Transformatoru loma un īpašības vēja enerģijas sistēmās
Vēja enerģijas sistēmā transformatori ir diezgan interesanti, vai jūs zināt? Viņi tieši nesajaucas ar vēja enerģiju, bet cilvēks, jūs tiešām nevarat iztikt bez viņiem, kad runa ir par elektrības pārraidīšanu, pieķeršanos pie režģa un lietas drošībā. Skatiet katru soli no elektrības, kas iznāk no tiem, kas vērpj vēja turbīnu asmeņus, lai to stabili nonāktu galvenajā strāvas tīklā - transformatori ir tieši tur, precīzi strādājot. Kā viņi ir veidoti un cik labi viņi uzstājas? Tas tieši ietekmē to, vai visa vēja enerģijas sistēma var darboties pareizi un efektīvi.
I. Transformatoru galvenā loma vēja enerģijas sistēmās
1. Sprieguma transformācija: efektīva kanāla izveidošana enerģijas pārraidei
Vēja turbīnas parasti izliek diezgan zemu spriegumu. Tāpat kā divtik - barotās indukcijas ģeneratora stators? Ap 690v. Direct - Drive Pastāvīgo magnētu ģeneratori ir nedaudz augstāki, bet joprojām ir tikai starp 400 - 800V. Mēģiniet pārsūtīt šo zemo spriegumu lielos attālumos, un strāva kļūst pārāk augsta-jūs zaudējat tonnu elektrības līnijās. Tas ir tāpat kā ūdens, kas plūst caur niecīgu pīpi, kopējo atkritumu daudzumu.
Tieši tur blakus turbīnai nāk spilventiņš - uzstādīts transformators (mēs tos saucam par “vēja jaudas transformatoriem”. Tas veic zemu spriegumu līdz vidējam - parasti 10kV vai 35kv -} un tas samazina pārraides zaudējumus daudz. Kad elektrība no ķekara turbīnu tiek savākta caur līnijām, galvenais transformators vēja parka solī - augšpusē pārņem staciju. Tas palielina vidējo spriegumu līdz augstam -, piemēram, 110kv vai 220kv -, lai tas varētu izveidot savienojumu ar galveno režģi. Piemēram, ņemiet 50MW vēja parku: Ar šiem diviem palielinājumiem jūs zaudējat vairāk nekā 80% mazāk elektrības nekā tad, ja jūs tikko nosūtījāt zemu spriegumu tieši cauri. Tādā veidā katrs enerģijas daudzums tiek izmantots tur, kur tas ir svarīgi.
2. Elektriskā izolācija: Aizsardzības barjeras izveidošana aprīkojuma drošībai
Elektromagnētiskās lietas starp vēja turbīnām un režģi ir diezgan sarežģītas. Režģa spriegums svārstās, tur ir harmoniski traucējumi - viss, kas var sajaukt ar turbīnu. Un kad pēkšņi mainās turbīnas spēks, piemēram, kad brāzma trāpa? Tas var arī izmest tīkla līdzsvaru. Transformatora elektriskā izolācija ir kā neredzama siena. Tas pārvieto elektrību caur magnētisko savienojumu starp tinumiem, nevis tiešiem vadiem, tāpēc tas nogriež līdzstrāvas ķēdi starp turbīnu un režģi un bloķē dažas harmonikas.
Piemēram, ja režģis pēkšņi īss - shēmas, transformators var bloķēt šīs kļūmes strāvu no turbīnas sasniegšanas. Pretējā gadījumā šī augstā strāva būtu viegli apceptu turbīnu. Mitrās jūras vēja parkos šī izolācija arī mazina zemes defektu ietekmi uz aprīkojumu, samazina izolācijas iespēju sadalīt - visa sistēma darbotos gludi.
3. Jaudas kvalitātes regulēšana: stabila un uzticama tīkla savienojuma nodrošināšana
Vēja enerģija ir visur, - nāk un iet, kļūst stiprāki vai vājāki. Tātad turbīnas spriegums un frekvence svārstās ar vēju. Nelielas svārstības, protams, bet režģa stingri attiecībā uz ienākošo jaudu: spriegumam jāpaliek ± 5%robežās, frekvence ± 0,2Hz robežās. Lai sasniegtu šos standartus, dažiem vēja jaudas transformatoriem ir - ielādes krāna mainītāji. Tie reālā laikā pielāgo izejas spriegumu, mainoties režģim, saglabājot elektrības nonākšanu režģa stabilā.
Turklāt transformatora kodols un tinumi ir īpaši izstrādāti, lai izspiestu harmonisko transmisiju. Tas samazina augsto - pasūtījumu harmoniku, ko turbīna padara no tīkla sajaukšanas. Tātad tīklā ieplūst elektrība, kas paliek laba kvalitāte.
II. Transformatoru unikālās īpašības vēja enerģijas sistēmās
1. Izturīgs dizains ekstrēmai videi
Vēja parkolas parasti atrodas attālās vietās - tuksnesī, plato, krastos, pat jūrā. Smaga vide, tāpēc arī transformatoriem jābūt grūtiem.
