Transformatorių vaidmuo ir savybės vėjo energijos sistemose
Vėjo energijos sistemoje transformatoriai yra gana įdomūs, žinote? Jie tiesiogiai nesikiša į vėjo energiją, bet žmogau, jūs tikrai negalite išsiversti be jų, kai reikia perduoti elektrą, užsikabinti prie tinklo ir saugoti daiktus. Žr. Kiekvieną žingsnį nuo elektros energijos, kuri atsiranda iš besisukančių vėjo turbinų peiliukų, kad ji stabiliai patektų į pagrindinį elektros tinklą - transformatoriai, kurie tiksliai veikia. Kaip jie suprojektuoti ir kaip gerai jie veikia? Tai daro tiesioginę įtaką tam, ar visa vėjo energijos sistema gali veikti tinkamai ir efektyviai.
I. Pagrindinis transformatorių vaidmuo vėjo energijos sistemose
1. Įtampos transformacija: efektyvaus energijos perdavimo kanalo kūrimas
Vėjo turbinos paprastai išskiria gana žemą įtampą. Kaip, dvigubai -, maitinamo indukcinio generatoriaus, statorius? Apie 690 V. Tiesioginiai - disko nuolatiniai magnetų generatoriai yra šiek tiek didesni, tačiau vis tiek tik tarp 400 - 800 V. Pabandykite perduoti tą žemą įtampą dideliais atstumais, o srovė tampa per daug aukšta, kad prarandate toną elektros energijos linijose. Tai tarsi vanduo, tekantis per mažą vamzdį, bendrą atliekų.
Štai čia esančiame šalia turbinos, esančiame šalia turbinos, mes vadiname juos „vėjo jėgainių transformatoriais“). Kai elektra iš krūvos turbinų bus surinkta per linijas, pagrindinis vėjo jėgainių koeficiento transformatorius -} UP stoties perima. Tai padidina vidutinės įtampą iki aukštos -, pavyzdžiui, 110 kV arba 220 kV -, kad jis galėtų prisijungti prie pagrindinio tinklelio. Paimkite, pavyzdžiui, 50MW vėjo jėgainių parką: naudodamiesi šiais dviem padidinimais, jūs prarandate daugiau nei 80% mažiau elektros energijos nei tuo atveju, jei ką tik išsiuntėte žemą įtampą tiesiai. Tokiu būdu kiekviena energija naudojama ten, kur ji yra svarbi.
2. Elektros izoliacija: Apsauginės įrangos saugos barjero kūrimas
Elektromagnetiniai daiktai tarp vėjo jėgainių ir tinklelio yra gana sudėtingi. Tinklo įtampa svyruoja, yra harmoninių trukdžių - viskas, kas gali sujaukti turbina. O kai turbinos galia staiga pasikeičia, pavyzdžiui, kai užklupo gūsis? Tai taip pat gali išmesti tinklelį. Transformatoriaus elektrinė izoliacija yra tarsi nematoma siena. Jis judina elektrą per magnetinį sujungimą tarp apvijų, o ne tiesioginius laidus, todėl nutraukia nuolatinės srovės grandinę tarp turbinos ir tinklelio ir blokuoja tam tikrą harmoniką.
Kaip, jei tinklelis staiga trumpa - grandinės, transformatorius gali užblokuoti tą gedimo srovę, kad pasiektų turbiną. Priešingu atveju ta didelė srovė lengvai keps turbiną. Drėgnų vėjo jėgainių parkuose ši izoliacija taip pat sumažina žemės gedimų poveikį įrangai, sumažina tikimybę, kad izoliacija suskaidys -, visa sistema veikia sklandžiai.
3. Galios kokybės reguliavimas: stabilios ir patikimo tinklo jungties užtikrinimas
Vėjo energija yra visur - ateina ir eina, tampa stipresnis ar silpnesnis. Taigi turbinos įtampa ir dažnis svyruoja su vėju. Maži svyravimai, be abejo, tačiau griežta tinklelio įeinanti galia: įtampa turi išlikti ± 5%, dažnis - ± 0,2Hz. Norėdami paspausti tuos standartus, kai kurie vėjo jėgainių transformatoriai turi - įkėlimo keitiklių keitiklius. Jie realiuoju laiku sureguliuoja išėjimo įtampą, kai keičiasi tinklelis, išlaikant elektros energiją į tinklo stabilumą.
Be to, transformatoriaus šerdis ir apvijos yra specialiai sukurtos pritvirtinti harmoninę transmisiją. Tai sumažina aukštą - „Harmonics“ užsakymo harmoniką, kurią sukuria sujungianti tinklą. Taigi į tinklą tekanti elektra išlieka geros kokybės.
Ii. Unikalios transformatorių charakteristikos vėjo energijos sistemose
1. Tvirtas dizainas ekstremalioms aplinkoms
Vėjo jėgainės paprastai būna atokiose vietose - dykumoje, plokščiakalniuose, pakrantėse, net jūroje. Sunki aplinka, todėl transformatoriai taip pat turi būti tvirti.
