Muuntajien rooli ja ominaisuudet tuulivoimajärjestelmissä
Tuulivoimajärjestelmässä muuntajat ovat aika mielenkiintoisia, tiedätkö? Ne eivät sekoita suoraan tuulienergiaa, mutta ihminen, et todellakaan voi tehdä ilman niitä, kun kyse on sähkön siirtämisestä, ruudukon kiinnittämisestä ja asioiden pitämisestä turvassa. Katso, jokainen askel sähköstä, joka tulee ulos niistä kehruutuuliturbiinin teristä saadakseen sen vakaasti päätehokkoon - muuntajat ovat siellä, toimivat tarkasti. Kuinka ne on suunniteltu ja kuinka hyvin he suorittavat? Se vaikuttaa suoraan siihen, voiko koko tuulivoimajärjestelmä toimia oikein ja tehokkaasti.
I. Muuntajien ydinrooli tuulivoimajärjestelmissä
1. Jännitransuuntaus: Tehokkaan kanavan rakentaminen energiansiirtoon
Tuuliturbiinit laittavat yleensä melko alhaiset jännitteet. Kuten kaksinkertaisesti - Fed -induktiogeneraattorin staattori? Noin 690 V. Suora - Aja pysyviä magneettigeneraattoreita on hiukan korkeampi, mutta silti vain välillä 400 - 800V. Kokeile siirtää kyseinen matala jännite pitkillä etäisyyksillä, ja virta on aivan liian korkealla, menetät tonnin sähköä linjoissa. Se on kuin vesi, joka virtaa pienen putken läpi, kokonaisjätteet.
Siellä tyyny - asennettu muuntaja (kutsumme 'em "tuulivoimamuuntajiksi" teollisuudessa) turbiinin vieressä tulee. Se astuu, että matala jännite keskipitkäksi - yleensä 10 kV tai 35kv - ja se vähentää siirtotappioita paljon. Kun sähkön joukosta turbiineja kerätään linjojen läpi, tuulipuiston askeleen päämuuntaja - ylöspäin asemaa ottaa haltuunsa. Se lisää keskijännitettä korkeaan -, kuten 110KV tai 220KV -, jotta se voi muodostaa yhteyden pääverkoon. Otetaan esimerkiksi 50 MW: n tuulipuisto: näiden kahden lisäyksen avulla menetät yli 80% vähemmän sähköä kuin jos juuri lähetit matalan jännitteen suoraan läpi. Tällä tavoin jokainen energiaa käytetään siellä, missä sillä on merkitystä.
2. Sähköinen eristäminen: Suojaesteen rakentaminen laitteiden turvallisuudelle
Tuuliturbiinien ja ruudukon väliset sähkömagneettiset tavarat ovat melko monimutkaisia. Ruudukon jännite vaihtelee, siellä on harmonisia häiriöitä - kaikki, mikä voi sekoittaa turbiinin kanssa. Ja kun turbiinin voima muuttuu yhtäkkiä, kuten kun puuska osuu? Se voi myös heittää ruudukon tasapainon. Muuntajan sähköinen eristys on kuin näkymätön seinä. Se liikuttaa sähköä magneettisen kytkemisen läpi käämien, ei suorien johtojen välillä, joten se katkaisee turbiinin ja ruudukon välisen tasavirtapiirin ja estää joitain harmonisia.
Kuten, jos ruudukko yhtäkkiä lyhyt - piirit, muuntaja voi estää vikavirran saavuttamasta turbiinia. Muutoin tuo korkea virta paistaa turbiinia helpoksi. Kosteassa offshore -tuulipuistoissa tämä eristys vähentää myös maavirheiden vaikutusta laitteisiin, vähentää eristysmahdollisuuksia hajoamisen - pitää koko järjestelmän sujuvana.
3. Tehon laadun säätely: Vakaan ja luotettavan ruudukkoyhteyden varmistaminen
Tuulienergia on kaikkialla paikassa - tulee ja menee, vahvistuu tai heikompi. Joten turbiinin jännite ja taajuus vaihtelevat tuulen kanssa. Pienet vaihtelut, varmasti, mutta ruudukon tiukka tulevan tehon suhteen: Jännitteen on pysyttävä ± 5%: n sisällä, taajuus ± 0,2Hz: n sisällä. Jotta näihin standardeihin pääsee, joillakin tuulivoiman muuntajilla on - lataushanavavaihtimet. Ne säätävät lähtöjännitettä reaaliajassa, kun ruudukko muuttuu pitäen sähköä menossa verkkoon.
Lisäksi muuntajan ydin ja käämitys on suunniteltu erityisesti harmonisen siirron tukahduttamiseen. Se katkaisee korkean - tilauksen harmoniset harmonikat, jotka turbiini tekee ruudukon sekoittamisesta. Joten verkkoon virtaava sähkö pysyy hyvänä.
II. Tuulivoimajärjestelmien muuntajien ainutlaatuiset ominaisuudet
1. Karkea muotoilu äärimmäisissä ympäristöissä
Tuulipuistot ovat yleensä syrjäisissä paikoissa - erämaa, tasangot, rannikot, jopa merellä. Kova ympäristö, joten myös muuntajien on oltava kovia.
