ELECTRIC, WITH AN EDGE
La energía solar es una fuente de energía limpia y renovable y es la fuente de energía más limpia, segura y confiable del futuro. La generación de energía fotovoltaica es un uso eficiente de la energía solar. En este artículo, se explican los diferentes tipos de transformadores solares, incluidos los transformadores elevadores, transformadores reductores, transformadores de distribución, subestaciones, tipo pedestal y puesta a tierra, transformadores de tipo seco, etc., que se utilizan principalmente en las plantas de energía solar. en detalle.
Daelim es un fabricante de transformadores con muchas certificaciones como IEEE, ANSI, ECI, CSA, C.57, DOE y decenas de patentes.
Daelim también ha suministrado soluciones de transformadores a docenas de plantas de energía solar. Con esta experiencia, Daelim ofrece transformadores para plantas fotovoltaicas de grandes capacidades, muchas ramas de baja tensión, altos límites de temperatura, compacidad, alta integración secundaria y facilidad de instalación y uso, que se utilizan en un gran número de aplicaciones en la energía fotovoltaica. sector de generación.
Transformadores DAELIM para aplicación en Sistemas de Generación de Energía Fotovoltaica Distribuida (DPV) También conocida como Energía Solar.
Dentro de los sistemas de generación de energía DPV, la electricidad se produce a través de la conversión de la radiación solar en electricidad de corriente continua (CC) con semiconductores que muestran el efecto fotovoltaico (PV).
La generación de energía fotovoltaica se basa en paneles solares compuestos por una matriz de módulos fotovoltaicos (células) que contienen el material fotovoltaico. Por lo general, está compuesto de silicio.
El módulo fotovoltaico puede producir un voltaje de hasta 1100 V (CC).
El voltaje de CC resultante se transforma en voltaje de CA trifásico mediante el uso de un inversor trifásico.
Luego, el inversor se conecta a un DPV al transformador inversor del sistema para facilitar la distribución de la electricidad de corriente alterna (CA).
Desde techos para viviendas residenciales hasta aplicaciones industriales y comerciales y plantas de energía de grado de servicios públicos, los transformadores de distribución solar adecuados de DAELIM se combinan específicamente con inversores solares de varios tamaños y sus funciones.
1. El fluido dieléctrico FR3 ofrece la seguridad contra incendios, la confiabilidad del equipo y una vida útil prevista muy superior a la de un transformador de aceite mineral tradicional, lo que lo convierte en un componente crucial de las soluciones de recursos de energía distribuida (DER) del equilibrio del sistema (BOS).
2. Transformadores diseñados a medida que están optimizados para perfiles de carga específicos, requisitos de impedancia y conexiones únicas o múltiples del inversor
3. Más capacidad de sobrecarga que la placa de identificación, sin pérdida de aislamiento
4. Complementa completamente las soluciones solares y de energía balanceada del sistema (BOS), incluidos combinadores de CC y CA, interruptores de desconexión, fusibles y recombinadores de CA. Interruptores tipo pedestal, reconectadores montados en polos capacitores, interruptores de aire y una gama completa de servicios
* Basado en la clasificación de salida del inversor, los diagramas de carga y los armónicos, los patrones climáticos y las condiciones de servicio inusuales
* Diseñado específicamente para que el transformador inversor funcione con la forma de voltaje de pulso de los inversores
* La operación del inversor no depende del grupo de vectores como Dy1, Dy5 y Dy11
* No hay requisito de neutral en el lado primario de LV
* El punto neutro está aislado en el lado secundario del transformador HV
* Recomendación de instalar ES entre los devanados primario y secundario para limitar la posibilidad de transmisión de perturbaciones de alta frecuencia (armónicos o sobretensiones, pulsos, etc.)) del devanado primario al secundario
* Los devanados normalmente conectados a circuitos inversores no están redondeados.
DAELIM cumple completamente con la Guía IEEE C57.159 (2016) para la aplicación en sistemas de generación de energía DPV.
* Paneles solares disponibles en varias configuraciones para adaptarse a las conexiones y rendimientos típicos del inversor
*Solar-pads disponibles en varias configuraciones para acomodar el inversor típico
conexiones y actuaciones
1. Experiencia en la provisión de numerosos proyectos en los países americanos, incluidos EE. UU. y Canadá
2. Certificado con certificado UL, cUL, CSA, informe de prueba SGS, etc.
3. Equipos completos de posventa e instalación en Canadá, EE. UU. y otros lugares.
4. Diseño con la fuerza para maximizar la eficiencia, niveles de sonido especialmente bajos, ambiente, clasificación de factor k de 50 60 Hz y 60 Hz, etc.
5,6-7 semanas de tiempo de producción
La generación de energía fotovoltaica se puede dividir en dos tipos según cómo se conecte a la red: fuera de la red y conectada a la red. La mayoría de las plantas fotovoltaicas están actualmente conectadas a la red, es decir, conectadas en paralelo a la red de suministro de energía existente para maximizar el uso de la electricidad generada por la planta.
Los inversores y transformadores utilizados en las centrales eléctricas fotovoltaicas son uno de los componentes nucleares importantes de las centrales eléctricas fotovoltaicas. Los inversores realizan la conversión de CC a CA, y los transformadores realizan la transmisión y utilización de energía eléctrica.
Para reducir las pérdidas de transmisión de la línea y aumentar las distancias de transmisión, se debe elevar el voltaje de 270 V o 400 V en la salida del inversor fotovoltaico y luego sacarlo, es decir, se instala un transformador elevador para elevar el voltaje a 10kV o 3 kV dependiendo en la capacidad de la central eléctrica, lo que reduce las pérdidas en la línea de transmisión y, al mismo tiempo, aísla físicamente el sistema eléctricamente.
El rápido desarrollo de la industria fotovoltaica ha brindado muchas oportunidades para los fabricantes de subestaciones fotovoltaicas tipo caja en particular.
Los productos de transformadores que se utilizan actualmente en las subestaciones fotovoltaicas son principalmente transformadores sumergidos en aceite, que tienen las ventajas de una estructura simple, una fuerte resistencia a los golpes y una alta confiabilidad.
Por lo tanto, para desarrollar vigorosamente el negocio de generación de energía fotovoltaica, debemos comenzar desde el nivel técnico de la aparamenta de alta y baja tensión, por un lado, y mejorar la operación y gestión de la red de generación de energía, por otro lado, para garantizar que el sistema de generación de energía fotovoltaica no se ve afectado.
La red de generación de energía fotovoltaica en funcionamiento normal, debe tener medición, protección de seguridad, control, comunicación remota y otras funciones, detectar el funcionamiento del sistema de distribución de energía, juzgar el estado y realizar las instrucciones de control necesarias, pero también se transmitirá toda la información al monitoreo de manera oportuna también, el grado tiene los requisitos básicos del transformador montado en plataforma fotovoltaica inteligente.
El transformador fotovoltaico montado en pedestal como un equipo importante para la transmisión de voltaje, su seguridad y confiabilidad, ahorro de energía y protección ambiental, operación y mantenimiento y otro rendimiento integral es particularmente importante para mejorar los indicadores técnicos generales de los conjuntos completos de equipos fotovoltaicos.
En las plantas de energía solar, a menudo se conectan dos inversores de 500 kW a un transformador de tipo seco de 1 000 kVA para la generación de energía fotovoltaica con el fin de reducir el costo total del equipo y mejorar la economía. Sin embargo, en los sistemas de inversores sin transformadores de aislamiento, para aislar eléctricamente a los dos inversores entre sí, se utiliza un transformador de tipo seco de doble división.
Además, en vista del contenido de armónicos del sistema inversor, uno de los devanados primero y segundo del transformador de tipo seco para la generación de energía solar debe conectarse como una conexión D.
De esta forma, el tercer armónico puede circular en el devanado conectado en D, reduciendo así la influencia armónica.
Por lo tanto, este transformador de tipo seco de doble división a menudo se diseña como Dy11y11 o Yd11d11.
Para transformadores tipo seco bifurcados de 35 kV, se recomienda el grupo de acoplamiento Yd11d11 por las siguientes razones.
(a) El voltaje en el lado de 35 kV es más alto, y después de conectar el acoplamiento en Y, el voltaje de fase del devanado de 35 kV es solo 1 3 del voltaje de línea, lo que reduce el gradiente del campo eléctrico dentro del devanado de alto voltaje. , reduciendo la posibilidad de descargas parciales y mejorando sustancialmente la confiabilidad del producto. Por ejemplo, los transformadores de potencia de clase 110 kV y superior se conectan con Yd11 para el mismo propósito.
(b) lado de bajo voltaje de la corriente para la conexión y, la corriente de fase es igual a la corriente de línea, que la corriente de fase de conexión d aumentó tres veces, necesita usar una sección transversal más grande del conductor, lo que causará la pérdida por corrientes de Foucault del producto aumentó, teniendo en cuenta el impacto de la corriente armónica, la pérdida adicional aumentó aún más; y cuando el lado de alto voltaje de 35 kV de la conexión Y, debido al alto voltaje, la corriente nominal es pequeña, por lo que la sección transversal del conductor en sí es pequeña, la pérdida de corriente parásita es menor. En general, la conexión Yd11 da como resultado menores pérdidas adicionales y mayor confiabilidad.