Jūroje ar pakrančių teritorijose? Jame vėjas gavo druskos purškalą. Taigi transformatorių gaubtai ir aušinimo sistemos turi būti 316 nerūdijančio plieno - super korozija - atsparus. Vidinės izoliacijos dalys? Jiems reikalingas specialus anti - druskos purškimo apdorojimas, kitaip chlorido jonai greitai sugadintų įrangą. Aukštas - aukščio ar šaltų vietų? Dėl žemų tempų izoliacinis aliejus yra storas, sunkiai tekantis. Taigi transformatoriams reikia šildymo įtaisų, kad jie veiktų šaltyje. Dykumos? Daugybė smėlio ir dulkių gali užkimšti aušinimo kanalus, todėl įrangai reikia dulkių dangčių ir gerų oro filtrų. Ir vėjo turbinos vibruoja, kai veikia -, kad vibracija patenka į transformatorių. Štai kodėl apvijos yra sandarios, ir yra šokas - sugeriančių trinkelių tarp šerdies ir gaubto. Laikui bėgant sustabdo dalis atsipalaiduoti.
2. Dinaminės našumo atitikimo turbinos charakteristikos
„Wind Energy“ nestabilus, todėl turbinos išėjimo galia daug šokinėja. Tai reiškia, kad transformatoriams reikia tvarkyti visų rūšių apkrovos pakeitimus. Kai vėjo greitis staiga peržengia vardinę vertę - kaip gūsis -, turbinos išvestis gali pasiekti 1,2–1,5 karto didesnę nei įvertinta galia. Tuo metu vėjo jėgainės transformatorius turi valdyti tą perkrovą daugiau nei 2 valandas, nesikišdamas į didelę srovę.
Kai vėjas yra žemas, turbina ilgą laiką gali būti mažesnė nei 30% reitingo apkrovos. Net tada transformatorius turi išlikti efektyvus - daugiau nei 98% per 20% - 100% apkrovos. Jokio „Naudojant didelį arklį mažam vežimėliui ištraukti“, tai sunaudotų energiją. Kintamajam - greičio turbinos su keitikliais, transformatoriai taip pat turi valdyti aukštus - dažnio pokyčius ir dabartines bangos formas. Jų šerdyse dažniausiai naudojami mažų nuostolių silicio plieno lakštai (pvz., 30Q130), kad sumažintų nuostolius, kai veikia aukštais dažniais.
3. Integruota ir intelektuali patogi konfigūracija
Vėjo jėgainės paprastai yra paskirstomos ir toli nuo visko. Norėdami lengviau atlikti - svetainės diegimą, vėjo jėgainių transformatoriai dažnai naudoja integruotą išdėstymą. PAD - pritvirtinti transformatoriai yra geras pavyzdys: jie supakuoja patį transformatorių, aukštai - įtampos jungiklius ir žemus - įtampos valdymo spinteles į vieną uždarą dėžę. Nereikia atskiro perjungimo, todėl montavimas yra paprastesnis.
O intelektas? Didelė savybė. Daugybė transformatorių turi temperatūros jutiklius, alyvos lygio monitorius ir išmaniuosius gnybtus. Jie renka tikrus - laiko duomenis -, pavyzdžiui, viršutinė alyvos temp, atsparumas izoliacijai, apkrovos srovė - ir nusiųskite jį į vėjo jėgainių stebėjimo sistemą. Darbuotojai gali patikrinti įrangos iš tolo. Jei kažkas išjungtas -, pavyzdžiui, alyvos temp, didesnis nei 85 laipsnis -, sistema pradeda automatiškai aušinti ventiliatorius. Jei aliejaus lygis krinta keistai, jis iškart nerimą kelia ir užfiksuoja turbinos išvestį, kad įranga nenutrūktų.
4. Įvairios struktūrinės formos
Kuris jūsų pasirinktas transformatorius priklauso nuo vėjo jėgainės talpos, išdėstymo ir nuo to, kaip jis jungiasi su tinkleliu. Kiekviena turbina paprastai gauna atitinkamą padėklą - pritvirtintą transformatorių - kaip 3MW turbinų poros su 3,3mva padėkliuku -. Jis sumontuotas bokšto ar netoliese esančio, tikro kompaktiško.
Surinkimo linijose, kai elektros energija iš kelių turbinų yra sugrupuojama dėl antrojo padidinimo, mes naudojame kolekcijos linijos žingsnį - aukštyn transformatoriais. Dauguma yra trys - fazė dviguba - vingiuotos, o talpa pagrįsta bendrą linijos galią. Kaip 10 vienetų 3MW turbinų? Veikia 35MVA transformatorius. Jūros vėjo jėgainių parkai? Nedaug vietos, todėl transformatoriai yra mažesni. Jie dažniausiai naudoja vandens aušinimą vietoj oro, kad galėtų valdyti didelę drėgmę ir druskos purškalą.
Iii. Santrauka
Vėjo jėgainių sistemose transformatoriai yra tarsi „efektyvus energijos kanalas“, „apsauginis barjeras“ įrangai ir tinklo stabilumo „globėjas“, visi - viename. Jie ne tik keičia įtampą -, jie turi tvarkyti vėjo energijos pakilimus ir nuosmukius, sunkią aplinką ir atitikti griežtus tinklelio standartus. Kai vėjo jėga tampa didesnė (turbinos virš 15 MW) ir eina toliau į jūrą, transformatoriai vis gerėja: efektyvesni, protingesni, griežtesni nuo ekstremalių sąlygų. Jie ir toliau palaikys „Clean Energy“ augimą, be abejo