Search


Какие ключевые факторы необходимо учитывать при выборе трансформатора для фотоэлектрических систем

Статья охватывает принципы подбора размеров трансформаторов для фотоэлектрических систем, такие как согласование мощности, выбор отношения напряжений и технические параметры, а также подбор размеров и проверка для различных сценариев

Echo
Поле: Анализ трансформатора
10Year<
China
Добавить нас в Google

Принципы подбора размеров и технические параметры трансформаторов для фотоэлектрических систем

Подбор размеров трансформаторов для фотоэлектрических систем требует всестороннего учета множества факторов, включая соответствие мощности, выбор отношения напряжений, установку короткозамкнутого сопротивления, определение класса изоляции и оптимизацию теплового дизайна. Основные принципы подбора размеров следующие:

(I) Соответствие мощности: Фундаментальная основа для нагрузочной способности

Соответствие мощности является ключевым предварительным условием при подборе размеров трансформаторов для фотоэлектрических систем. Оно требует точного соответствия мощности трансформатора установленной мощности фотоэлектрической системы и ожидаемой максимальной выходной мощности, обеспечивая стабильную работу при заданной нагрузке. Формула расчета мощности следующая:

Какие ключевые факторы необходимо учитывать при выборе трансформатора для фотоэлектрических систем

где U2 представляет собой напряжение на вторичной стороне трансформатора (обычно 400 В). Учитывая внутреннюю изменчивость фотоэлектрических систем (например, колебания солнечного света и изменения нагрузки), расчет должен учитывать запас прочности (1,1–1,2 раза), коэффициент колебаний нагрузки (например, KT = 1,05) и коэффициент мощности (обычно 0,95).

Пример: Для фотоэлектрической системы с пиковым выходом мощности 500 кВт можно выбрать трансформатор мощностью 630 кВА, 800 В/400 В, чтобы адаптироваться к различным условиям освещенности и нагрузки. Кроме того, в соответствии с Техническими руководящими принципами по присоединению распределенных фотоэлектрических систем к сети, мощность одной распределенной фотоэлектрической электростанции не должна превышать 25% максимальной нагрузки в зоне питания вышестоящего трансформатора, чтобы избежать воздействия на сеть.

Какие ключевые факторы необходимо учитывать при выборе трансформатора для фотоэлектрических систем

(II) Выбор отношения напряжений: Адаптация к колебаниям и регулирование напряжения

Отношение напряжений должно соответствовать характеристикам выхода фотоэлектрической системы (напряжение инвертора обычно колеблется на ±5%) и требованиям подключения к сети, обладая возможностями динамической настройки. Существуют два основных метода настройки:

  • Настройка переключателем отводов: применима к трансформаторам с переключением отводов без нагрузки, обычно с тремя отводами ±5% (например, 10,5 кВ/10 кВ/9,5 кВ), требует отключения питания.

  • Настройка модулем автоматического регулирования напряжения: применима к трансформаторам с переключением отводов под нагрузкой, позволяющая онлайн-динамическую настройку с временем реакции ≤200 мс.

В реальной эксплуатации следует выбирать подходящие отводы в зависимости от характеристик нагрузки: отвод 5% для легких нагрузок и 2,5% или 0% для тяжелых нагрузок, балансируя повышение напряжения при высокой генерации фотоэлектрической энергии и падение напряжения во время пиковых нагрузок ночью.

(III) Установка короткозамкнутого сопротивления: Баланс между защитой и стабильностью

Короткозамкнутое сопротивление должно проектироваться с учетом уровня короткого замыкания системы и типа трансформатора (масляный/сухой), с формулой расчета:

Какие ключевые факторы необходимо учитывать при выборе трансформатора для фотоэлектрических систем

Масляный: 4%–8%; сухой: 6%–12%. Для крупных трансформаторов (например, 9150 кВА) увеличьте сопротивление ( Zk ≥ 20%). Проведите температурную коррекцию (75°C для масляного, 120°C для сухого).

(IV) Класс изоляции

Подходит для наружных условий. Предпочтительно использовать класс F (155°C) или H (180°C). Используйте класс H для пустынь, материалы, устойчивые к солевому туману, для побережья, влагостойкие для областей с высокой влажностью. Учитывайте термическое старение: +6°C удваивает старение, -6°C уменьшает его вдвое.