(a) Cuando el grupo de conexión del lado de bajo voltaje se toma como d, puede proporcionar canales de circulación para la corriente del tercer armónico, mejorando la forma de onda actual y la calidad de la energía.
(b) Cuando se produce un cortocircuito a tierra monofásico en el lado de baja tensión de la línea, si el devanado de baja tensión está conectado con d, puede proporcionar un canal de circulación para el flujo del cortocircuito (dentro del triángulo) y proteger el lado de alto voltaje. Si el devanado de bajo voltaje está conectado por y, no puede proporcionar un canal de circulación y generará una gran corriente de cortocircuito, poniendo en peligro el lado de alto voltaje.
(1) Diseño de aumento de temperatura: los transformadores solares de tipo seco generalmente se instalan en cajas al aire libre o en la sala del inversor, el ambiente de ventilación es deficiente.
Cuando el sol es más fuerte, es la temperatura ambiente más alta del transformador solar de tipo seco, y la potencia de salida del transformador también está en el estado máximo, por lo que la temperatura del transformador alcanza el máximo, pero por la noche, el transformador está básicamente en el estado sin carga y la temperatura ambiente es baja.
Por lo tanto, la temperatura del transformador de energía solar es más baja en este momento, lo que puede compensar su vida útil. Por lo tanto, al diseñar el aumento de temperatura del transformador, se deben tener plenamente en cuenta las características de fluctuación de la temperatura ambiente y la carga, y la temperatura máxima en el transformador de energía solar no debe exceder la densidad magnética del material de aislamiento y la estructura del aislamiento.
Además, para el transformador de tipo seco de doble división, el lado de entrada de los dos grupos de bobina dividida de bajo voltaje su disposición superior e inferior, debido al impacto de la convección del aire, el aumento de temperatura de la bobina inferior es significativamente menor que el superior Bobina, aproximadamente 15 K más baja que, por lo que el grado resistente al calor del material de aislamiento de la bobina superior debe reforzarse ligeramente.
(2) Selección de densidad magnética: teniendo en cuenta la existencia de armónicos de voltaje y magnetismo de polarización de CC, la densidad magnética de diseño de los transformadores de tipo seco para la generación de energía fotovoltaica debe ser más del 5% inferior a la de los productos de transformadores de tipo seco convencionales para garantizar la confiabilidad de la operación del producto y para controlar el ruido del producto.
(3) Cálculo de pérdidas adicionales: El cálculo de pérdidas adicionales se basa en el contenido armónico de la corriente del inversor en la salida del inversor real y las pérdidas adicionales calculadas se utilizan en el cálculo del aumento de temperatura del producto.
Para sistemas inversores con transformadores de aislamiento, el uso de un transformador de tipo seco de doble devanado significa que las condiciones de operación no son demasiado especiales.
In the case of bifurcated dry type transformers for photovoltaic power generation, however, two inverters are connected to an axial bifurcated dry type transformer.
In principle, considering that the number of solar arrays connected to each inverter is the same and that the solar panels in the same power station are subjected to the same photovoltaic irradiation at the same moment, and that the two inverters connected to the bifurcated dry-type transformer have the same valve body and control strategy The two inverters connected to the bifurcated dry-type transformer have the same valve body and control strategy.
As a result, the two voltages and currents on the input side of the bifurcated dry-type transformer are basically balanced and consistent, but in practice, due to environmental influences or inverter fault conditions, the input side of the transformer is not symmetrical up and down, or even half crossing operation occurs, and the inverter controls its output voltage strictly.
When a large deviation occurs, the AC short will remove this inverter, and when the output currents of the two inverters connected to the bifurcated dry-type transformer are unequal, the current distribution within the upper and lower split coils on the output side of the solar transformer is also unequal at this time.
As can be seen, when the output of the two inverters connected to the bifurcated dry-type transformer is not symmetrical, the internal transverse leakage field of the bifurcated dry-type transformer coil increases significantly, which will cause additional losses in the adjacent conductors and increase the temperature, which is also avoided during operation.
Un transformador elevador solar es un transformador de potencia de baja pérdida adecuado para la generación de energía solar. Como la energía solar se ve afectada por las condiciones climáticas, los cambios estacionales, la alternancia del día y la noche y otros factores, la incertidumbre de la intensidad y la duración de la luz solar hace que la potencia de salida del sistema de generación de energía fotovoltaica tenga características discontinuas e inestables, por lo que el funcionamiento a largo plazo con carga baja se vuelve la norma.
El transformador elevador solar tiene pérdidas sin carga extremadamente bajas y es adecuado para un funcionamiento a largo plazo con baja carga.
El transformador elevador solar consta de un devanado de alto voltaje y dos devanados de bajo voltaje, y su principio de funcionamiento electromagnético es similar al de un transformador de tres devanados. El transformador se puede dividir tanto en la amplitud como en la dirección axial, con algunas diferencias en el proceso de fabricación.
Los dos devanados de bajo voltaje están ubicados a ambos lados del devanado de alto voltaje y tienen dos conductos de aire principales, lo que es más costoso de fabricar, aumenta la posibilidad de accidentes de aislamiento y dificulta garantizar que la mitad de la impedancia de cruce de los dos devanados divididos es lo mismo.
Los dos devanados de bajo voltaje están ubicados en el lado interior del devanado de alto voltaje. Este método de división, para garantizar que la impedancia de los dos devanados de bajo voltaje sea la misma, puede ser devanado escalonado; de hecho, es equivalente a dos devanados de baja tensión hechos en forma de devanado de doble lámina, pero el aislamiento debe colocarse entre la lámina de cobre y la lámina de cobre, convirtiéndose así en dos devanados separados.
Si el devanado es un devanado de alambre, se puede convertir en un tipo de cilindro multicapa, pero las vueltas de alambre deben dividirse en dos conductores independientes para salir, convirtiéndolo en dos grupos de devanados de bajo voltaje. La desventaja es que la impedancia dividida es pequeña, los dos devanados de bajo voltaje están acoplados magnéticamente y se afectan más durante el funcionamiento.
Se muestra división axial: Los devanados de alto y bajo voltaje están divididos axialmente respectivamente, como si fueran simétricos arriba y abajo. Esto asegura desde la estructura y la fabricación que los parámetros son básicamente los mismos, la impedancia dividida es mayor y la impedancia de cruce medio es casi igual.
El tercer armónico puede circular en el devanado conectado en D, lo que reduce efectivamente el impacto de los armónicos en la red. Para transformadores elevadores fotovoltaicos de 10 kV, está disponible la forma Dy11y11, en línea con los hábitos habituales de distribución.
Para transformadores elevadores fotovoltaicos de 35 kV, se recomienda más la forma Yd11d11. El alto voltaje está conectado en Y, el voltaje de fase es 1/3 del voltaje de línea, la descarga local del devanado es fácil de controlar y la calidad está más garantizada.
Cuando el inversor solar está en funcionamiento, la forma de onda suele estar en una condición asimétrica, lo que significa que se genera una polarización de CC.
Cuando se produce una polarización de CC, el transformador de refuerzo aísla el componente de CC y no fluirá hacia la red, pero hará que la densidad magnética del núcleo del transformador se superponga y aumente, y la corriente de excitación y el ruido también aumentarán, lo que puede causar saturación del núcleo y distorsión de la corriente de excitación en casos severos. Por lo tanto, se recomienda reducir la densidad magnética de 0,05 a 0,1 T en comparación con los productos convencionales.
Si el usuario tiene mayores requisitos de ruido, la relación entre la densidad magnética y el ruido (por cada aumento de 0,05 T en la densidad magnética, el ruido del núcleo sin carga aumenta en aproximadamente 2 dB, mientras que el transformador terminado puede aumentar en aproximadamente 5 dB) , la reducción adecuada en el diseño de densidad magnética.
Teniendo en cuenta la influencia de los armónicos de corriente de salida del inversor, el diseño de aumento de temperatura debe incluir un cálculo acumulativo de las pérdidas de CC del devanado, las pérdidas por corrientes de Foucault de la línea electromagnética y las pérdidas por influencia armónica. Los cálculos precisos facilitan el control de costos al tiempo que aseguran que la temperatura del punto más caliente del transformador no exceda la temperatura permisible del material de aislamiento.
En particular, para los transformadores elevadores solares, debido a la alta división axial del devanado, la convección del aire de enfriamiento desde la parte inferior hacia la parte superior del devanado a menudo da como resultado una diferencia de temperatura de más de 10 K en el devanado superior en comparación con el inferior. devanado, que requiere un diseño de aumento de temperatura más bajo o una clase térmica más alta de material de aislamiento para el devanado superior.
