ELECTRIC, WITH AN EDGE
L’énergie solaire solaire est une forme importante d’utilisation de l’énergie solaire et est une forme de production d’électricité qui utilise des cellules solaires pour convertir l’énergie solaire en énergie électrique. Comme l’énergie solaire solaire n’est pas limitée par les ressources énergétiques, les matières premières et l’environnement d’application, et qu’elle est verte et respectueuse de l’environnement, elle a une large perspective de développement et est l’une des technologies d’énergie renouvelable que les pays s’efforcent actuellement de développer. Dans les systèmes d’alimentation solaire connectés au réseau, les transformateurs sont naturellement essentiels en tant qu’équipement de conversion intermédiaire.
À l’heure actuelle, les principaux types de transformateurs de puissance sola sont les transformateurs de puissance sola à isolation époxy de la série SC de niveau de tension 10 et 35 kV, qui peuvent être grossièrement divisés en transformateurs de puissance sola à double enroulement et en transformateurs de puissance sola à double division. transformateurs, dont la sélection est décrite dans cet article.
La structure du transformateur de puissance sola à double enroulement pour l’alimentation sola est illustrée à la figure 1. Il n’y a pas de différences majeures entre ce type de transformateur de puissance sola à double enroulement et le transformateur de puissance sola de distribution traditionnel en termes de conception d’enroulement de produit, de technologie et fabrication, la différence étant que le premier est un transformateur élévateur.
En fonction de la tension de sortie nominale de l’onduleur et de la tension connectée au réseau, un ensemble d’onduleurs est généralement connecté au transformateur de puissance sola à double enroulement correspondant.
Compte tenu du fait que le fonctionnement normal de l’onduleur PV ne permet pas la mise à la terre du point neutre du transformateur de puissance sola et la présence de contenu harmonique, le groupe de couplage du transformateur de puissance sola à double enroulement pour la puissance sola est nécessaire être généralement Dy11.
Ces dernières années, l’utilisation de transformateurs séparés s’est accrue afin de limiter les courants de court-circuit et d’économiser les investissements en capital. Un transformateur divisé est un transformateur dans lequel l’un des enroulements (généralement l’enroulement basse tension) est divisé en plusieurs branches qui ne sont pas connectées électriquement les unes au-dessus et au-dessous de l’autre.
L’utilisation de transformateurs à double division est courante dans les projets d’énergie sola, c’est-à-dire que deux groupes d’onduleurs séparés sont connectés à deux branches de l’enroulement à double division, qui peuvent fonctionner séparément ou simultanément.
Compte tenu de la composante harmonique du système d’onduleur, le groupe de connexion du transformateur de puissance sola pour la puissance sola bifurquée est généralement choisi comme D, y11y11 ou Y, d11d11.
À l’heure actuelle, les transformateurs de puissance sola bifurqués peuvent être divisés en structures bifurquées axiales, bifurquées en amplitude et bifurquées spéciales en fonction de leur structure.
La structure d’un transformateur de puissance sola à bifurcation axiale est illustrée à la figure 2.
L’enroulement basse tension est constitué de deux branches réparties axialement sur une même colonne de noyau, il n’y a pas de connexion électrique entre les branches de l’enroulement divisé, mais il y a une connexion magnétique, le degré de connexion dépend de la structure du transformateur [2 ], cet enroulement basse tension de structure peut être transformé en une structure en feuille ou une structure bobinée.
L’enroulement haute tension est également constitué de deux branches en parallèle avec l’enroulement basse tension correspondant.
Habituellement, la capacité nominale et la tension nominale des deux enroulements de branche sont les mêmes, les spécifications du conducteur, la géométrie et la disposition interne de chaque enroulement de branche sont fondamentalement les mêmes, et la capacité des deux branches combinées est égale à la capacité totale du transformateur .
Le transformateur de puissance sola à bifurcation axiale présente de bonnes caractéristiques de fonctionnement à la fois en fonctionnement traversant et semi-traversant en raison de sa structure complètement symétrique et de la distribution uniforme des fuites magnétiques.
Dans le même temps, l’impédance élevée entre les deux branches séparées axialement indépendantes réduit efficacement le courant de court-circuit dans les deux systèmes, de sorte que même si une branche tombe en panne, l’autre branche peut toujours fonctionner normalement.
Cependant, l’enroulement haute tension de cette structure est constitué de deux enroulements connectés en parallèle, ce qui entraîne inévitablement une augmentation du nombre de spires de l’enroulement haute tension d’un facteur un par rapport aux produits conventionnels, alors que la section des fils n’est que de 1/2. celle des produits conventionnels.
