Wat zijn de belangrijkste overwegingen bij de selectie van een fotovoltaïsche transformatoren?
Principes van afmeting en technische parameters van fotovoltaïsche transformatoren
Het afmeten van fotovoltaïsche transformatoren vereist een grondige overweging van meerdere factoren, waaronder capaciteitsafstemming, keuze van de spanningverhouding, instelling van de korte-slagsbelasting, bepaling van de isolatieklasse en optimalisatie van de thermische ontwerp. De belangrijkste principes voor afmeting zijn als volgt:
(I) Capaciteitsafstemming: Fundamenteel voor belastingdragen
Capaciteitsafstemming is de kernvoorwaarde bij het afmeten van fotovoltaïsche transformatoren. Het vereist een nauwkeurige afstemming van de transformatorkapaciteit op de geïnstalleerde capaciteit van het fotovoltaïsche systeem en de verwachte maximale uitvoerkracht, om stabiele werking onder de bedoelde belasting te garanderen. De capaciteitsberekeningsformule is:
waarbij U2 de secundaire zijdespanning van de transformator vertegenwoordigt (meestal 400V). Rekening houdend met de inherente variabiliteit van fotovoltaïsche systemen (bijv. fluctuaties in zonlicht en belastingswijzigingen), moet de berekening een veiligheidsmarge (1,1-1,2 keer), belastingsfluctuatiefactor (bijv. KT = 1,05) en vermogensfactor (meestal 0,95) bevatten.
Voorbeeld: Voor een fotovoltaïsch systeem met een piekvermogen van 500kW kan een 630kVA, 800V/400V-transformator worden geselecteerd om aan verschillende zonlicht- en belastingsomstandigheden aan te passen. Bovendien, in overeenstemming met de Technische Richtlijnen voor gedistribueerde fotovoltaïsche netwerkaansluiting, mag de capaciteit van een enkele gedistribueerde fotovoltaïsche energiecentrale niet meer dan 25% van de maximale belasting in het elektriciteitsvoorzieningsgebied van de bovenliggende transformator overschrijden, om netwerkimpact te voorkomen.
(II) Keuze van spanningverhouding: Aanpassing aan fluctuaties en spanningregeling
De spanningverhouding moet overeenkomen met de uitvoerkenmerken van het fotovoltaïsche systeem (inverter spanning fluctueert meestal met ±5%) en netwerkverbindingseisen, met dynamische aanpassingsmogelijkheden. Er zijn twee hoofdaanpassingsmethoden:
In de praktijk moeten de juiste taps worden geselecteerd op basis van belastingkenmerken: 5% tap voor lichte belastingen, en 2,5% of 0% taps voor zware belastingen, om de spanningstijging tijdens hoge fotovoltaïsche productie en spanningdaling tijdens nachtelijke piekbelastingen te balanceren.
(III) Instelling van korte-slagsbelasting: Balans tussen bescherming en stabiliteit
Korte-slagsbelasting moet worden ontworpen op basis van het kortsluitspanningsniveau van het systeem en het type transformator (oliegedrenkt/droogtype), met de berekeningsformule:
Oliegedrenkt: 4%-8%; droogtype: 6%-12%. Voor grote transformatoren (bijv. 9150kVA) verhoog de impedantie ( Zk ≥ 20% ). Doe temperatuurcorrectie (75°C voor oliegedrenkte, 120°C voor droogtype).
(IV) Isolatieklasse
Geschikt voor buitenomgevingen. Geef de voorkeur aan klasse F (155°C) of H (180°C). Gebruik klasse H voor woestijnen, zoutbestendige materialen voor kusten, vochtbestendig voor hoge vochtigheid. Overweeg thermisch verouderen: +6°C verdubbelt het verouderen; -6°C halveert het.
(V) Thermisch ontwerp
Optimaliseer naar omgeving. Koelmethoden: natuurlijke/gedwongen luchtverkoeling, oliegedrenkte zelfverkoeling. Voor hoge temperaturen: gedwongen lucht of hybride; hoge vochtigheid: droogtype + axiale ducten; veel stof: IP54 + filters. Een woestijnstation gebruikt microkanalen vloeistofverkoeling (7:3 gedemineraliseerd water + etheenglycol) voor 3x efficiëntie.
V. Afmeting en inspectie voor verschillende scenario's
Oplossingen voor typische scenario's:
(I) Netwerkverbonden
Afmeting: Bedek inverter/hulpvermogen + 1,15× marge (bijv. 1092,5kVA). Pas ±5% spanning, 4%-8% impedantie, ≥klasse F, natuurlijk/olie-luchtverkoeling. Inspectie: Controleer isolatie, THD ≤ 5%, spanningregeling (±2,5%), impedantie (±2% van fabriekswaarde).
(II) Los van het netwerk
Afmeting: 1,2-1,5× belastingsvermogen. Aanpassen aan inverter (bijv. 800V/400V), 6%-12% impedantie, ≤200ms spanningregeling, 400V + 220V windingen.
Inspectie: Test overbelasting (≥120%), spanningregelingsreactie, spanningsevenwicht en systeemfluctuaties.
(III) Hogetemperaturen
Afmeting: Droogtype + gedwongen lucht of oliegedrenkt + nafthenische olie. Gebruik hoogtemperatuurisolatie, IP55, ventilatoren starten bij 80°C/stoppen bij 60°C. Inspectie: Kwartaalthermografie, halfjaarlijkse olieproeven, koeling controleren, windingstemperatuur monitoren.
(IV) Hoogevochtigheid/kust
Afmeting: IP65 epoxy droogtype, 316L + fluorkoolstof coating, zoutbestendige isolatie, vergrote afstand. Inspectie: Coating controleren, olievocht/gassen, zoutspraytest (≤5% vermogensdaling), waterstof monitoren.
(V) Hoog stof
Afmeting: Volledig afgesloten, IP54, drietrapsfilters, vergroot koeloppervlak, slijtagebestendige windingen. Inspectie: Filters kwartaal voor vervangen, thermografie, stofbestendigheid controleren, regelmatig reinigen.
(VI) Elektromagnetische interferentie
Afmeting: Sandwichwindingen (≤500pF), LC-filters ( THD ≤ 4% ), voldoen aan EMC (GB/T 21419-2013), dubbele redundante communicatie. Inspectie: Jaarlijkse EMC-tests, harmonieken/onevenwichtigheid monitoren, aarding controleren (≤0,5Ω), bitfout test 10^-8.
(VII) Integratie van PV-energieopslag
Afmeting: Integreer PCS (Modbus RTU), 400V + 220V windingen, ≤200ms reactieve compensatie, rekening houden met gecombineerde belastingen. Inspectie: Verifieer PCS-compatibiliteit, spanningsevenwicht (≤1%), test spanningregeling (≤±2%), controleer opslagverbindingen.
Samenvatting: Nauwkeurige afstemming van capaciteit, spanning, impedantie, isolatie en thermisch ontwerp, plus grondige inspectie, waarborgt veilige, efficiënte en langdurige werking, in overeenstemming met de ontwikkeling van gedistribueerde PV onder koolstofdoelen.