La generación de energía fotovoltaica a menudo se instala en lugares con condiciones climáticas adversas, y para áreas operativas de gran altitud, se deben corregir los niveles de aislamiento y los límites de aumento de temperatura. Cuando la temperatura ambiente exceda las condiciones normales especificadas en la norma, el límite de aumento de temperatura también debe corregirse reduciendo el exceso.
El devanado de bajo voltaje está hecho de lámina de cobre, los devanados divididos superior e inferior están dispuestos simétricamente y están enrollados sincrónicamente con una integración de máquina de bobinado de lámina de doble capa, con buena planitud final y fácil control de tamaño.
Los transformadores sumergidos en aceite deben tener un esqueleto de epoxi rígido en el interior del devanado de bajo voltaje, lo suficientemente fuerte como para soportar la fuerza electromotriz de cortocircuito de amplitud, para evitar la deformación del devanado y la tensión del núcleo; el espacio entre los devanados divididos se llena herméticamente con placas de epoxi.
Los transformadores de tipo seco están fundidos en resina en su totalidad y la resistencia a cortocircuitos repentinos aumenta considerablemente.
El devanado de alto voltaje también está dispuesto simétricamente en el medio, con una disposición razonable de los giros del cable para lograr un giro de seguridad equilibrado en la medida de lo posible. Los devanados de alta y baja tensión del transformador sumergido en aceite están revestidos y el conjunto está lacado para mejorar aún más las propiedades mecánicas. Los transformadores de tipo seco tienen dos juegos de devanados divididos fundidos en resina para formar una sola unidad.
Los transformadores son componentes críticos en la producción y distribución de energía solar. Históricamente, los transformadores han “aumentado” o “reducido” la energía de fuentes no renovables. Históricamente, los transformadores han “aumentado” o “reducido” la energía de fuentes no renovables. Hay diferentes tipos de transformadores solares que incluyen distribución, estación, subestación, montaje en plataforma y puesta a tierra.
La salida de una celda fotovoltaica es CC y debe ser invertida a CA por un inversor antes de que pueda conectarse a la red en paralelo a través de un transformador elevador.
Sin embargo, cuando el inversor convierte la salida de CC de los paneles fotovoltaicos en CA, introduce CC y componentes armónicos en el sistema, lo que no solo reduce la calidad de la energía, sino que también aumenta la vibración y el ruido del transformador, especialmente en el caso de Transformadores de aleación amorfa.
Además, los componentes de CC y armónicos también provocan un aumento de las pérdidas sin carga del transformador. Los transformadores de aleación amorfa se están promoviendo porque sus pérdidas sin carga son solo 1/5 de las de los transformadores de acero al silicio de uso común y, por lo tanto, la cantidad de transformadores de aleación amorfa en los sistemas de generación de energía fotovoltaica aumenta día a día.
Un sistema de energía solar es un sistema de generación de energía que utiliza el efecto fotovoltaico de las células solares para convertir la radiación solar directamente en energía eléctrica. Los sistemas de energía fotovoltaica pueden ser
Pequeños sistemas de energía solar: la capacidad instalada es menor o igual a 1 MWp, y el nivel de voltaje del bus de generación de energía es adecuado para 0,4 a 10 kV.
Sistemas de energía solar de tamaño medio – con capacidad instalada mayor a 1 MWp e inferior o igual a 30 MWp, la tensión del bus de generación es adecuada para un nivel de tensión de 10 a 35 kV.
Grandes sistemas de energía solar: con una capacidad instalada de más de 30 MWp, el nivel de voltaje del bus de generación de energía es adecuado para 35 kV. Una estación de energía fotovoltaica es una estación de energía donde el sistema de generación de energía fotovoltaica es el enfoque principal.
El diseño de la subestación solar, que debe basarse en los requisitos de voltaje de CC en la entrada del inversor, consiste en una cierta cantidad de módulos fotovoltaicos en una cadena, que se unen en múltiples cadenas a través de una caja de disipador de CC, invertida por el inversor e impulsado por un transformador elevador en una fuente de alimentación que cumple con los requisitos de frecuencia y voltaje de la red.
La estación de energía fotovoltaica es una combinación de varias unidades de energía fotovoltaica (módulos de energía de la unidad).
La unidad de generación de energía fotovoltaica generalmente se basa en un sistema de refuerzo de inversor, cuya escala y capacidad están determinadas por la central eléctrica y la capacidad del inversor.
Cuando un transformador elevador in situ se conecta a dos inversores sin transformadores de aislamiento, de acuerdo con el nivel general actual de producción de inversores, generalmente se utiliza un transformador de devanado de doble división para limitar la corriente circulante en el lado de salida de baja tensión de CA. de los dos inversores conectados en paralelo.
También se explica la selección del transformador elevador in situ: se prefieren los transformadores de potencia autoventiladores y de bajas pérdidas; la capacidad del transformador se puede seleccionar de acuerdo con la potencia de salida máxima del módulo de la unidad de matriz fotovoltaica.
Se pueden utilizar subestaciones tipo caja preensambladas de alta tensión (baja tensión) o subestaciones ensambladas que consisten en transformadores, equipos eléctricos de alta y baja tensión; para centrales fotovoltaicas en zonas costeras o arenosas, cuando se utilizan arreglos al aire libre, el nivel de protección costera debe alcanzar IP65 y las centrales eléctricas fotovoltaicas en arena deben alcanzar IP54.
Es recomendable utilizar transformadores reguladores de tensión no excitados; Se pueden utilizar transformadores de doble devanado o transformadores divididos.
Como un nuevo tipo de generación de energía que es amigable con el medio ambiente y que puede mejorar efectivamente el nivel de vida, la generación de energía fotovoltaica se está convirtiendo gradualmente en una parte importante del sistema de energía y la tecnología de generación de energía fotovoltaica se está utilizando en todo el mundo.
Según estadísticas autorizadas, los sistemas fotovoltaicos conectados a la red representan el 40% de las ventas actuales de equipos de generación de energía fotovoltaica y se han convertido en una tendencia en el campo de la generación de energía fotovoltaica.
Los sistemas de generación de energía fotovoltaica también se clasifican comúnmente en sistemas de generación de energía fotovoltaica fuera de la red y sistemas de generación de energía fotovoltaica conectados a la red según su relación con el sistema de energía.
Como la generación de energía fotovoltaica se caracteriza por la generación de energía durante el día y la carga es para todo clima, los sistemas de generación de energía fotovoltaica fuera de la red requieren equipos de almacenamiento de energía, como baterías.
Los sistemas de generación de energía fotovoltaica conectados a la red pueden entonces ahorrar equipos de almacenamiento de energía y reducir la pérdida de energía durante la descarga de la batería. Esto reduce los costos operativos del sistema y mejora la estabilidad de la operación del sistema y el suministro de energía.
Los sistemas de generación de energía fotovoltaica conectados a la red a gran escala imponen requisitos “compatibles con la red” a los inversores, que requieren un control rápido de la frecuencia, el voltaje, la corriente, la fase, la potencia activa y reactiva, la calidad de la energía (fluctuaciones de voltaje, armónicos altos), etc. y ampliar las funciones de comunicación.
La integración de la generación de energía renovable a gran escala en la red es una característica importante de las redes inteligentes, por lo que la integración de la red fotovoltaica a gran escala debe tener una tecnología de interacción entre la red y la fuente que cumpla con los estándares de las redes inteligentes.
La integración de la generación de energía fotovoltaica a gran escala causará una serie de problemas tales como fluctuaciones de voltaje en la red, potencia de transmisión de línea que excede el límite, aumento de la capacidad de cortocircuito del sistema y cambios en la estabilidad transitoria del sistema, que restringen seriamente la capacidad de la red. para aceptar la generación de energía fotovoltaica.
Por lo tanto, se ha investigado mucho sobre la nueva generación de energía fotovoltaica y la tecnología de control conectada a la red y el impacto de la generación de energía fotovoltaica en el sistema.
El sistema de monitoreo inteligente de la central eléctrica fotovoltaica se refiere al sistema inteligente de monitoreo y gestión que utiliza sensores avanzados, controladores, equipos de comunicación y otros equipos inteligentes para lograr las funciones de recopilación de datos, monitoreo de fallas, almacenamiento de datos y monitoreo remoto de la operación de la central eléctrica fotovoltaica. .
La mayoría de los sistemas de monitoreo inteligente de plantas de energía fotovoltaica existentes son solo detección en tiempo real del estado operativo de varios equipos ajustables en plantas de energía fotovoltaica, y cuando el equipo falla, se emiten señales de alarma para notificar al personal de mantenimiento y no tienen la función de control de optimización del grupo inversor.
Además, el mercado actual de plantas de energía fotovoltaica que utilizan una amplia gama de equipos, poca compatibilidad, es difícil constituir un sistema de monitoreo unificado.
