ELECTRIC, WITH AN EDGE
La energía solar sola es una forma importante de utilización de energía solar y es una forma de generación de energía que utiliza células solares para convertir la energía solar en energía eléctrica. Como la energía solar sola no está limitada por los recursos energéticos, las materias primas y el entorno de aplicación, y es ecológica y respetuosa con el medio ambiente, tiene una amplia perspectiva de desarrollo y es una de las tecnologías de energía renovable que los países se esfuerzan actualmente por desarrollar. En los sistemas de energía solar conectados a la red, los transformadores son naturalmente esenciales como equipo de conversión intermedio.
En la actualidad, los principales tipos de transformadores de potencia sola son los transformadores de potencia sola aislados con epoxi de la serie SC de nivel de voltaje de 10 y 35 kV, que se pueden dividir aproximadamente en transformadores de potencia sola de doble devanado y transformadores de potencia sola de doble división. transformadores, cuya selección se describe en este artículo.
La estructura del transformador de energía sola de doble bobinado para energía sola se muestra en la Figura 1. No existen grandes diferencias entre este tipo de transformador de energía sola de doble devanado y el transformador de energía sola de distribución tradicional en términos de diseño, tecnología y rendimiento del devanado del producto. fabricación, con la diferencia de que el primero es un transformador elevador.
Dependiendo de la tensión nominal de salida del inversor y la tensión conectada a la red, generalmente se conecta un conjunto de inversores al transformador de energía solar de doble devanado correspondiente.
En vista de que el funcionamiento normal del inversor fotovoltaico no permite conectar a tierra el punto neutro del transformador de potencia sola y la presencia de contenido armónico, se requiere el grupo de acoplamiento del transformador de potencia sola de doble bobinado para potencia sola. ser generalmente Dy11.
En los últimos años, el uso de transformadores divididos ha ido en aumento para limitar las corrientes de cortocircuito y ahorrar inversiones de capital. Un transformador dividido es un transformador en el que uno de los devanados (generalmente el devanado de bajo voltaje) se divide en varias ramas que no están conectadas eléctricamente una encima y otra debajo de la otra.
El uso de transformadores de doble división es común en los proyectos de energía solar, es decir, dos grupos de inversores separados están conectados a dos ramas del devanado de doble división, que se pueden operar por separado o simultáneamente.
Teniendo en cuenta el componente armónico del sistema inversor, el grupo de conexión del transformador de energía solar para energía solar bifurcada generalmente se elige como D, y11y11 o Y, d11d11.
En la actualidad, los transformadores de potencia sola bifurcados se pueden dividir en estructuras bifurcadas axiales, bifurcadas de amplitud y bifurcadas especiales según su estructura.
La estructura de un transformador de potencia sola bifurcado axialmente se muestra en la Figura 2.
El devanado de baja tensión consta de dos ramas distribuidas axialmente sobre una misma columna de núcleo, no existe conexión eléctrica entre las ramas del devanado partido, pero sí una conexión magnética, el grado de conexión depende de la estructura del transformador [2 ], esta estructura de devanado de bajo voltaje se puede convertir en una estructura de lámina o una estructura de alambre enrollado.
El devanado de alta tensión también está formado por dos ramales en paralelo con el correspondiente devanado de baja tensión.
Por lo general, la capacidad nominal y el voltaje nominal de los dos devanados derivados son los mismos, las especificaciones del conductor, la geometría y la disposición interna de cada devanado derivado son básicamente las mismas, y la capacidad de los dos derivados combinados es igual a la capacidad total del transformador. .
El transformador de potencia sola bifurcado axialmente tiene buenas características operativas tanto en operación transversal como semitransversal debido a su estructura completamente simétrica y distribución uniforme de fugas magnéticas.
Al mismo tiempo, la alta impedancia entre las dos ramas separadas axialmente independientes reduce efectivamente la corriente de cortocircuito en ambos sistemas, de modo que incluso si falla una rama, la otra rama puede seguir funcionando con normalidad.
Sin embargo, el devanado de alto voltaje de esta estructura son dos devanados conectados en paralelo, lo que inevitablemente da como resultado que el número de vueltas del devanado de alto voltaje aumente en un factor de uno en comparación con los productos convencionales, mientras que la sección transversal del cable es solo 1/2 la de los productos convencionales.
Si el usuario elige un transformador de potencia doble split sola con un nivel de tensión de 35 kV y un devanado de alta tensión conectado en D, esto seguramente causará dificultades en el proceso de bobinado del devanado de alta tensión, baja eficiencia de producción y, en cierta medida, la seguridad y confiabilidad del transformador de potencia sola, teniendo en cuenta la necesidad de controlar la cantidad de descarga del producto.
