Solução Integrada: Transformadores em Caixa Elevando a Eficiência e Confiabilidade nos Sistemas Fotovoltaicos Solares Distribuídos

1. O Papel Central do Transformador a Posto (PMT) nos Sistemas Fotovoltaicos Distribuídos​

Um Transformador a Posto (PMT) é um transformador totalmente selado, de tipo caixa, instalado diretamente em uma base de concreto no nível do solo (posto). É adequado para o aumento de tensão e interconexão com a rede em centrais elétricas fotovoltaicas (PV) distribuídas. Suas funções principais incluem:

• ​Transformação de Tensão:​​Aumenta a eletricidade de baixa tensão produzida pelos inversores PV (por exemplo, 0,8kV) para 10kV ou 35kV, para atender aos requisitos de interconexão com a rede.
• ​Integração do Sistema:​​Integra interruptores de alta tensão, dispositivos de proteção e equipamentos de medição, reduzindo a área ocupada e aumentando a confiabilidade do sistema.
• ​Isolamento de Segurança:​​O design totalmente fechado fornece capacidades à prova de poeira, umidade e corrosão, permitindo operação em ambientes externos rigorosos.

2. Parâmetros Técnicos Chave e Diretrizes de Seleção do Transformador a Posto​

2.1 Princípio de Ajuste de Capacidade​

• ​Cálculo de Capacidade:​​Deve ser ligeiramente maior que a potência máxima de saída do sistema PV (geralmente configurado em 1,1~1,2 vezes a classificação).

• Exemplo: Um projeto PV de 19,9MW equipado com 8 unidades de PMTs de 2,5MVA (capacidade total de 20MVA).
• ​Nível de Tensão:​​Selecione 10kV ou 35kV com base na tensão do ponto de conexão à rede (por exemplo, um projeto de 8,3MW em Xangai utiliza conexão de 10kV).

​2.2 Parâmetros de Seleção do Núcleo​

2.3 Design de Compatibilidade​

• ​Ajuste de Inversor:​​A faixa de tensão de entrada deve cobrir a tensão de saída do inversor (por exemplo, 0,8kV → 10kV).
• ​Integração de Dispositivo de Proteção:​​Fusíveis embutidos, pára-raios (pararrelâmpagos) e sensores de temperatura; interfaces para dispositivos de proteção anti-ilhamento e isolamento de falhas externos.

3. Esquemas de Integração do Sistema de Transformador a Posto​

​Integração de Monitorização Inteligente​

• ​Configuração de Sensores:​​Monitorização em tempo real da temperatura, corrente e tensão.
• ​Interface de Comunicação:​​Suporta protocolo Modbus ou IEC 61850 para integração em sistemas de monitorização PV (por exemplo, Acrel-1000DP).
• ​Proteção de Segurança:​​

Dispositivo anti-ilhamento:Desliga-se em 0,5 segundos após detectar a perda de energia da rede.

Detecção de arco:Falha de arco identificada inteligentemente com IA (por exemplo, solução Huawei).

4. Estudos de Caso de Aplicações Típicas de Transformadores a Posto​

4.1 Projeto PV Distribuído de 19,​9MW​

• ​Configuração do PMT:​​8 unidades de transformadores a posto de 2,5MVA, implantados perto de 4 subestações para conexão próxima a salas de distribuição de 10kV.
• ​Resultados:​​Geração anual de 14,95 milhões de kWh, eficiência do sistema >80%, redução do comprimento do cabo em 30%.

4.2 Projeto PV de Telhado de 8,3MW em Xangai​

• ​Características da Solução:​​
  • 5 PMTs (2 unidades de 2,5MVA + 2 unidades de 1,6MVA + 1 unidade de 0,8MVA) ajustados a grupos de inversores com diferentes capacidades.
  • Rede em anel de fibra ótica para transmissão de dados, permitindo previsão remota de energia e resposta de despacho.

4.3 Design de Resistência a Interferências Ambientais​

• ​Áreas de Vento Alto:​​Fixações de suporte de montagem reforçadas (por exemplo, componentes resistentes à carga de vento).
• ​Ambientes de Alta Umidade:​​Uso de revestimentos à prova de spray de sal (para projetos costeiros) e inversores com função de recuperação de Degradation Induced by Potential (PID).

5. Benefícios Econômicos e Otimização de Operações e Manutenção​

5.1 Retorno sobre Investimento (ROI):​​

• Projeto de 500kW em Changchun:Geração anual de 584.000 kWh, taxa de retorno de autoconsumo de 12,2%, período de retorno ≈5,3 anos.

5.2 Estratégia de Operações e Manutenção (O&M):​​

• Diagnóstico Inteligente:Varredura de curva IV para localização em tempo real de componentes com falhas.
• Manutenção Preventiva:Alertas de risco de sobrecarga para transformadores com base em dados de temperatura.