penurunan voltan semasa beban puncak waktu malam.

(III) Penetapan Rintangan Korsing Pendek: Mengekalkan Perlindungan dan Stabiliti

Rintangan korsing pendek sepatutnya direka berdasarkan tahap arus korsing sistem dan jenis transformator (terendam minyak/jenis kering), dengan formula pengiraan:

Terendam minyak: 4%–8%; jenis kering: 6%–12%. Untuk transformator besar (contohnya, 9150kVA), tingkatkan rintangan (Zk ≥ 20%). Lakukan penyesuaian suhu (75°C untuk terendam minyak, 120°C untuk jenis kering).

(IV) Kelas Pengasingan

Sesuai untuk persekitaran luar. Utamakan Kelas F (155°C) atau H (180°C). Gunakan kelas H untuk gurun, bahan tahan semburan garam untuk pantai, tahan lembap untuk kelembapan tinggi. Pertimbangkan penuaan termal: +6°C menggandakan penuaan; -6°C membelahnya.

(V) Reka Bentuk Termal

Optimumkan berdasarkan persekitaran. Kaedah pendinginan: udara semula jadi/terpaksa, pendinginan sendiri terendam minyak. Untuk kawasan suhu tinggi: udara terpaksa atau hibrid; kelembapan tinggi: jenis kering + saluran poros; debu tinggi: IP54 + penapis. Stesen gurun menggunakan pendinginan cecair mikro-channel (7:3 air deionized + etilena gliserol) untuk 3x kecekapan.

V. Penentuan Saiz & Pemeriksaan untuk Pelbagai Skenario

Penyelesaian untuk skenario tipikal:

(I) Bersambung Grid

Penentuan saiz: Tutup inverter/kuasa tambahan + 1.15× margin (contohnya, 1092.5kVA). Padankan ±5% voltan, 4%–8% rintangan, ≥Kelas F, pendinginan udara semula jadi/udara minyak. Pemeriksaan: Semak pengasingan, THD ≤ 5%, pengaturan voltan (±2.5%), rintangan (±2% nilai kilang).

(II) Tanpa Grid

Penentuan saiz: 1.2–1.5× kuasa beban. Tidak bersambung ke inverter (contohnya, 800V/400V), 6%–12% rintangan, ≤200ms pengaturan voltan, 400V + 220V gulungan.
Pemeriksaan: Uji beban berlebihan (≥120%), respons pengaturan voltan, keseimbangan voltan, dan fluktuasi sistem.

(III) Suhu Tinggi

Penentuan saiz: Jenis kering + udara terpaksa atau terendam minyak + minyak siklik. Gunakan pengasingan suhu tinggi, IP55, kipas mulai/berhenti pada 80°C/60°C. Pemeriksaan: Termografi suku tahunan, ujian minyak separuh tahunan, semak pendinginan, pantau suhu gulungan.

(IV) Kelembapan Tinggi/Pantai

Penentuan saiz: Jenis kering epoxy IP65, 316L + lapisan fluorokarbon, pengasingan tahan semburan garam, ruang diperbesar. Pemeriksaan: Semak lapisan, kelembapan minyak/gas, ujian semburan garam (≤5% penurunan kuasa), pantau hidrogen.

(V) Debu Tinggi

Penentuan saiz: Sepenuhnya tertutup, IP54, penapis tiga tahap, kawasan pendinginan diperbesar, gulungan tahan aus. Pemeriksaan: Ganti penapis suku tahunan, termografi, semak kedap debu, bersihkan secara berkala.

(VI) Gangguan Elektromagnetik

Penentuan saiz: Gulungan sandwich (≤500pF), penapis LC ( THD ≤ 4% ), memenuhi EMC (GB/T 21419 - 2013), komunikasi dwi-ganda. Pemeriksaan: Ujian EMC tahunan, pantau harmonik/keseimbangan, semak grounding (≤0.5Ω), uji ralat bit 10^-8.

(VII) Integrasi PV-Penyimpanan Tenaga

Penentuan saiz: Integrasikan PCS (Modbus RTU), 400V + 220V gulungan, ≤200ms kompensasi reaktif, pertimbangkan beban gabungan. Pemeriksaan: Sahkan keserasian PCS, keseimbangan voltan (≤1%), uji pengaturan voltan (≤±2%), semak sambungan penyimpanan.

Ringkasan: Penyesuaian tepat kapasiti, voltan, rintangan, pengasingan, dan reka bentuk termal, ditambah pemeriksaan menyeluruh, memastikan operasi selamat, efisien, dan umur panjang, sejajar dengan perkembangan PV teragih di bawah matlamat karbon.