En resumen, un sistema de monitoreo inteligente de plantas fotovoltaicas que pueda ser compatible con varios dispositivos, llevar a cabo un control óptimo y coordinado de múltiples inversores y lograr un monitoreo completo y unificado en tiempo real de la planta fotovoltaica será la tendencia en el desarrollo de plantas fotovoltaicas. sistemas de monitoreo
Además, como las grandes plantas de energía fotovoltaica generalmente se construyen en áreas remotas, la señal de datos a través del bus de comunicación para la atenuación de la transmisión a larga distancia es grave, no adecuada para el uso del sistema de monitoreo por cable.
Por tanto, las perspectivas de desarrollo de los sistemas de monitorización remota basados en tecnologías de comunicación inalámbrica como GPRS y CDMA también son muy amplias.
Debido a la limitación de la capacidad del inversor, la subestación solar generalmente conecta módulos fotovoltaicos e inversores en una unidad de generación de energía mínima y utiliza transformadores elevadores de doble división para formar un módulo de unidad de generación de energía, es decir, un transformador elevador está conectado en paralelo con dos conjuntos de unidades de generación de energía mínima del inversor. Esto reduce efectivamente la cantidad de transformadores y limita la corriente circulante en el lado de salida de CA de los dos inversores conectados en paralelo.
La tensión de salida de los inversores es principalmente de 270, 315 y 400 V. El transformador elevador solar se utiliza para aumentar la tensión a 10 kV o 35 kV in situ y finalmente se alimenta al sistema de transmisión y distribución para completar la red. conexión.
Los transformadores solares elevadores se suministran generalmente como transformadores combinados (transformadores tipo pedestal) o subestaciones premontadas (transformadores europeos) como unidades completas.
Las fallas en la operación de una estación de refuerzo se clasifican principalmente como fallas en la línea de transmisión, fallas en las barras colectoras, fallas en el transformador, fallas en la aparamenta de alta tensión y fallas en los equipos auxiliares, fallas en los dispositivos de protección de relés, etc.
Las causas más comunes de fallas en el funcionamiento del área fotovoltaica son fallas causadas por irregularidades en el proceso de construcción e instalación, fallas causadas por fallas en la instalación y puesta en marcha del inversor, fallas causadas por fallas en la instalación y puesta en marcha del inversor y fallas causados por la falta de inspección del equipo auxiliar del transformador elevador y fallas causadas por la falta de detección de problemas ocultos a tiempo.
Las fallas de comunicación y automatización pueden no afectar la operación de generación de energía del equipo por el momento, pero pueden afectar negativamente el análisis operativo y la detección de defectos del equipo y su eliminación, así como evitar que el equipo sea operado de forma remota, dejando un oculto peligro para la producción de seguridad, lo que conducirá a la expansión de los accidentes si no se toma en serio.
Las principales causas de avería son: suelo blando que provoca hundimientos, lo que provoca la deformación del equipo y dificulta su funcionamiento, distancias de seguridad insuficientes que provocan la puesta a tierra eléctrica y cortocircuitos. La corrosión de los equipos eléctricos por niebla salina, así como la evaporación del vapor de agua provocando el bloqueo de los equipos, disminución del aislamiento, fallas en los cortocircuitos causados por la entrada de pequeños animales en los equipos eléctricos, etc.
En teoría, todo tipo de accidentes y fallas grandes deberían poder eliminar la ocurrencia de, pero la operación real de los accidentes de seguridad eléctrica ocurren de vez en cuando, todo tipo de fallas o defectos del equipo son muy comunes.
En teoría, todo tipo de accidentes y fallas importantes deberían poder eliminarse, pero en la operación real, los accidentes de producción de seguridad eléctrica ocurren de vez en cuando, y todo tipo de fallas o defectos del equipo son muy comunes.
(1) Al comienzo del diseño, especialmente en las primeras etapas de PV, existen defectos inherentes. Debido a la naturaleza simple e intuitiva del proceso de generación de energía fotovoltaica, la construcción de la generación de energía fotovoltaica fue una ráfaga de actividad, sin experiencia sólida a la que recurrir.
(2) Debido a la necesidad de acelerar el cronograma de construcción, la gestión técnica del equipo de construcción no pudo controlarse estrictamente, lo que provocó que las técnicas y especificaciones de construcción no cumplieran con los requisitos, dejando peligros ocultos para operaciones posteriores.
(3) No existe una inspección operativa madura y no se puede identificar la calidad de las unidades de suministro de equipos. Esto da como resultado una baja confiabilidad y una alta tasa de fallas del equipo durante la operación.
(4) La calidad del personal no puede mantenerse al día con los requisitos de desarrollo, operación fotovoltaica y personal de mantenimiento, la mayoría de ellos son empleados nuevos, completamente en el estado de aprender haciendo, algunas empresas son de uno o dos empleados antiguos de térmica poder, a través de la antigua para liderar la nueva forma de capacitar al nuevo personal que ejecuta la capacidad de análisis, la capacidad de encontrar anomalías, la capacidad de eliminar defectos y la falta de capacidad para hacer frente a los accidentes.
(1) Comenzar en la fuente, al comienzo del diseño, para hacer un plan de diseño que cumpla con las características reales del sitio, perfecto y detallado, y científicamente optimizado.
(2) Para fortalecer todo el proceso de gestión de infraestructura, revisión de calificación estricta, prestar mucha atención a la calidad y especificaciones del proceso.
(3) Controle estrictamente el acceso de los equipos y rechace los equipos de calidad no calificada.
(4) Fortalecer la educación en responsabilidad del personal y la capacitación en habilidades técnicas. Con estos 4 puntos, las posibilidades de fallas comunes se pueden reducir de manera efectiva.
Las fallas de las estaciones de refuerzo pertenecen al rango de fallas eléctricas generales, y los principios y métodos principales para manejarlas son los mismos independientemente del tipo de generación de energía. En particular, la pérdida de barra colectora y el disparo de línea, para estaciones de refuerzo de barra única y retorno único, significa un apagón en todo el sitio. Para la energía fotovoltaica, se debe activar toda la protección de isla del inversor y apagar los inversores. Lo que debe hacer el oficial de servicio operativo es
(1) Asegurar la energía de la planta, verificar la entrada de energía de reserva y garantizar el funcionamiento normal de los sistemas de comunicación y CC.
(2) Verificar la acción de protección, identificar el tipo de acción de protección y analizar posibles condiciones de falla.
(3) Verifique el sistema primario, identifique los puntos de falla, coopere con el despacho, tome medidas de seguridad para eliminar defectos y reanude la operación lo antes posible.
Los fallos comunes en el funcionamiento de la zona fotovoltaica se desencadenan por los siguientes aspectos.
(1) Durante el proceso de infraestructura, el cableado de la instalación del panel no es firme, incluso algunas juntas no se usan para conectores especiales, los tornillos en la caja de convergencia no están apretados, el bloqueo no es completo o la calidad es demasiado mala, etc.
(2) La instalación y puesta en marcha del equipo no es seria, no está en su lugar, especialmente el inversor, el cambio de refuerzo, la instalación, el cableado, la puesta en marcha es personal diferente, cooperación mutua, si no hay una coordinación unificada, todos los ámbitos de la vida, operación de varias fallas será frecuente.
(3) Las características del entorno geográfico, causadas por la falla, por ejemplo, el ambiente de niebla salina de las marismas costeras, muy fácil de causar corrosión del equipo, el cable y el aislamiento del flash de ensuciamiento, causando la disminución del aislamiento, cortocircuito del equipo.
(4) Operación a largo plazo causada por fallas, principalmente en la operación de piezas giratorias del equipo, vibraciones, etc. causadas por equipos sueltos, terminales sueltos, etc., en el PV es generalmente transformador inversor solar, falla del ventilador de refrigeración del inversor, caja cambie el límite de cierre de la puerta de la red suelto, los tornillos de sujeción de la caja de convergencia estén sueltos, la fila de terminales esté suelta, etc.
Ya sea que se trate de una falla en la estación de refuerzo o en el equipo del área fotovoltaica, en la operación fotovoltaica hay fallas en el equipo eléctrico. Para la prevención de averías y accidentes en equipos eléctricos.
(1) para implementar los requisitos de infraestructura para los servicios de producción, en el proceso de construcción para garantizar la calidad, sin dejar problemas ocultos entregados a la producción.
(2) En funcionamiento, implementar activamente los requisitos de supervisión técnica, de acuerdo con las características del sitio, antes de tiempo para prevenir.
(3) Fortalecer la educación de la responsabilidad del personal y el cultivo de la capacidad de analizar problemas.
Después de que el equipo de operación de campo fotovoltaico se ajusta y funciona normalmente, las fallas más imperceptibles, generalmente ocurren en el panel hasta la caja del fregadero. Y este tipo de frecuencia al principio tampoco aparece un fenómeno de falla obvio, pero el poder en la pérdida continua. La forma más fácil y efectiva es usar un amperímetro de abrazadera para medir la corriente de funcionamiento de cada cadena para encontrar la cadena defectuosa y verificar si se trata de un problema de fusibles o una falla en la placa de la batería, o una línea de conexión de cadena rota, etc. ., y tratarlo a tiempo.