(V) Тепловой дизайн

Оптимизация в зависимости от окружающей среды. Методы охлаждения: естественное/принудительное воздушное охлаждение, саморегулирующееся охлаждение маслом. Для районов с высокой температурой: принудительное воздушное или комбинированное; для высокой влажности: сухой тип + осевые каналы; для пыльных условий: IP54 + фильтры. На станциях в пустыне используется микроканальное жидкостное охлаждение (7:3 деионизированная вода + этиленгликоль) для повышения эффективности в 3 раза.

V. Подбор размеров и проверка для различных сценариев

Решения для типичных сценариев:

(I) Присоединение к сети

Подбор размеров: покрытие мощности инвертора/вспомогательного питания + 1,15× запас (например, 1092,5 кВА). Соответствие ±5% напряжения, 4%–8% сопротивления, ≥класс F, естественное/масло-воздушное охлаждение. Проверка: проверка изоляции, THD ≤ 5%, регулировка напряжения (±2,5%), сопротивление (±2% от заводского значения).

(II) Отсутствие подключения к сети

Подбор размеров: 1,2–1,5× мощности нагрузки. Адаптация к инвертору (например, 800 В/400 В), 6%–12% сопротивления, ≤200 мс регулировка напряжения, обмотки 400 В + 220 В.
Проверка: тестирование перегрузки (≥120%), ответная реакция регулировки напряжения, баланс напряжения и колебания системы.

(III) Высокая температура

Подбор размеров: сухой тип + принудительное воздушное охлаждение или масляный + нафтеновое масло. Использование изоляции для высоких температур, IP55, вентиляторы, включающиеся при 80°C и отключающиеся при 60°C. Проверка: термография ежеквартально, анализы масла каждые полгода, проверка охлаждения, мониторинг температуры обмоток.

(IV) Высокая влажность/побережье

Подбор размеров: эпоксидный сухой тип IP65, 316L + фторуглеродное покрытие, изоляция, устойчивая к соли, увеличенное расстояние. Проверка: проверка покрытия, влажности и газов в масле, испытание на солевой туман (≤5% падения мощности), мониторинг водорода.

(V) Высокая запыленность

Подбор размеров: полностью герметичный, IP54, трехступенчатые фильтры, увеличенная площадь охлаждения, износостойкие обмотки. Проверка: замена фильтров ежеквартально, термография, проверка пылезащиты, регулярная очистка.

(VI) Электромагнитные помехи

Подбор размеров: многослойные обмотки (≤500 пФ), LC-фильтры ( THD ≤ 4%), соответствие EMC (GB/T 21419-2013), двойные резервные коммуникации. Проверка: ежегодные испытания на ЭМС, мониторинг гармоник и несимметрии, проверка заземления (≤0,5 Ω), тест на ошибки передачи данных 10-8.

(VII) Интеграция фотоэлектрической энергии и систем хранения

Подбор размеров: интеграция PCS (Modbus RTU), обмотки 400 В + 220 В, ≤200 мс компенсация реактивной мощности, учет комбинированных нагрузок. Проверка: проверка совместимости PCS, баланс напряжения (≤1%), испытание регулировки напряжения (≤±2%), проверка соединений системы хранения.

Резюме: Точное соответствие мощности, напряжения, сопротивления, изоляции и теплового дизайна, а также тщательная проверка обеспечивают безопасную, эффективную и долговечную работу, соответствующую развитию распределенных фотоэлектрических систем в рамках целей по углеродному нейтралитету.

Оставить чаевые и поощрить автора

Комментарии

Поделитесь вопросом или мнением
WhatsApp
Запрос
+86
Нажмите для загрузки файла
Загрузить
Получить приложение IEE Business
Используйте приложение IEE-Business для поиска оборудования получения решений связи с экспертами и участия в отраслевом сотрудничестве в любое время и в любом месте полностью поддерживая развитие ваших энергетических проектов и бизнеса
Вход
или продолжить с
Новый пользователь?
Регистрация