Vilka är de viktigaste övervägandena vid val av fotovoltaiska transformer

Storleksprinciper och tekniska parametrar för fotovoltaiska transformer

Att storlekssätta fotovoltaiska transformer kräver en omfattande övervägande av flera faktorer, inklusive kapacitetsmatchning, val av spänningsförhållande, inställning av kortslutningsimpedans, bestämning av isoleringsklass och optimering av termisk design. De viktigaste storleksprinciperna är följande:

(I) Kapacitetsmatchning: Grundläggande för lastbärighet

Kapacitetsmatchning är den kärnprerequisiten vid storlekssättning av fotovoltaiska transformer. Det krävs att transformerns kapacitet matchas exakt mot installerad kapacitet hos fotovoltaiksystemet och det förväntade maximala utdataeffekten, vilket säkerställer stabilt drift under den avsedda lasten. Formeln för kapacitetsberäkning är:

där U₂ representerar sekundärladdningen av transformern (vanligtvis 400V). Med tanke på de inbyggda variationerna i fotovoltaiksystem (t.ex. svängningar i solljus och laständringar) måste beräkningen inkludera en säkerhetsmarginal (1,1–1,2 gånger), lastfluktueringskoefficient (t.ex. KT = 1,05) och effektfaktor (vanligtvis 0,95).

Exempel: För ett fotovoltaiksystem med en topputdata på 500kW kan en 630kVA, 800V/400V-transformer väljas för att anpassa sig till olika solljus- och lastvillkor. Dessutom, i enlighet med Tekniska riktlinjer för distribuerad fotovoltaikgrannkoppling, bör kapaciteten för en enskild distribuerad fotovoltaikstation inte överskrida 25% av den maximala lasten i den överordnade transformerns elområde, för att undvika nätverksinverkan.

(II) Val av spänningsförhållande: Anpassning till svängningar och spänningsreglering

Spänningsförhållandet måste stämma överens med utdataegenskaperna hos fotovoltaiksystemet (inverterarnas spänning svänger vanligtvis ±5%) och nätanslutningskrav, med dynamiska justeringsmöjligheter. Det finns två huvudsakliga justeringsmetoder:

• Justering av spänningsknapp: Tillämpbart på avlastade spänningsjusteringstransformatorer, vanligtvis med tre ±5% spänningsknappar (t.ex. 10,5kV/10kV/9,5kV), vilket kräver en strömavbrott.

• Automatisk spänningsregleringsmodul: Tillämpbart på belastade spänningsjusteringstransformatorer, som möjliggör online dynamisk justering med svarstid ≤200ms.

Under praktisk drift ska lämpliga spänningsknappar väljas baserat på lastegenskaper: 5%-spänningsknapp för lätta laster, och 2,5% eller 0% spänningsknappar för tunga laster, för att balansera spänningsoberoende under hög fotovoltaisk produktion och spänningssänkning under nattliga topplast.

(III) Inställning av kortslutningsimpedans: Balans mellan skydd och stabilitet

Kortslutningsimpedansen bör designas utifrån systemets kortslutningsströmnivå och transformertyp (oljeinbäddad/torr), med beräkningsformeln:

Oljeinbäddad: 4%–8%; torr: 6%–12%. För stora transformer (t.ex. 9150kVA) ökar impedansen ( Zk ≥ 20% ). Gör temperaturkorrigering (75°C för oljeinbäddad, 120°C för torr).

(IV) Isoleringsklass

Anpassa till utomhusmiljö. Föredra klass F (155°C) eller H (180°C). Använd H-klass för öken, saltmotståndsmaterial för kust, fuktbeständigt för hög luftfuktighet. Beakta termisk åldring: +6°C fördubblar åldring; -6°C halverar den.

(V) Termisk design

Optimera efter miljö. Kylmetoder: naturlig/tvingad luftkylning, oljeinbäddad självkylning. För högtemperaturområden: tvingad luft eller hybrid; hög luftfuktighet: torr + axiell kanal; högdamm: IP54 + filter. En ökenstation använder mikrokanalvattenkylning (7:3 deioniserat vatten + etylen glykol) för 3× effektivitet.

V. Storlekssättning & inspektion för olika scenarier

Lösningar för typiska scenarier:

(I) Nätanslutna

Storlekssättning: Övertäck inverter/hjälpström + 1,15× marginal (t.ex. 1092,5kVA). Matcha ±5% spänning, 4%–8% impedans, ≥Klass F, naturlig/olje-luftkylning. Inspektion: Kontrollera isolering, THD ≤ 5%, spänningsreglering (±2,5%), impedans (±2% av fabriksvärde).

(II) Fristående

Storlekssättning: 1,2–1,5× lasteffekt. Anpassa till inverter (t.ex. 800V/400V), 6%–12% impedans, ≤200ms spänningsreglering, 400V + 220V vindingsar. Inspektion: Testa överbelastning (≥120%), spänningsregleringsrespons, spänningsbalans och systemsvängningar.

(III) Högt temperatur

Storlekssättning: Torr + tvingad luft eller oljeinbäddad + naphthenic olja. Använd högtemperaturisolering, IP55, 80°C-start/60°C-stoppventilatorer. Inspektion: Kvartalsvisa termografier, halvårliga oljetester, kontrollera kyling, övervaka vindingsvärme.

(IV) Högt fuktighet/kust

Storlekssättning: IP65 epoxi-torr, 316L + fluorokarbonbeläggning, saltbeständig isolering, ökad avstånd. Inspektion: Kontrollera beläggning, olje fukt/gaser, saltsprenstest (≤5% effektsänkning), övervaka väte.

(V) Högt damm

Storlekssättning: Fullständigt suggen, IP54, trestegsfilter, förstorad kylarea, slitstarka vindingsar. Inspektion: Byt filter kvartalsvis, termografi, kontrollera dammtäthet, rengör regelbundet.

(VI) Elektromagnetisk störning

Storlekssättning: Sandwich vindingsar (≤500pF), LC-filter (THD ≤ 4%), uppfylla EMC (GB/T 21419-2013), dubbelredundant kommunikation. Inspektion: Årliga EMC-tester, övervaka harmoniska/obalans, kontrollera jordning (≤0,5Ω), testa bitfel 10^-8.

(VII) Integrering av PV-energilagring

Storlekssättning: Integrera PCS (Modbus RTU), 400V + 220V vindingsar, ≤200ms reaktiv kompensation, beakta kombinerade laster. Inspektion: Verifiera PCS-kompatibilitet, spänningsbalans (≤1%), testa spänningsreglering (≤±2%), kontrollera lagringsanslutningar.

Sammanfattning: Exakt matchning av kapacitet, spänning, impedans, isolering och termisk design, plus grundlig inspektion, säkerställer säker, effektiv och lång livslängd, i linje med distribuerad PV-utveckling under koldioxidmål.