Jūras vai piekrastes zonās? Vējš tajā ir sāls aerosols. Tātad transformatora iežogojumiem un dzesēšanas sistēmām jābūt 316 nerūsējošā tērauda - super korozijai - izturīga. Iekšējās izolācijas daļās? Viņiem nepieciešama īpaša anti - sāls izsmidzināšanas procedūra, pretējā gadījumā hlorīda joni ātri sagrautu aprīkojumu. Augsts - augstums vai aukstās zonas? Zems temps padara izolācijas eļļu biezu, grūti plūstošu. Tāpēc transformatoriem ir vajadzīgas apkures ierīces, lai strādātu aukstumā. Tuksneši? Daudz smilšu un putekļu var aizsprostot dzesēšanas kanālus, tāpēc aprīkojumam nepieciešami putekļu pārvalki un labi gaisa filtri. Un vēja turbīnas vibrē, kad tās palaiž -, ka vibrācija nonāk transformatorā. Tāpēc tinumi ir stingri, un starp kodolu un iežogojumu ir šoks - absorbējoši spilventiņi. Laika gaitā pārtrauc detaļas.
2.
Vēja enerģija ir nestabila, tāpēc turbīnas izejas jauda daudz lec apkārt. Tas nozīmē, ka transformatoriem jārīkojas ar visa veida slodzes izmaiņām. Kad vēja ātrums pēkšņi pārsniedz novērtēto vērtību -, piemēram, brāzma -, turbīnas izvade varētu sasniegt 1,2–1,5 reizes lielāku jaudu. Tajā brīdī vēja jaudas transformatoram ir jārīkojas ar šo pārslodzi vairāk nekā 2 stundas, nepakļaujoties no augstas strāvas.
Kad vēja zems, turbīna ilgu laiku var pārsniegt 30% no nominālās slodzes. Pat tad transformatoram ir jābūt efektīvam - virs 98% 20% - 100% ielādē. Šeit nav "liela zirga izmantošana nelielam ratiņam", kas izšķērdētu enerģiju. Mainīgajam - Ātruma turbīnām ar pārveidotājiem transformatoriem ir jārīkojas ar augstām - frekvences izmaiņām arī strāvas viļņu formās. Viņu serdeņi lielākoties izmanto zemu zaudējumu silīcija tērauda loksnes (piemēram, 30Q130), lai samazinātu zaudējumus, darbojoties augstās frekvencēs.
3. Integrēta un inteliģenta ērta konfigurācija
Vēja parkolas parasti ir izkliedētas un tālu no visa. Lai atvieglotu - vietnes uzstādīšanu, vēja jaudas transformatori bieži izmanto integrētu izkārtojumu. PAD - uzstādītie transformatori ir labs piemērs: tie iesaiņo pašu transformatoru, augsti - sprieguma slēdži un zemi - sprieguma vadības skapīši vienā noslēgtā lodziņā. Nav nepieciešams atsevišķs komutācijas telpa, padara instalēšanas veidu vienkāršāku.
Un inteliģence? Liela funkcija. Daudziem transformatoriem ir temperatūras sensori, eļļas līmeņa monitori un viedie termināļi. Viņi apkopo reālus - laika datus -, piemēram, augšējo eļļas tempu, izolācijas pretestību, ielādējiet strāvu - un nosūta to uz vēja parka uzraudzības sistēmu. Darbinieki var pārbaudīt aprīkojumu no tālienes. Ja kaut kas ir izslēgts -, piemēram, eļļas temperatūra virs 85 grādiem -, sistēma sāk automātiski atdzesēt ventilatorus. Ja eļļas līmenis pazeminās, tas uzreiz satrauc un bloķē turbīnas jaudu, lai neļautu aprīkojumam plīst.
4. Dažādas strukturālās formas
Kuru transformatoru izvēlaties, ir atkarīgs no vēja parka ietilpības, izkārtojuma un tā, kā tas savienojas ar režģi. Katra turbīna parasti saņem atbilstošu spilventiņu - uzstādīts transformators - Patīk 3MW turbīnu pārus ar 3,3MVA spilventiņu - stiprinājumu. Tas ir uzstādīts torņa pamatnē vai tuvumā, reāli kompakts.
Kolekcijas līnijās, kur elektrība no vairākām turbīnām tiek sagrupēta otrajam pastiprinājumam, mēs izmantojam savākšanas līnijas soli - UP transformatorus. Lielākā daļa ir trīs - fāzes dubultā - līkumainie ar jaudu, pamatojoties uz līnijas kopējo jaudu. Tāpat kā 10 vienības 3MW turbīnu? Darbojas 35MVA transformators. Jūras vēja parkos? Nav daudz vietas, tāpēc transformatori ir mazāki. Viņi galvenokārt izmanto ūdens dzesēšanu, nevis gaisa vietā, lai apstrādātu augsto mitrumu un sāls aerosolu.
III. Kopsavilkums
Vēja enerģijas sistēmās transformatori ir līdzīgi enerģijas "efektīvam kanālam", "aizsargājoša barjerai" aprīkojumam un “sargātājam” par režģa stabilitāti, viss vienā. Viņi dara vairāk, nekā tikai maina spriegumu - Viņiem ir jārīkojas ar vēja enerģijas kāpumiem un kritumiem, grūto vidi un jāatbilst stingriem režģa standartiem. Tā kā vēja enerģija kļūst lielāka (turbīnas virs 15MW) un iet tālāk jūrā, transformatori turpinās kļūt labāki: efektīvāki, gudrāki, stingrāki pret ekstrēmiem apstākļiem. Viņi turpinās atbalstīt tīras enerģijas izaugsmi, bez šaubām