संयुक्त समाधान ग्रिड-संपर्कीय PV पावर स्टेशन ट्रांसफॉर्मर के लिए: चयन, डिजाइन, और स्मार्ट O&M
ग्रिड-संपर्कित पीवी विद्युत स्टेशन ट्रांसफॉर्मर के लिए एकीकृत समाधान: चयन, डिजाइन और स्मार्ट ऑपरेशन और रखरखाव
1. पीवी ट्रांसफॉर्मर के मुख्य कार्य और प्रौद्योगिकी का विकास
ग्रिड-संपर्कित प्रकाशविद्युत (पीवी) प्रणालियों में, ट्रांसफॉर्मर ऊर्जा परिवर्तन का महत्वपूर्ण केंद्र हैं, जिनका प्रदर्शन सीधे विद्युत स्टेशन की दक्षता और ग्रिड स्थिरता पर प्रभाव डालता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक प्रेरण के सिद्धांत का उपयोग करके, पीवी ट्रांसफॉर्मर इनवर्टर (आमतौर पर 380V-800V) से निकलने वाले निम्न वोल्टेज एसी आउटपुट को ग्रिड-संगत मध्य/उच्च वोल्टेज स्तर (10kV-35kV) तक बढ़ाते हैं, जिससे दूरी पर प्रभावी प्रसारण और सुरक्षित ग्रिड एकीकरण संभव होता है। यह वोल्टेज परिवर्तन आवश्यक है: पीवी मॉड्यूल डीसी विद्युत उत्पन्न करते हैं, जो इनवर्टर के बाद भी निम्न वोल्टेज पर रहते हैं। बिना इस अपग्रेड वोल्टेज परिवर्तन के, लाइन प्रसारण की हानि 20% से अधिक हो सकती है, जो परियोजना की आर्थिक व्यवहार्यता को गंभीर रूप से ध्वस्त कर सकता है।
1.1 विद्युत अलगाव और सुरक्षा संरक्षण
आधुनिक पीवी ट्रांसफॉर्मर व्यापक सुरक्षा के लिए बहुस्तरीय संरक्षण तंत्र एकीकृत करते हैं:
- विद्युत अलगाव: इनवर्टर से अवशिष्ट डीसी घटकों को रोकता है ताकि ग्रिड ट्रांसफॉर्मर में डीसी बायस न हो।
- शॉर्ट-सर्किट संरक्षण: इम्पीडेंस डिजाइन दोष धारा को 5-8 गुना रेटेड धारा तक सीमित करता है, जिससे उपकरण की क्षति कम होती है।
- आग सुरक्षा: तेल-समाविष्ट ट्रांसफॉर्मरों के लिए, उच्च-प्रज्वलन बिंदु की इन्सुलेशन तेल (जैसे, प्राकृतिक एस्टर तेल, >350°C) खनिज तेल (~160°C) की तुलना में आग की संभावना को 70% से अधिक कम करता है, जो सीमित आग लगाने की संसाधनों वाले दूरस्थ स्टेशनों के लिए आदर्श है।
1.2 विद्युत गुणवत्ता विकास
पीवी ट्रांसफॉर्मर ग्रिड संगतता को सीधे सुधारते हैं:
- हार्मोनिक दबाव: बिल्ट-इन डाइनामिक फिल्टर और विशेष वाइंडिंग (जैसे, डुअल-स्प्लिट डिजाइन) उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक्स (THD आमतौर पर <3%) को रोकते हैं।
- वोल्टेज दोलान का नियंत्रण: ऑन-लोड टैप चेंजर (OLTC) दूरी पर प्रसारण या लोड सर्ज के लिए ±10% गतिशील वोल्टेज समायोजन की सुविधा प्रदान करते हैं।
वास्तविक डेटा: 200MW सऊदी प्लांट ने विद्युत ग्रिड विकृति को 4.2% से 1.8% तक कम किया, जिससे वार्षिक डाउनटाइम 45% कम हो गया।
1.3 प्रौद्योगिकी की रुझान और नवाचार
पीवी ट्रांसफॉर्मर तीन मुख्य नवाचारों के माध्यम से विकसित हो रहे हैं:
- सॉलिड-स्टेट ट्रांसफॉर्मर (SST): लोहे के कोर को पावर इलेक्ट्रोनिक्स से बदलते हैं, >5kHz उच्च-आवृत्ति अलगाव और रिएक्टिव शक्ति की संतुलन की प्राप्ति करते हैं। मिलीसेकंड प्रतिक्रिया से आकार 50% कम होता है।
- व्यापक-बैंड एंटी-इंटरफ़ेरेंस: चुंबकीय शील्डिंग और RC स्नबर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक शोर (1kHz-10MHz) को दबाते हैं, जो कमजोर ग्रिड में स्थिरता में सुधार करते हैं।
- अनुकूल गतिशील संतुलन: वास्तविक समय में निगरानी वाइंडिंग टर्न को वर्तमान चरण परिवर्तनों के आधार पर समायोजित करता है, जो वोल्टेज सागर (प्रतिक्रिया समय <20ms) की संतुलन करता है।
2 महत्वपूर्ण चयन पैरामीटर और विकास रणनीतियाँ
ट्रांसफॉर्मर का चयन वैज्ञानिक गणना और परिदृश्य अनुकूलन की आवश्यकता होती है। मुख्य पैरामीटर सिस्टम की दक्षता और ROI को निर्धारित करते हैं।
2.1 क्षमता मेल और अतिरिक्त डिजाइन
क्षमता (kVA) = पीवी स्थापित क्षमता (kW) × अतिरिक्त गुणांक, जहाँ गुणांक में शामिल है:
- बुनियादी अतिरिक्त: 1.1× (हार्मोनिक धारा/अस्थायी ओवरलोड के लिए)।
- भविष्य का विस्तार: +0.1-0.15×।
- पर्यावरण: उच्च-तापमान क्षेत्रों में +0.05×।
केस स्टडी: 800kW रूफटॉप परियोजना ने 1250kVA ड्राय-टाइप ट्रांसफॉर्मर का चयन किया: 800 × (1.1 + 0.15) = 1000kVA। यह दोपहर को 1.3× अस्थायी ओवरलोड का सामना करता है और वर्ष 2 में 200kW विस्तार का समर्थन करता है।