Si l’utilisateur choisit un transformateur de puissance sola à double division avec un niveau de tension de 35 kV et un enroulement haute tension connecté en D, cela entraînera certainement des difficultés dans le processus d’enroulement de l’enroulement haute tension, une faible efficacité de production et, dans une certaine mesure, le sécurité et fiabilité du transformateur de puissance sola, en tenant compte de la nécessité de contrôler la quantité de décharge de produit.
De plus, les enroulements basse tension sont disposés de haut en bas et l’augmentation de température de l’enroulement supérieur est nettement supérieure à celle de l’enroulement inférieur en raison de la convection de l’air. Les résultats des tests montrent que la différence de température entre les enroulements basse tension supérieur et inférieur du prototype de transformateur de puissance sola à division axiale est de près de 20 K. Par conséquent, lors de la conception et de la fabrication du transformateur de puissance sola à bifurcation axiale conventionnel, il est nécessaire de renforcer l’étalonnage de l’échauffement et du choix des matériaux d’isolation.
La structure de transformateur de puissance sola à amplitude bifurquée couramment utilisée est illustrée à la figure 3.
L’enroulement basse tension se compose de deux branches réparties dans le sens de l’amplitude, qui sont généralement transformées en une structure bobinée en raison de leurs particularités structurelles; l’enroulement haute tension est un enroulement unique dans son ensemble. L’enroulement haute tension d’un transformateur de puissance sola à double division est un enroulement unique.
Le nombre de tours et la section des fils dans cette structure sont sélectionnés comme normaux, de sorte que le processus d’enroulement et l’efficacité de l’enroulement haute tension dans cette structure sont nettement meilleurs que dans la structure bifurquée axiale.
En raison de la symétrie presque complète de cette structure, il existe un bon équilibre sécurité-virage dans les opérations de déplacement et de semi-déplacement.
De plus, l’élévation de température des enroulements basse tension divisés en amplitude est plus uniforme.
Cependant, ce type d’enroulement basse tension de transformateur de puissance sola bifurqué est divisé dans le sens de l’amplitude, l’impédance de division entre les deux enroulements basse tension est faible et la capacité de couplage est grande, ce qui augmente l’interférence entre les deux divisions basse tension enroulements et affecte la qualité de la puissance de sortie et la fiabilité de fonctionnement des composants concernés de l’onduleur.
La structure du transformateur de puissance sola spécial à double division est illustrée à la figure 4. L’enroulement basse tension de ce type de transformateur de puissance sola bifurqué est une structure bifurquée axiale, qui peut être transformée en une feuille ou une structure bobinée ; l’enroulement haute tension est un enroulement unique dans son ensemble.
La structure bifurquée spéciale combine la structure bifurquée axiale et la structure bifurquée d’amplitude, qui est une structure bifurquée plutôt spéciale.
La structure spéciale à double division résout à la fois les défauts de l’enroulement basse tension divisé en amplitude et de nombreux problèmes de l’enroulement haute tension à double division axiale, et elle réduit le coût du produit et améliore l’efficacité de l’enroulement de l’enroulement, ce qui semble être idéal.
Cependant, en fonctionnement réel, en raison d’influences environnementales ou de conditions de défaut de l’onduleur, le côté entrée du transformateur photovoltaïque n’est pas symétrique vers le haut et vers le bas, un fonctionnement asymétrique se produit, ou même un fonctionnement à demi-croisement (c’est-à-dire un enroulement divisé d’une branche vers le fonctionnement de l’enroulement haute tension ).
Dans ce cas, les enroulements haute et basse tension présentent un déséquilibre ampère-tour plus grave, ce qui entraîne une grande quantité de fuite magnétique à l’extrémité de l’enroulement basse tension et une génération de chaleur importante à l’extrémité de l’enroulement basse tension, donc cette solution présente également un plus grand risque.
L’enroulement d’un transformateur de puissance sola pour une alimentation sola connectée au réseau est principalement divisé en une structure à double enroulement et une structure à double division. Parmi eux, le double enroulement est un transformateur élévateur, dont la structure n’est pas très différente du transformateur de puissance sola de distribution traditionnel dans le processus de conception et de production, et est généralement sélectionné comme D,y11. tandis que le transformateur de puissance PV sola à double division doit prêter attention aux points suivants.
a) Afin d’assurer la qualité de l’alimentation et la fiabilité du fonctionnement des composants concernés, l’impédance divisée des deux enroulements basse tension ne doit pas être trop faible ; il existe une grande différence de température entre les enroulements basse tension supérieur et inférieur pendant le fonctionnement d’un transformateur à division axiale, et il convient de prêter attention à l’élévation de température et au choix des matériaux d’isolation.
Pour les transformateurs de puissance sola bifurqués de classes haute tension telles que 35 kV, l’utilisation de groupes de couplage Y, d11d11 est recommandée ; les transformateurs de puissance sola bifurqués spéciaux présentant de gros défauts de fonctionnement semi-croissant ne sont en principe pas recommandés.
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