Averías comunes en el embarrado, principalmente bloqueo, fallo del módulo de comunicación y terminales, tornillos sueltos por calentamiento del suelo o incluso fuego.
El método principal para tratar el sitio es inspeccionar, generalmente en el trabajo de “inspección de primavera” en la reparación de bloqueo, cada terminal de autobús se vuelve a apretar, básicamente para garantizar un verano, la situación de la calefacción se ha mejorado de manera efectiva.
Falla del inversor, generalmente el rendimiento directo es detener la operación o no puede iniciarse automáticamente. La mayoría de ellos ocurren en la etapa temprana de la operación. Después de un período de rodaje, la mayoría de estos fenómenos son causados por fallas de disipación de calor y sobrecalentamiento, pero algunos son causados por accesorios dañados o fallas de software. La principal prevención y tratamiento de fallas del inversor radica en la limpieza diaria del filtro para mantener la disipación de calor, así como fortalecer la inspección del ventilador de enfriamiento y repararlo y reemplazarlo a tiempo cuando se encuentren anomalías.
La tecnología del transformador de energía solar es muy madura, especialmente el transformador solar seco, en circunstancias normales, la tasa de fallas es extremadamente baja. Los tipos de fallas comunes son un bloqueo deficiente, lo que lleva a la entrada de animales pequeños, fallas en el ventilador de enfriamiento y cierres de puertas con redes de seguridad sueltas. Sin embargo, en áreas costeras y en proyectos complementarios de pesca y fotovoltaicos, la cabeza del cable del interruptor de alta tensión del transformador elevador, el cable y el pararrayos son elementos clave de inspección y son propensos a fallas que, de ocurrir, provocarán que toda la línea colectora quede inoperativa. . La prevención y tratamiento de fallas en el transformador elevador aún radica en la inspección diaria en el lugar y la implementación oportuna de supervisión técnica para prevenir problemas antes de que ocurran.
Los transformadores elevadores in situ para grandes plantas de energía solar pueden adoptar la forma de transformadores combinados de 35 kV.
Cuando el cuerpo del transformador adopta una estructura de devanado axial de doble división y los componentes principales se seleccionan para cumplir con la función de salida de la telemática o la cantidad de información de control remoto, los requisitos de generación de energía fotovoltaica pueden cumplirse bien.
Al realizar el diseño del transformador, se debe prestar atención a las características de la estructura de doble división axial en el diseño del núcleo, la estructura de la bobina y los cables de baja tensión, así como al diseño de aislamiento térmico y disipación de calor en el diseño. de la carcasa y armario de baja tensión.
La combinación de un transformador combinado y un transformador dividido da como resultado un transformador combinado de 35 kV para la generación de energía fotovoltaica, que se utiliza como transformador elevador in situ en las centrales fotovoltaicas para satisfacer las necesidades del desarrollo de nuevas energías.
Temperatura máxima de 41,4 °C.
Temperatura mínima de -37,1 °C.
una temperatura máxima media anual de 3,4 °C
velocidad máxima del viento de 27,7 m/s.
Humedad relativa (acumulada anual) de 4 9%.
radiación solar anual de 1665,55 kWh/m2.
Espesor de la capa de hielo de 15 mm.
Ensuciamiento clase III.
Altitud ≤ 1 000 m.
Lugar de instalación al aire libre.
Capacidad nominal de 1 000 kVA (500 kVA/500 kVA).
Tensión nominal de 36,75±2×2,5%/0,4 kV/0,4 kV.
Frecuencia nominal de 50 Hz.
Grupo de acoplamiento marcado como Yd11d11.
Impedancia de cruce del 6,5 %.
El método de enfriamiento es ONAN.
En vista de la operación al aire libre del transformador solar in situ y el alto nivel de arena y viento en el sitio de instalación, se seleccionó un transformador combinado de 35 kV en forma de “L” junto con sus parámetros técnicos y el diagrama del sistema.
Un par de lados largos y cortos del tanque del cuerpo del transformador están expuestos al aire como un disipador de calor general, mientras que el otro par de lados largos y cortos se extienden en ambos extremos para formar un gabinete en forma de “L”.
Un lado del tipo “L” es una sala de cables de alta tensión cerrada, principalmente para la instalación de cables de alta tensión de 35 kV, protección eléctrica, etc., independiente y segura.
El otro lado de la forma de “L” es una sala de operaciones de alto voltaje y una sala de bajo voltaje una al lado de la otra. La sala de operaciones de alto voltaje puede ser operada por interruptores de carga y fusibles y cuenta con instrumentos de monitoreo de temperatura, nivel de líquido y presión.
Debido a la gran capacidad del producto y a los muchos ramales de salida de baja tensión, y al hecho de que debe transportarse en un contenedor, las dimensiones externas del producto están limitadas por el tamaño del contenedor, especialmente en términos de altura. , que plantea grandes exigencias al diseño del transformador inversor solar.
Para minimizar la altura, se adoptó una estructura de cuatro partes que consta de un cuerpo doble.
Los dos cuerpos comparten un tanque de aceite común, y cada cuerpo tiene dos circuitos paralelos de alto voltaje y una doble división de bajo voltaje. Se conectan 2 cuerpos en paralelo para lograr un único split cuádruple, con un total de cuatro salidas de baja tensión.
Esta estructura reduce la altura del cuerpo por un lado y simplifica la estructura de cada cuerpo por otro lado, aumentando la fiabilidad del producto.
Como el proyecto es un sistema de aislamiento de alta temperatura, el límite de aumento de temperatura es superior al de los productos de aislamiento de clase A convencionales, alcanzando los 85 K para los devanados y los 90 K para la superficie del aceite. el material de aislamiento también es diferente de los productos convencionales y debe seleccionarse con una clase térmica más alta.
diseño de transformador de panel solar, de acuerdo con el estándar IEEE C57.154, combinado con las condiciones de funcionamiento reales del transformador de caja fotovoltaica, la generación de calor y el aumento de temperatura de cada parte del transformador para calcular, de acuerdo con los diferentes resultados de cálculo de aumento de temperatura para determinar el material de aislamiento de cada ubicación, en lugar de simplemente aumentar el nivel de material de aislamiento. Esto cumple con los requisitos de vida útil del transformador y también reduce los costos en la mayor medida posible.
Construcción de doble cuerpo, cada cuerpo se tensa por medio de un tornillo de tracción. Las bobinas están dispuestas desde el núcleo hacia el exterior en la secuencia núcleo – bobina de baja tensión – bobina de alta tensión, con separadores de fase colocados entre fases y separadores de yugo colocados en los extremos de la bobina.
Se coloca cartón aislante entre los 2 cuerpos.
Se utilizan diferentes materiales aislantes sólidos resistentes a altas temperaturas en diferentes partes del devanado, y se utiliza fluido aislante de éster natural naturalmente degradable resistente a altas temperaturas como medio de refrigeración y aislamiento líquido, creando así un sistema de aislamiento resistente a altas temperaturas para transformadores.
En respuesta a las deficiencias de la alta viscosidad de movimiento del fluido aislante de éster natural, se optimizó el tamaño del espacio de aceite de disipación de calor en el proceso de diseño y se modificó la fórmula tradicional de cálculo del aumento de temperatura para que sea más adecuada para los productos de aceite aislante de éster natural. .
Las bobinas de bajo voltaje son de doble capa, con alambres planos gruesos dispuestos en múltiples direcciones axiales, eliminando la disposición de los radios y eliminando la necesidad de transponer el centro de la bobina durante el bobinado, evitando que los radios de la bobina se extiendan demasiado y haciendo que la bobina se enrolle. más apretado
El cable del grifo de la parte superior e inferior de cada dispositivo se conduce desde la mitad del dispositivo, lo que facilita la conexión de los cables y reduce la envoltura de aislamiento de la cabeza del grifo de la bobina, lo que mejora la eficiencia de producción y hace que la alineación sea más hermoso.
El tanque adopta una estructura conformada tipo barril, como se muestra en la Figura 1. Piezas fijas dispersas, la caja está equipada con uniones de tubería de llenado de aire, subida colgante, válvula de descarga de aceite y válvula de toma de muestra de aceite.
Con orificios de conexión a las cámaras de alta y baja tensión del transformador para reducir la cantidad de aceite aislante de éster natural utilizado. Transformador arriba lleno de nitrógeno, abajo conectado a la base de la carcasa, con cámaras de alta y baja tensión.
Los bujes de alta y baja tensión se extienden horizontalmente, los bujes de alta tensión son bujes enchufables y los bujes de baja tensión son bujes de porcelana sin conservador de aceite. La subida de elevación para levantar todo el transformador está dispuesta en el lado del eje corto del transformador, el punto de elevación es más alto que la cubierta de la caja del cuerpo del transformador del inversor solar, lo que facilita la elevación de todo el transformador combinado.
