Úloha a vlastnosti transformátorov vo veternej energii
V systéme veternej energie sú transformátory dosť zaujímavé, viete? Priamo sa nehýbajú s veternou energiou, ale človeče, bez nich sa bez nich nemôžete zaoberať, pokiaľ ide o prenos elektriny, pripájanie sa k mriežke a udržanie vecí v bezpečí. Vidíte, každý krok z elektriny, ktorá vychádza z tých čepelí na točenie veterných turbín, aby sa stal stabilne do hlavnej mriežky energie - Transformátory sú práve tam, presne fungujú. Ako sú navrhnuté a ako dobre fungujú? Priamo ovplyvňuje, či celý systém energie vetra môže fungovať správne a efektívne.
I. Základná úloha transformátorov v systémoch veternej energie
1. Transformácia napätia: Budovanie efektívneho kanála pre prenos energie
Veterné turbíny zvyčajne vydávajú dosť nízke napätie. Páči sa mi, stator dvojnásobne - kŕmené indukčný generátor? Okolo 690 V. Direct - Drive Permanent Magnet Generátory sú o niečo vyššie, ale stále iba medzi 400 - 800V. Skúste vysielať toto nízke napätie na veľké vzdialenosti a prúd sa dostane príliš vysoko-stratíte tonu elektriny v linkách. Je to ako voda, ktorá preteká cez malé potrubie, celkový odpad.
To je miesto, kde vankúšik - namontovaný transformátor (voláme 'Em "Wind Power Transformers" v priemysle) vedľa turbíny. Je to v kroku, že nízke napätie až do média {- zvyčajne 10 kV alebo 35 kV - a to znižuje prenosové straty. Akonáhle sa elektrina z banda turbín zhromaždí cez čiary, preberá sa hlavný transformátor v kroku veternej farmy -. Zvyšuje stredné napätie na vysoké - ako 110KV alebo 220KV -, aby sa mohol pripojiť k hlavnej mriežke. Vezmite napríklad veternú farmu 50 MW: s týmito dvoma vylepšeniami stratíte viac ako 80% menej elektriny, ako keby ste práve poslali nízke napätie priamo. Týmto spôsobom sa každý kúsok energie zvykne tam, kde na tom záleží.
2. Elektrická izolácia: výstavba ochrannej bariéry pre bezpečnosť zariadenia
Elektromagnetické veci medzi veternými turbínami a mriežkou sú dosť komplikované. Napätie mriežky kolíše, existuje harmonické rušenie - všetko, čo sa môže pokaziť s turbínou. A keď sa sila turbíny náhle zmení, ako keď zasiahne náraz? To môže vyhodiť aj mriežku z rovnováhy. Elektrická izolácia transformátora je ako neviditeľná stena. Pohybuje elektrinu magnetickou väzbou medzi vinutiami, nie priamymi drôtmi, takže odreže obvod DC medzi turbínou a mriežkou a blokuje niektoré harmonické.
Ako, ak je mriežka náhle krátka - obvody, transformátor môže blokovať tento poruchový prúd z dosiahnutia turbíny. V opačnom prípade by tento vysoký prúd smažel turbínu ľahké. Vo veterných farmách vlhkých pobrežia tejto izolácie tiež znižuje vplyv pozemných porúch na vybavenie, znižuje pravdepodobnosť rozobratia izolácie - udržiavať celý systém plynulý.
3. Regulácia kvality výkonu: zabezpečenie stabilného a spoľahlivého spojenia siete
Wind Energy je všade na mieste -, prichádza a odchádza, je silnejšia alebo slabšia. Takže napätie a frekvencia z turbíny kolísajú vetrom. Malé výkyvy, určite, ale mriežka je prísna o prichádzajúcom výkone: napätie musí zostať v rámci ± 5%, frekvencia v rámci ± 0,2 Hz. Aby ste zasiahli tieto štandardy, niektoré transformátory veterného výkonu majú na - načítanie kohútikov. Upravujú výstupné napätie v reálnom čase, keď sa mriežka mení, takže elektrina vchádza do stajne mriežky.
Navyše, jadro a vinutia transformátora sú špeciálne navrhnuté na potlačenie harmonického prenosu. To znižuje vysoký - objednávajte harmonické, že turbína robí z pokazenia mriežky. Takže elektrina tečúca do mriežky zostáva dobrá kvalita.
II. Jedinečné vlastnosti transformátorov v systémoch veternej energie
1. Robustný dizajn pre extrémne prostredie
Veterné farmy sú zvyčajne na odľahlých miestach - divočiny, plošiny, pobrežie, dokonca vonku na mori. Tvrdé prostredie, takže transformátory musia byť tiež ťažké.