Además, los devanados de bajo voltaje están dispuestos hacia arriba y hacia abajo, y el aumento de temperatura del devanado superior es significativamente mayor que el del devanado inferior debido a la convección del aire. Los resultados de las pruebas muestran que la diferencia de temperatura entre los devanados de bajo voltaje superior e inferior del prototipo de transformador de potencia solar dividido axialmente es de casi 20 K. Por lo tanto, al diseñar y fabricar el transformador de potencia solar bifurcado axialmente convencional, es necesario fortalecer la calibración. del aumento de temperatura y la elección de los materiales de aislamiento.
La estructura de transformador de potencia sola bifurcada de amplitud comúnmente utilizada se muestra en la Figura 3.
El devanado de baja tensión está formado por dos ramales distribuidos en la dirección de la amplitud, que por sus peculiaridades estructurales suelen formar una estructura de alambre bobinado; el devanado de alto voltaje es un solo devanado en su conjunto. El devanado de alto voltaje de un transformador de energía sola de doble división es un devanado único.
El número de vueltas y la sección transversal de los cables en esta estructura se seleccionan como normales, por lo que el proceso de bobinado y la eficiencia del bobinado de alto voltaje en esta estructura son significativamente mejores que en la estructura bifurcada axial.
Debido a la simetría casi completa de esta estructura, existe un buen equilibrio de giro de seguridad tanto en la operación transversal como semitransversal.
Además, el aumento de temperatura de los devanados de bajo voltaje divididos en amplitud es más uniforme.
Sin embargo, este tipo de devanado de bajo voltaje del transformador de potencia sola bifurcado se divide en la dirección de amplitud, la impedancia de división entre los dos devanados de bajo voltaje es pequeña y la capacitancia de acoplamiento es grande, lo que aumenta la interferencia entre los dos devanados de bajo voltaje. devanados y afecta la calidad de la potencia de salida y la confiabilidad operativa de los componentes relevantes del inversor.
La estructura del transformador de potencia especial de doble división sola se muestra en la Figura 4. El devanado de bajo voltaje de este tipo de transformador de potencia sola bifurcado es una estructura bifurcada axial, que se puede convertir en una estructura de lámina o alambre enrollado; el devanado de alto voltaje es un solo devanado en su conjunto.
La estructura bifurcada especial combina la estructura bifurcada axial y la estructura bifurcada de amplitud, que es una estructura bifurcada bastante especial.
La estructura especial de doble división resuelve los defectos del devanado de bajo voltaje de división de amplitud y muchos de los problemas del devanado de alto voltaje de división doble axial, y reduce el costo del producto y mejora la eficiencia del devanado del devanado, que parece ser ideal
Sin embargo, en la operación real, debido a influencias ambientales o condiciones de falla del inversor, el lado de entrada del transformador fotovoltaico no es simétrico hacia arriba y hacia abajo, se produce una operación asimétrica o incluso una operación de medio cruce (es decir, devanado dividido en una rama a la operación de devanado de alto voltaje ).
En este caso, los devanados de alto y bajo voltaje tienen un desequilibrio de amperios-vuelta más serio, lo que da como resultado una gran cantidad de fugas magnéticas al final del devanado de bajo voltaje y una generación significativa de calor al final del devanado de bajo voltaje, por lo que esta solución también tiene un mayor riesgo.
El devanado de un transformador de energía solar para energía solar conectada a la red se divide principalmente en una estructura de doble devanado y una estructura de doble división. Entre ellos, el doble devanado es un transformador elevador, cuya estructura no es muy diferente del transformador de distribución tradicional de energía sola en el proceso de diseño y producción, y generalmente se selecciona como D,y11. mientras que el transformador de energía solar fotovoltaica de doble división debe prestar atención a los siguientes puntos.
a) Para garantizar la calidad de la energía y la fiabilidad del funcionamiento de los componentes pertinentes, la impedancia dividida de los dos devanados de baja tensión no debe ser demasiado pequeña; hay una gran diferencia de temperatura entre los devanados de bajo voltaje superior e inferior durante la operación de un transformador dividido axialmente, y se debe prestar atención al aumento de temperatura y la elección de los materiales de aislamiento.
Para transformadores de potencia bifurcados sola de clases de alta tensión como 35 kV, se recomienda el uso de grupos de acoplamiento Y, d11d11; En principio, no se recomiendan los transformadores de potencia especiales bifurcados sola con grandes defectos en la operación de semicruce.
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