El fusible es un componente esencial del transformador combinado y se utiliza principalmente para la protección contra cortocircuitos y sobrecargas en el lado secundario del transformador. Debido a la gran capacidad del producto, los fusibles de respaldo individuales existentes y los fusibles enchufables ya no pueden igualar la capacidad y los parámetros.
En el diseño, el devanado de alto voltaje se divide en 2 partes del 50 % de la capacidad nominal cada una, conectadas como conexión D, y luego se conectan en serie al fusible de respaldo + fusible enchufable, después de lo cual se conectan los dos devanados de alto voltaje. en paralelo para formar una vía a través del interruptor de carga, superando la limitación de que un solo fusible (enchufable + respaldo) no puede cumplir con la selección de protección del transformador, e innovando una protección combinada de transformador de gran capacidad con nivel de voltaje de 35 kV para la generación de energía fotovoltaica . La solución técnica.
Como el punto neutro no está diseñado en el diseño estructural del transformador tipo pedestal de la planta de energía solar, una falla a tierra monofásica en el lado de baja tensión del transformador puede causar daños considerables al aislamiento. Las condiciones de funcionamiento de los inversores centrales varían, al igual que las condiciones de fallo.
En una primera instancia, cuando la unidad de generación de energía ya no esté funcionando en ausencia de luz, el inversor central se desconectará de la red, por lo que el inversor en modo de espera ya no actuará como una carga de generación de energía, sino que absorberá energía de la red con la ayuda de un transfromer montado en plataforma.
Si ocurre una puesta a tierra monofásica en la posición de bajo voltaje del transformador tipo pedestal, el voltaje de línea recibido por el inversor no cambiará y el inversor seguirá funcionando normalmente, pero el voltaje de fase aumentará, lo que dañará el aislamiento en el lado de bajo voltaje del transformador tipo pedestal durante la operación a largo plazo. Sin embargo, el voltaje de fase aumentará y, bajo una operación prolongada, el aislamiento en el lado de bajo voltaje del transformador tipo pedestal se dañará, incluso hasta el punto de la conexión a tierra multipunto.
En segundo lugar, si hay luz, el inversor centralizado se transformará en un estado conectado a la red. Al analizar su cableado, el transformador tipo pedestal funciona sin conexión a tierra y, en un estado conectado a tierra unidireccional, es difícil formar un circuito efectivo con la tierra, es decir, no habrá corriente de conexión a tierra y el voltaje de línea del inversor la salida no cambiará. el monitoreo sigue siendo el voltaje de la línea, no se detectará ninguna anomalía de conexión a tierra, el inversor seguirá funcionando normalmente, pero la eficiencia general del inversor se verá reducida por la influencia de la conexión a tierra, lo que a su vez afecta el beneficio de generación de energía solar.
Dependiendo de la ubicación de la desconexión, las fallas de desconexión del transformador tipo pedestal se dividen en desconexión del devanado y del cable de alto voltaje. Cuando se produce una desconexión en el lado de alto voltaje del transformador tipo pedestal, provoca directamente que el inversor se desconecte y que el grupo electrógeno se apague debido a la falla.
El transformador tipo pedestal se prueba y se encuentra que tiene un sonido y un olor especial dentro del transformador tipo pedestal, el devanado de la fase defectuosa tiene una resistencia infinita y la resistencia de CC se mide y se encuentra que es infinita entre la fase normal y el devanado de fase defectuoso, que básicamente determina la ocurrencia de la falla de desconexión.
Cuando ocurre una falla de desconexión de devanado de alto voltaje, el símbolo de falla será diferente, principalmente porque la resistencia de CC no será infinita, sino solo el doble de la resistencia de CC normal entre las dos fases.
Al medir el voltaje después de la falla, se puede encontrar que en el lado de alto voltaje, el voltaje de línea entre la fase en falla y la fase adyacente se reducirá, generalmente al 50% del voltaje de línea nominal, mientras que el voltaje de línea del la fase normal no cambia.
En el lado de bajo voltaje, el voltaje de línea de una fase en el lado de bajo voltaje correspondiente a la fase rota se reduce significativamente, pero no llega a ser cero, lo que se debe principalmente al voltaje inducido.
Cuando ocurre un cortocircuito de fase en el lado de voltaje alto/bajo, hará que el lado correspondiente del transformador montado en pedestal dispare el disyuntor. Además, durante los choques de falla, el transformador montado en plataforma a menudo se acompaña de ruido interno, rociado de aceite, olor, etc.
En términos generales, el análisis de una falla de cortocircuito en un transformador tipo pedestal comienza con la acción de protección y una comprensión general de la situación de falla del transformador tipo pedestal, luego el transformador tipo pedestal tiene que ser transferido al estado de revisión general. , con buenas medidas de seguridad, y la unidad de energía solar tiene que ser La unidad de energía solar debe ser no listada y la condición de falla debe ser vista en detalle.
Si la falla se desarrolla aún más, el transformador puede dañarse debido a que el devanado interno se quema o se rompe el núcleo y, en este caso, el transformador tipo pedestal solo se puede desechar.
Aquí se analiza el desarrollo de una falla real en el transformador tipo pedestal. Inicialmente, la falla ocurre en el lado de baja tensión del cortocircuito entre fases, lo que provoca un cortocircuito de ruptura entre los devanados de alta y baja tensión bajo la acción de la descarga del impacto del cortocircuito. El aceite dentro del tanque del transformador está sujeto a serias erupciones y descomposición y deterioro. Se ha descubierto que la causa directa de los cortocircuitos entre los devanados de alta y baja tensión es la debilidad del propio aislamiento.
Para el transformador tipo pedestal seleccionado en este documento, que es un cableado en estrella trifásico de tres hilos, si se produce una conexión a tierra monofásica, no habrá un cambio significativo en el voltaje de línea debido a la ausencia de un punto neutro, lo que aumenta la dificultad de detección de falta de puesta a tierra y el trabajo continuado del inversor puesto a tierra puede hacer que la falta de puesta a tierra empeore e incluso traiga mayores riesgos.
Por esta razón, el uso de dispositivos de monitoreo de aislamiento puede agregar una protección adicional a la conexión a la red de la unidad inversora y, en caso de falla a tierra, se emitirá directamente una alarma de falla de aislamiento y la unidad defectuosa no se listará.
Además, para hacer frente mejor a las fallas a tierra del transformador montado en el panel solar, se deben usar inversores con cableado neutro, y su grupo de cableado debe ser del tipo yn11.
Para garantizar la seguridad operativa de las plantas de energía solar, se debe realizar un trabajo de monitoreo regular en estricto cumplimiento de las normas, especialmente en el área de monitoreo de aislamiento, para permitir una detección más oportuna de defectos de aislamiento en el transformador tipo pedestal y reducir la probabilidad de falla del equipo en la estación. En la operación y el mantenimiento reales de las estaciones de energía solar, la frecuencia de monitoreo del aislamiento de los transformadores tipo pedestal debe incrementarse adecuadamente.
El análisis de fallas de transformadores tipo pedestal en estaciones de energía solar muestra que los defectos en el aislamiento interno son la causa principal de las fallas de alto voltaje, y para evitar fallas similares, las muestras internas de aceite del transformador tipo pedestal deben ser probado
Desde defectos en el aislamiento interno hasta fallas que se acumulan durante un largo período de tiempo, generalmente hay problemas exotérmicos o de descarga durante el proceso de deterioro, que a su vez hacen que la muestra de aceite se convierta en una palabra de despedida.
Las pruebas periódicas permiten una detección más eficaz del estado del aislamiento y, si es necesario, una intervención para evitar el deterioro.
En la operación del transformador tipo pedestal, también se fortalece el monitoreo de la temperatura del aceite y, al aumentar la frecuencia de las inspecciones y pruebas, se evita que el transformador se averíe si la temperatura del aceite es demasiado alta.
Para garantizar la seguridad de la operación a largo plazo de las estaciones de energía solar y reducir la posibilidad de falla del transformador montado en plataforma, es necesario comenzar desde la fase de construcción de las estaciones de energía solar, para hacer un buen trabajo de selección del sitio. , diseño eléctrico, selección de equipos y otros trabajos, para garantizar que el producto del transformador montado en pedestal sea de excelente calidad, pero también en línea con los requisitos generales de diseño de la central eléctrica.
Los transformadores elevadores de doble división de bajo voltaje tienen dos devanados de bajo voltaje; los devanados de bajo voltaje tienen una gran impedancia de cortocircuito entre ellos, y la impedancia del devanado de alto voltaje no solo es igual sino también menor, respectivamente.
El uso de las características de impedancia de los transformadores de doble devanado dividido para limitar las corrientes de cortocircuito es una medida eficaz y económica. Los transformadores de devanado bifurcado generalmente se pueden dividir en bifurcados de radios y bifurcados axiales para fines de ingeniería.
Debido a limitaciones estructurales, la estructura de las dos ramas de baja tensión en el lado secundario no puede ser igual, lo que dificulta garantizar la misma impedancia de cortocircuito en el lado primario.
Las dos ramas de baja tensión en su lado secundario están dispuestas arriba y abajo con estructuras idénticas.
