Kateri so ključni razmerji za izbiro transformatorja za fotovoltaične namestitve

Načela merila in tehnični parametri fotovoltaških transformatorjev

Merjenje fotovoltaških transformatorjev zahteva celovito preučevanje več faktorjev, vključno z usklajevanjem kapacitete, izbiro napetostnega razmerja, nastavitvijo upornosti pri kratkem kolu, določitvijo razreda izolacije in optimizacijo toplinskega dizajna. Ključna načela merila so naslednja:

(I) Usklajevanje kapacitete: Osnova za opterečenje

Usklajevanje kapacitete je osnovno predpostavko pri merjenju fotovoltaških transformatorjev. Zahteva natančno usklajevanje kapacitete transformatorja s nameščeno kapaciteto fotovoltaškega sistema in pričakovanim največjim izhodnim močjo, da se zagotovi stabilno delovanje pod namenjenim opterečenjem. Formula za izračun kapacitete je:

kjer U₂ predstavlja sekundarno stran transformatorja (običajno 400V). Ob upoštevanju intrinzične variabilnosti fotovoltaških sistemov (npr. fluktuacije sončnega svetlobnega valovanja in spremembe opterečenja) mora izračun vključevati varnostni zamik (1,1–1,2-krat), koeficient fluktuacije obremenitvene stopnje (npr. KT = 1,05) in faktor moči (običajno 0,95).

Primer: Za fotovoltaški sistem z vrhunsko močjo 500 kW se lahko izbere transformator 630 kVA, 800 V/400 V, da se prilagodi različnim pogoji sončnega svetlobnega valovanja in opterečenja. Poleg tega, skladno s Tehničnimi smernicami za povezavo distribuiranih fotovoltaških sistemov na omrežje, ne bi smela presegati 25 % maksimalnega opterečenja v oskrbni območju zgornje ravni transformatorja, da se izogne vplivu na omrežje.

(II) Izbor napetostnega razmerja: Prilagoditev fluktuacijam in reguliranju napetosti

Napetostno razmerje mora biti usklajeno z lastnostmi izhoda fotovoltaškega sistema (napetost inverterja tipično fluktuira za ±5 %) in zahtevami za povezavo na omrežje, z zmožnostjo dinamičnega prilagajanja. Obstajata dva glavna metoda prilagajanja:

• Prilagajanje z menjalnikom tapov: Uporabljeno za transformatorje z menjanjem tapov brez opterečenja, običajno z tremi ±5 % tapi (npr. 10,5 kV/10 kV/9,5 kV), zahteva odpošiljanje.

• Prilagajanje z avtomatskim modulom za reguliranje napetosti: Uporabljeno za transformatorje z menjanjem tapov pod opterečenjem, omogoča online dinamično prilagajanje s časom odziva ≤200 ms.

V dejanskem delovanju bi morale biti izbrane ustrezne tape glede na lastnosti opterečenja: 5 % tap za lažja opterečenja in 2,5 % ali 0 % tape za težja opterečenja, da se uravnovesi naraščanje napetosti med visokim fotovoltaškim proizvodnjo in padec napetosti med nočnimi vrhunskimi opterečenji.

(III) Nastavitev upornosti pri kratkem kolu: Uravnoteženje zaščite in stabilnosti

Upornost pri kratkem kolu bi morala biti oblikovana glede na raven kratkokolne struje sistema in vrsto transformatorja (v masti/suha vrsta), s formulo za izračun:

V masti: 4 %–8 %; suha vrsta: 6 %–12 %. Za velike transformatorje (npr. 9150 kVA) se poveča upornost ( Zk ≥ 20% ). Naredite popravek temperature (75 °C za v masti, 120 °C za suho vrsto).

(IV) Razred izolacije

Prilagodite zunanjim okoljem. Prednostno uporabite razred F (155 °C) ali H (180 °C). Za puščave uporabite razred H, za obale materiale odpornega na solino, za visoko vlago material odpornega na vlago. Upoštevajte termično staranje: +6 °C podvoji staranje, -6 °C ga polovi.

(V) Toplotni dizajn

Optimizirajte glede na okolje. Metode hlaščenja: naravno/prisilno zrakovo hlaščenje, samohlaščenje v masti. Za območja z visokimi temperaturami: prisilno zrakovo ali mešano; za visoko vlago: suha vrsta + osebne kanale; za visoki prašnjak: IP54 + filtri. Stanica v puščavi uporablja mikrokanalesko tekočinsko hlaščenje (7:3 deionizirana voda + etilen glikol) za 3-kratno učinkovitost.

V. Merjenje in pregled za različne situacije

Rešitve za tipične situacije:

(I) Povezan na omrežje

Merjenje: Pokrijte inverter/pomožno moč + 1,15-kratni zamik (npr. 1092,5 kVA). Uskladi ±5 % napetost, 4 %–8 % upornost, ≥razred F, naravno/zrakovo hlaščenje v masti. Pregled: Preverite izolacijo, THD ≤ 5%, reguliranje napetosti (±2,5 %), upornost (±2 % tovarne vrednosti).

(II) Brez omrežja

Merjenje: 1,2–1,5-kratna moč opterečenja. Prilagodite inverterju (npr. 800 V/400 V), 6 %–12 % upornost, ≤200 ms reguliranje napetosti, 400 V + 220 V navoji.
Pregled: Preizkusite pretovar (≥120 %), odziv reguliranja napetosti, uravnoteženost napetosti in sistemskih fluktuacij.

(III) Visoka temperatura

Merjenje: Suha vrsta + prisilno zrakovo hlaščenje ali v masti + naftensko olje. Uporabite izolacijo za visoke temperature, IP55, ventilatorji se vklopijo pri 80 °C/inštalirajo pri 60 °C. Pregled: Kvartalska termografska kontrola, polletni testi olja, preverite hlaščenje, nadzorujte temperaturo navojev.

(IV) Visoka vlaga/obalno

Merjenje: IP65 epoksidna suha vrsta, 316L + fluorokarbon pokrov, solino odporna izolacija, povečano razmikanje. Pregled: Preverite pokrov, vlaga/gasi v olju, test soline (≤5 % padec moči), nadzorujte vodik.

(V) Visok prašnjak

Merjenje: Polnoma zaprt, IP54, trije filtri, povečano hlaščevalno območje, trdne navoji. Pregled: Zamenjajte filtre kvartalno, termografska kontrola, preverite protiprašno zaščito, redno čistite.

(VI) Elektromagnetska motnja

Merjenje: Sendvič navoji (≤500 pF), LC filtri ( THD ≤ 4% ), zadostite EMC (GB/T 21419-2013), dvokratna komunikacija. Pregled: Letni testi EMC, nadzorujte harmonike/neuravnoteženost, preverite zazemljevanje (≤0,5 Ω), preizkusite napako bita 10^-8.

(VII) Integracija fotovoltaške energije in shranjevanja

Merjenje: Integrirajte PCS (Modbus RTU), 400 V + 220 V navoji, ≤200 ms reaktivna kompenzacija, upoštevajte kombinirana opterečenja. Pregled: Preverite združljivost PCS, uravnoteženost napetosti (≤1 %), preizkusite reguliranje napetosti (≤±2 %), preverite povezave shranjevanja.

Povzetek: Natančno usklajevanje kapacitete, napetosti, upornosti, izolacije in toplotnega dizajna, skupaj s temeljitim pregledom, zagotavlja varno, učinkovito in dolgo trajanje delovanje, ki je v skladu z razvojem distribuiranih fotovoltaških sistemov pod cilji ogljika.