Offshore- tai rannikkoalueet? Tuulissa on suolasuihke. Joten muuntajan koteloiden ja jäähdytysjärjestelmien on oltava 316 ruostumatonta terästä - superkorroosio - kestävä. Insulation Octs? He tarvitsevat erityistä anti - suolakäsittelyä, muuten kloridi -ionit hylkäsivät laitteet nopeasti. Korkea - korkeus tai kylmät alueet? Matalat lämpötilat tekevät eristävästä öljystä paksun, vaikeaa virtata. Joten muuntajat tarvitsevat lämmityslaitteita työskentelemään kylmässä. Aavikot? Paljon hiekkaa ja pölyä voi tukkia jäähdytyskanavia, joten laitteet tarvitsevat pölypeitteitä ja hyviä ilmansuodattimia. Ja tuuliturbiinit värähtelevät, kun ne juoksevat -, että värähtely pääsee muuntajaan. Siksi käämitykset ovat tiukkoja, ja ytimen ja kotelon välillä on shokki - absorboivia tyynyjä. Pysäyttää osien löystymisen ajan myötä.
14. Dynaaminen suorituskyvyn vastaavat turbiinin ominaisuudet
Tuulienergian epävakaa, joten turbiinin lähtöteho hyppää paljon. Tämä tarkoittaa, että muuntajien on käsiteltävä kaikenlaisia kuormitusmuutoksia. Kun tuulen nopeus menee yhtäkkiä nimellisarvoon -, kuten puuska -, turbiinin lähtö saattaa osua 1,2-1,5-kertaisesti nimellisvirtaan. Tuolloin tuulivoimamuuntajan on käsiteltävä sitä ylikuormitusta yli 2 tunnin ajan kompastumatta korkeasta virrasta.
Kun tuuli on alhainen, turbiini voi kulkea alle 30% nimelliskuormasta pitkään. Silloinkin muuntajan on pysyttävä tehokkaana - yli 98% 20%: lla - 100%. Ei "suuren hevosen käyttäminen pienen kärryn vetämiseen" täällä, joka tuhlasi energiaa. Muuttuja - nopeusturbiinit muuntajien kanssa muuntajien on käsiteltävä korkea - taajuusmuutoksia myös nykyisissä aaltomuodoissa. Niiden ytimet käyttävät enimmäkseen vähäistä piisiteräslevyjä (kuten 30q130) vähentääkseen häviöitä korkeilla taajuuksilla käydyssä.
3. integroitu ja älykäs kätevä kokoonpano
Tuulipuistot ovat yleensä hajautettuja ja kaukana kaikesta. Tuulivoiman muuntajat käyttävät usein integroitua asettelua. PAD - Asennetut muuntajat ovat hyvä esimerkki: ne pakata itse muuntaja, korkea - jännitekytkimet ja matala - jännitteenohjauskaapit yhdeksi suljetulle ruutuun. Ei tarvitse erillistä kytkinhuonetta, mikä tekee asennuksesta yksinkertaisemman.
Ja älykkyys? Iso ominaisuus. Monilla muuntajilla on lämpötila -anturit, öljytason näytöt ja älykkäät päätteet. He keräävät todellisia - aikatietoja -, kuten öljyn ylälämpötila, eristysvastus, kuormitusvirta - ja lähettävät sen tuulipuiston valvontajärjestelmään. Työntekijät voivat tarkistaa laitteet kaukaa. Jos jokin on pois päältä -, kuten öljylämpötila yli 85 asteen -, järjestelmä aloittaa jäähdytyspuhaltimet automaattisesti. Jos öljytaso putoaa omituisesti, se hälyttää heti ja lukitsee turbiinin lähdön laitteiden rikkomisesta.
4. Monimuotoiset rakennemuodot
Mikä muuntaja valitset riippuu tuulipuiston kapasiteetista, asettelusta ja siitä, miten se yhdistyy verkkoon. Jokainen turbiini saa yleensä vastaavan tyynyn - asennettu muuntaja -, kuten 3MW -turbiiniparit, joissa on 3,3MVA -tyyny - -kiinnitys. Se on asennettu tornin tai lähistöllä, todellinen kompakti.
Keräyslinjoissa, joissa sähköä useista turbiineista ryhmittyy toiseen lisäykseen, käytämme keräyslinjaa - ylös muuntajia. Useimmat ovat kolme - vaiheittaista - käämitys, kapasiteetti linjan kokonaistehon perusteella. Kuten 10 yksikköä 3MW turbiineja? 35MVA -muuntaja toimii. Offshore -tuulipuistot? Ei paljon tilaa, joten muuntajat ovat pienempiä. He käyttävät enimmäkseen vesijäähdytystä ilman sijasta korkean kosteuden ja suolahuihkun käsittelemiseen.
III. Yhteenveto
Tuulivoimajärjestelmissä muuntajat ovat kuin "tehokas kanava" energialle, laitteiden "suojaeste" ja ruudukon stabiilisuuden "huoltaja" yhdessä. He tekevät muutakin kuin vain vaihtavat jännitettä -, heidän on käsiteltävä Wind Energyn ylä- ja alamäkiä, kovia ympäristöjä ja täytettävä tiukat ruudukkostandardit. Kun tuulivoima kasvaa (yli 15MW: n turbiinit) ja menee kauemmas merelle, muuntajat paranevat jatkuvasti: tehokkaampi, älykkäämpiä, kovempia äärimmäisiä olosuhteita vastaan. He tukevat jatkuvasti puhtaan energian kasvua, epäilemättä