Además, los dos ramales de baja tensión de este lote de transformadores tienen la misma capacidad, grupo de acoplamiento y tensión. Esta es la razón por la que el cuerpo del transformador tiene una construcción bifurcada axialmente.
Las subestaciones solares inteligentes tipo pedestal surgieron con la aparición del concepto de red inteligente. Como nodos de transmisión de energía, las subestaciones de pedestal solares inteligentes son una base importante y un apoyo para la construcción de redes de energía solar inteligentes.
Se define como: “Una subestación de propósito especial de energía solar que consiste en un equipo de energía inteligente integrado, respetuoso con el medio ambiente, confiable y avanzado, con transmisión de información W plataforma de comunicación de red de alta velocidad como base, que completa automáticamente funciones básicas como el monitoreo de información , adquisición, control remoto y protección, y admite funciones de aplicación avanzadas, como interacción cooperativa en tiempo real, análisis y toma de decisiones en línea, regulación inteligente y control automático del sistema de red eléctrica según sea necesario. transformador montado en pedestal.
El transformador solar tipo pedestal es inteligente y tiene las siguientes ventajas.
El sistema inteligente de transformador tipo pedestal incorpora una función de autodiagnóstico de fallas, utilizando la función de detección configurada por el software interno para verificar constantemente el estado operativo del sistema durante la operación y para realizar diferentes comandos operativos de acuerdo con los diferentes estados.
Debido al entorno de trabajo complejo del transformador tipo pedestal, puede ocurrir una amplia gama de fallas, lo que requiere una planificación y un diseño integrales del sistema que sea capaz de hacer frente a las diversas complejidades que surgen.
Para mejorar aún más la seguridad operativa del sistema, para evitar fallas en la medida de lo posible y prevenirlas antes de que ocurran, se garantiza el funcionamiento normal de los diversos módulos funcionales dentro del transformador tipo pedestal inteligente, y los módulos son capaces de protección automática y diagnóstico de fallas, lo que hace que el transformador inteligente montado en pedestal sea mucho más seguro que el tradicional. Esto hace que el transformador inteligente montado en pedestal sea mucho más seguro que un transformador convencional montado en pedestal.
El sistema inteligente de transformador tipo pedestal incorpora una función de autodiagnóstico de fallas, utilizando la función de detección configurada por el software interno para verificar constantemente el estado operativo del sistema durante la operación y para realizar diferentes comandos operativos de acuerdo con los diferentes estados.
Debido al entorno de trabajo complejo del transformador tipo pedestal, puede ocurrir una amplia gama de fallas, lo que requiere una planificación y un diseño integrales del sistema que sea capaz de hacer frente a las diversas complejidades que surgen.
Para mejorar aún más la seguridad operativa del sistema, para evitar fallas en la medida de lo posible y prevenirlas antes de que ocurran, se garantiza el funcionamiento normal de los diversos módulos funcionales dentro del transformador tipo pedestal inteligente, y los módulos son capaces de protección automática y diagnóstico de fallas, lo que hace que el transformador inteligente montado en pedestal sea mucho más seguro que el tradicional. Esto hace que el transformador inteligente montado en pedestal sea mucho más seguro que un transformador convencional montado en pedestal.
El sistema inteligente del transformador tipo pedestal tiene una función de diagnóstico de fallas, lo que permite que el sistema detecte automáticamente las fallas y realice la mejor solución para resolverlas sin necesidad de que el personal opere en el sitio, reduciendo así los recursos humanos y materiales.
El sistema inteligente del transformador tipo pedestal también permite que los dispositivos de protección se configuren con anticipación, requiriendo solo controles regulares por parte del personal, de modo que el transformador tipo pedestal esté automáticamente protegido contra la operación.
El transformador tipo pedestal inteligente también puede transmitir la información recopilada a través de comunicación remota al centro de monitoreo, que también puede obtener los datos operativos de cada transformador tipo pedestal en tiempo real, lo que permite la medición, regulación y control remotos de toda la red eléctrica. reduciendo considerablemente la carga de trabajo del personal.
Para las subestaciones, tripuladas y no tripuladas son dos modos de gestión diferentes. El sistema inteligente del transformador montado en plataforma puede adaptarse mejor a los requisitos de la gestión no tripulada, y el sistema inteligente puede recopilar más información sobre el estado del equipo de la subestación e información sobre el funcionamiento que el sistema secundario convencional. Esta información puede ser enviada a la central de forma rápida, especialmente los valores de los automatismos y subsistemas de microprotección, que también pueden ser modificados.
Por lo tanto, el uso del sistema inteligente de subestación tipo pedestal no solo mejora el nivel técnico general de las subestaciones no tripuladas, sino que también aumenta su confiabilidad.
Además de la transferencia de energía y la conversión de voltaje, el transformador también desempeña varias funciones en los sistemas fotovoltaicos.
El primario y el secundario del transformador de aislamiento dependen de un circuito de energía magnética para transferir energía. El aislamiento eléctrico entre el módulo y la red impide que los elementos de CC y las corrientes de fuga ingresen a la red y es ideal para sistemas con conexión a tierra para módulos negativos.
El transformador de aislamiento se conectará al inversor en el método para suprimir el PID de los componentes.
Luego aumenta la potencia del polo N hasta tierra, que eleva la del elemento con potencial negativo para cumplir el objetivo de reducir el PID del componente.
El voltaje en la red en algunos países difiere del voltaje que tenemos, por ejemplo, 110 V monofásico o 220 V trifásico dentro de los EE. UU.
El transformador se puede instalar detrás del inversor para garantizar que el voltaje sea el mismo que el del país desde el que accede.
En el proceso de transmisión y transformación del sistema de energía, los transformadores solares desempeñaron un papel esencial en la variación del voltaje de CA mientras se mantenía constante la tasa de CA.
El transformador aumenta el voltaje en la terminal del generador para transmitir una cantidad específica de energía.
Cuanto mayor sea el voltaje, menos corriente se requiere y menor será la pérdida de energía en el cable de transmisión debido a la menor corriente.
Puede seleccionar un área de sección transversal más pequeña a la que se conecta el cable. Ahorrará muchos componentes metálicos.
Las centrales fotovoltaicas con una capacidad inferior a 400kW se pueden conectar a la red de baja tensión 380/220V.
Si la capacidad de la central supera los 400kW y está conectada a la red de media tensión, las centrales eléctricas de media o alta potencia suelen emplear inversores string de media potencia e inversores centralizados de alta potencia y varias tensiones de salida, normalmente 315 V, 400 V, 480 V, 500 V. 690V, 540V y así sucesivamente. La etapa trasera tiene que estar conectada a un transformador de aislamiento que es un elevador.
Acceso a la fotovoltaica a través de Internet También existe la posibilidad de utilizar transformadores públicos y transformadores específicos para fotovoltaica. Hay dos opciones de acceso fotovoltaico a Internet a la hora de decidir.
Si los transformadores solares reductores abiertos ceban en línea, la capacidad de todos los sistemas fotovoltaicos pequeños no debe exceder el 25 por ciento de la carga máxima en el suministro a los transformadores en la zona superior, particularmente en términos de seguridad.
Debido a las influencias ambientales y meteorológicas, la producción de energía fotovoltaica fluctúa y exige un equilibrio energético de la red.
Este debe ser alimentado a través del intercambio electromagnético primario y secundario de los transformadores solares. El veinticinco por ciento de este porcentaje es el valor promedio que se encontró a través de una variedad de experimentos.
Lo más importante a considerar es que la salida de un inversor no necesita exceder la potencia del transformador.
La salida de potencia máxima del inversor depende de la potencia del módulo, el acimut y el ángulo de instalación, las condiciones climáticas y la ubicación de instalación del inversor.
La potencia de salida máxima del inversor suele ser de alrededor de 0,9 por módulo, mientras que la eficiencia de la potencia del transformador suele ser de alrededor de 0,9, lo que significa que normalmente es necesario establecerlo en 1:1 o que la capacidad del transformador es ligeramente superior a la capacidad del módulo.
La generación de energía fotovoltaica es un método que utiliza los efectos fotovoltaicos en la interfaz entre los semiconductores para convertir la energía de la luz directamente en electricidad.
Comprende tres componentes principales: paneles solares (módulos), controladores e inversores. Los elementos principales de los cuales están compuestos por componentes electrónicos.
Las células solares se conectan en serie y luego se encapsulan y aseguran para crear paneles solares de gran superficie y, junto con controladores de potencia y otros componentes, crean un generador de energía fotovoltaica.
La generación de energía fotovoltaica se clasifica en dos tipos que son sistemas de generación de energía fotovoltaica independientes y sistemas de generación de energía fotovoltaica conectados a la red.
La generación de energía fotovoltaica independiente a veces se puede denominar generación de energía fuera de la red. Comprende módulos solares, baterías, controladores y controladores.
Se distingue por el hecho de que no requiere el apoyo de una red de distribución.
Para alimentar cargas de CA a cargas de CA, también se necesita un inversor de CA.