Pobrežné alebo pobrežné oblasti? Vietor v ňom má soľný sprej. Takže kryty transformátorov a chladiace systémy musia byť 316 z nehrdzavejúcej ocele - super korózia - odolné. Vnútorné izolačné časti? Potrebujú špeciálny anti - ošetrenie soli, inak by chloridové ióny rýchlo zničili zariadenie. Vysoké - nadmorská výška alebo chladné plochy? Nízke tempy spôsobujú, že izolačný olej hrubý, ťažko prietok. Transformátory teda potrebujú vykurovacie zariadenia, aby fungovali v chladu. Púšte? Veľa piesku a prachu môžu upchávať chladiace kanály, takže vybavenie potrebuje poťahy na prach a dobré vzduchové filtre. A veterné turbíny vibrujú, keď spustia -, že vibrácie sa dostanú do transformátora. Preto sú vinutia pevné a medzi jadrom a krytom sú nárazy -. Zastaví sa časom uvoľňovania častí.
2. Dynamické charakteristiky zhodujúceho výkonnosť turbíny
Veterná energia je nestabilná, takže výstupný výkon turbíny veľa preskočí. To znamená, že transformátory musia zvládnuť všetky druhy zmien zaťaženia. Keď rýchlosť vetra náhle prejde hodnotou hodnoty - ako náraz -, výstup turbíny môže zasiahnuť 1,2-1,5-násobok hodnoteného výkonu. V tom okamihu musí transformátor veternej energie zvládnuť toto preťaženie viac ako 2 hodiny bez zakopnutia z vysokého prúdu.
Keď je nízka veterná, turbína by mohla dlhú dobu bežať pod 30% menovité zaťaženie. Dokonca aj vtedy musí transformátor zostať efektívny - nad 98% v priebehu 20% - 100% zaťaženia. Nie „Používanie veľkého koňa na vytiahnutie malého vozíka“, ktorý by zbytočne strácal energiu. Pre premennú - rýchlostné turbíny s prevodníkmi musia transformátory zvládnuť vysoké - frekvenčné zmeny aj v aktuálnych tvaroch vlny. Ich jadrá väčšinou používajú kremíkové listy s nízkou stratou (napríklad 30Q130) na zníženie strát pri behu pri vysokých frekvenciách.
3. Integrovaná a inteligentná vhodná konfigurácia
Veterné farmy sú zvyčajne rozložené a ďaleko od všetkého. Ak chcete uľahčiť inštaláciu lokality -, transformátory veterných výkonov často používajú integrované rozloženie. PAD - namontované transformátory sú dobrým príkladom: balia samotný transformátor, vysoké - napätia a nízke - riadiace skrinky napätia do jedného zapečateného poľa. Nie je potrebné samostatnú spínačovú miestnosť, uľahčuje inštaláciu.
A inteligencia? Veľká funkcia. Mnoho transformátorov má teplotné senzory, monitory hladiny oleja a inteligentné terminály. Zhromažďujú skutočné - časové údaje - ako horná teplota oleja, izolačný odpor, načítanie prúdu - a pošlú ich do monitorovacieho systému veternej farmy. Pracovníci môžu skontrolovať vybavenie z diaľky. Ak je niečo vypnuté - ako olejová teplota nad 85 stupňov - Systém začína automaticky chladiace ventilátory. Ak hladina oleja čudne klesne, okamžite sa alarm a zamkne výstup turbíny, aby sa zabránilo rozbitiu vybavenia.
4. Rôzne štrukturálne formy
Ktorý transformátor, ktorý si vyberiete, závisí od kapacity veternej farmy, usporiadania a toho, ako sa pripája k mriežke. Každá turbína zvyčajne dostáva zodpovedajúcu podložku - namontovaným transformátorom - Páči sa mi 3MW párov turbíny s MOUNT 3,3MVA -. Je nainštalovaný na spodnej časti veže alebo v blízkosti, skutočný kompaktný.
V zberných linkách, kde sa elektrina z viacerých turbín zoskupuje na druhú podporu, používame krokový krok - UP Transformers. Väčšina z nich sú tri - fázové dvojité - vinuté, s kapacitou na základe celkového výkonu linky. Páči sa mi 10 jednotiek 3MW turbín? Transformátor 35MVA pracuje. Na pobrežných veterných farmách? Nie je to veľa miesta, takže transformátory sú menšie. Väčšinou používajú chladenie vody namiesto vzduchu na manipuláciu s vysokou vlhkosťou a soľným sprejom.
III. Zhrnutie
V systémoch veternej energie sú transformátory ako „efektívny kanál“ pre energiu, „ochrannú bariéru“ pre vybavenie a „Guardian“ stability mriežky, všetko v jednom. Robia viac ako len menia napätie - Musia zvládnuť vzostupy a poklesy veternej energie, ťažké prostredie a spĺňať prísne štandardy mriežky. Keď sa veterná energia zväčšuje (turbíny nad 15 MW) a ide ďalej na mori, transformátory sa budú zlepšovať: efektívnejšie, inteligentnejšie a tvrdšie proti extrémnym podmienkam. Budú podporovať rast čistej energie, nepochybne