Las plantas de energía fotovoltaica independientes incluyen los sistemas de suministro de energía de las aldeas para ubicaciones remotas, los sistemas de energía solar para los hogares y la señal de comunicación, el alumbrado público solar y otros sistemas de energía fotovoltaica equipados con baterías que funcionan de manera independiente.
La energía solar conectada a la red implica que la tensión continua generada por los módulos solares es transformada por un inversor conectado a la red en una corriente alterna compatible con las especificaciones de la red. Está directamente relacionado con la red.
La característica principal de la creación de energía fotovoltaica conectada a la red es que permite la transferencia de la energía generada al sistema de red, que luego es utilizada por el sistema de red para proporcionar la electricidad que necesitan los consumidores.
La generación de energía fotovoltaica conectada a la red puede dividirse en generación de energía centralizada mediante energía fotovoltaica y generación de energía fotovoltaica dispersa; De acuerdo con los métodos de distribución, la generación de energía centralizada hace uso de los vastos y constantes recursos de energía solar que se encuentran en las áreas desérticas para construir estaciones de energía fotovoltaica masivas que están conectadas con sistemas de transmisión de alto voltaje que alimentan cargas de larga distancia.
La mayoría de las plantas de energía fotovoltaica que podemos ver en fotos o videos de un sinfín de paneles solares en la naturaleza son generadores de energía fotovoltaica centralizados.
La generación de energía fotovoltaica distribuida se construye principalmente sobre terrenos o edificios bajo los cuales se puede cultivar o plantar para abordar el problema del consumo de electricidad de los consumidores dentro del área y la conexión a la red para compensar la disparidad en el suministro y transmisión de energía. extrovertido.
Este tipo que genera energía es actualmente el más buscado.
Dado que la cuota de mercado fotovoltaica centralizada alcanzó lentamente la saturación y la distribución, la generación de energía fotovoltaica se ha vuelto más buscada.
El equipo esencial para un sistema de generación de energía solar distribuida comprende celdas fotovoltaicas, corchetes para fotovoltaica, caja para gabinetes de distribución de CC conectados a la red de convergencia de CC, gabinetes de distribución de CA de inversores y varios otros equipos, así como dispositivos de monitoreo de sistemas de energía, así como equipo de monitoreo ambiental.
Cuando está en funcionamiento, el panel solar utilizado para generar energía fotovoltaica convierte la energía del sol en energía eléctrica y luego la envía al gabinete de distribución a través de la caja del fregadero y luego al inversor, que invierte la fuente de alimentación de CA a la potencia requerida por el diseño. del edificio, controlándose el exceso o la falta de potencia mediante la conexión a la red.
El sol es una fuente de energía infinitamente renovable para todo el mundo. Tiene los beneficios de pureza total, seguridad total y expansión relativa, longevidad y libre de mantenimiento, eficiencia energética y beneficios económicos potenciales, y más. Es un elemento crítico de la estrategia a largo plazo para la energía.
Durante el día, el módulo de celdas solares produce un potencial eléctrico en condiciones de iluminación y luz solar. Estos están conectados en paralelo y en serie para crear una matriz de células solares para que su voltaje sea el voltaje requerido para la entrada al sistema.
Se recarga mediante el controlador de carga/descarga y luego se almacena la energía convertida por la fuente de luz.
Por la noche, el banco de baterías suministra la energía para el inversor. Convierte la corriente continua en corriente alterna y luego transmite ese viento a los gabinetes de distribución, donde la acción del interruptor del gabinete suministra la fuente de energía.
El banco de descarga de la batería puede ser controlado por el controlador de la batería, asegurando el uso adecuado de la tormenta.
Se recomienda que la estación de energía fotovoltaica también esté equipada con dispositivos de protección de limitación de carga y de protección contra rayos para proteger el equipo en el sistema contra la operación de sobrecarga y los rayos y para garantizar la seguridad del equipo.
Un sistema fotovoltaico consta de un panel solar y un banco de baterías.
También incluye un cargador y control de descarga, un inversor, gabinetes de distribución de CA, un sistema de seguimiento solar automatizado, un sistema de eliminación de polvo de módulo solar automatizado y otros componentes.
La función de cada componente del sistema es
En el caso de la luz solar (ya sea que provenga del sol o de otros objetos brillantes), absorbe energía de la luz. Esto da como resultado que se acumule una carga diferente en ambos extremos de la batería, es decir, se produce un voltaje “fotovoltaico” y se produce un “potencial fotovoltaico” y es un ejemplo del “impacto fotovoltaico”.
A través de los efectos fotovoltaicos, las células solares producen potencial eléctrico en ambos lados y convierten la energía luminosa en energía eléctrica. Este es un dispositivo para la conversión de energía.
Las celdas solares son típicamente celdas de silicio divididas en celdas solares de silicio monocristalino, celdas solares de silicio policristalino y celdas solares de silicio amorfo con tres.
Su propósito es retener la electricidad generada por el panel solar siempre que esté encendido y proporcionar electricidad al dispositivo en cualquier momento.
Los requisitos esenciales para el paquete de baterías que se utiliza para las células de energía solar son
Los sistemas actuales de generación de energía solar que soportan baterías son predominantemente de plomo-ácido y cadmio-níquel.
Con más de 200 Ah en baterías de plomo-ácido en general, se recomienda seleccionar baterías de plomo-ácido selladas fijas o industriales que no requieran mantenimiento. Cada batería viene con un valor nominal de 2 V CC.
Para las baterías de plomo-ácido de menos de 200 Ah, por lo general, debe seleccionar una pequeña batería de plomo-ácido sellada que no requiera mantenimiento y esté sellada. El voltaje nominal de cada batería es de 12 VCC.
El dispositivo protegerá la batería para que no se extraiga demasiado o se cargue demasiado.
Dado que el ciclo de carga y descarga y la profundidad de descarga son cruciales para determinar la vida útil de la batería, el control de carga y descarga puede regular la sobrecarga o descarga de la batería.
Este es un componente esencial.
Es un equipo que convierte la corriente continua en corriente alterna. Debido a que las baterías y las células solares pueden considerarse fuentes de alimentación de CC y carga de CA, un inversor es fundamental. Según el modo de funcionamiento, los inversores se dividen en inversores operativos que se encuentran de forma independiente e inversores conectados a la red.
Los inversores para uso independiente se utilizan en sistemas de energía de células solares independientes que suministran energía a varias cargas.
Los inversores que están conectados a las redes se utilizan en células solares que están relacionadas con las redes. Los inversores se dividen en inversores de onda cuadrada o inversores de onda sinusoidal en función de sus formas de onda de salida.
Los inversores con patrones de onda cuadrada tienen circuitos simples y costos económicos. Sin embargo, poseen un enorme componente armónico. Generalmente se utilizan para sistemas con menos de unos pocos cientos de vatios y demandas armónicas mínimas. Los inversores de onda sinusoidal cuestan más. Sin embargo, se pueden utilizar para cualquier carga.
Funciones de protección del inversor:
Su función principal para la planta de energía es cambiar el inversor de reserva para garantizar que el sistema esté alimentado por la misma fuente que el sistema, así como la función de medición de la energía de la línea.
El seguimiento solar es un dispositivo electrónico que mantendrá el panel solar en la dirección del sol durante todo el día y permitirá que la luz del sol se refleje verticalmente en el panel solar durante todo el día y aumente significativamente la eficiencia de generación de energía de los paneles solares fotovoltaicos.
1. Debe darse prioridad a los transformadores solares autoventiladores de bajas pérdidas.
2. La capacidad de un transformador elevador para la planta de energía solar se puede configurar según la potencia de salida del módulo de matriz.
3. Se pueden utilizar pads con subestaciones preinstaladas y montadas de alta/baja tensión o equipos de tipo abierto que consisten en transformadores con componentes eléctricos de baja y alta tensión, etc.
En plantas de energía fotovoltaica en áreas costeras o arenosas, la clase de protección costera debe ser IP65 si se emplean estructuras al aire libre. Aquellos con clases de protección para plantas fotovoltaicas deben ser IP54.
4. Los transformadores elevadores in situ para plantas de energía solar se pueden usar con transformadores de doble devanado y transformadores divididos.
5 . Se recomienda usar el transformador elevador in situ para la planta de energía solar sin el transformador regulador de voltaje de excitación.
En resumen, este documento ha tomado como ejemplo un transformador tipo pedestal típico, combinado con las características de la generación de energía solar, y ha analizado en detalle sus fallas comunes del transformador, como conexión a tierra, cables rotos y cortocircuitos. Para evitar de manera efectiva las fallas de los transformadores tipo pedestal, el lado de la operación y el mantenimiento de la planta de energía solar debe fortalecer el monitoreo diario del aislamiento, prestar atención al trabajo de laboratorio del tanque de aceite y, cuando las condiciones lo permitan, también configurar dispositivos adicionales de monitoreo del aislamiento para garantizar la operación segura del transformador montado en plataforma.
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