ELECTRIC, WITH AN EDGE
L’énergie solaire est une source d’énergie renouvelable et propre et est la source d’énergie la plus propre, la plus sûre et la plus fiable du futur. La production d’énergie photovoltaïque est une utilisation efficace de l’énergie solaire. Dans cet article, les différents types de transformateurs solaires, y compris les transformateurs élévateurs, les transformateurs abaisseurs, les transformateurs de distribution, les sous-stations, les transformateurs montés sur socle et mis à la terre, les transformateurs de type sec, etc., qui sont principalement utilisés dans les centrales solaires sont expliqués. en détail.
Daelim est un fabricant de transformateurs avec de nombreuses certifications telles que IEEE, ANSI, ECI, CSA, C.57, DOE et des dizaines de brevets.
Daelim a également fourni des solutions de transformateurs à des dizaines de centrales solaires. Fort de cette expérience, Daelim propose des transformateurs pour centrales photovoltaïques avec de grandes capacités, de nombreuses branches basse tension, des limites de température élevées, une compacité, une intégration secondaire élevée et une facilité d’installation et d’utilisation, qui sont utilisés dans un grand nombre d’applications dans le domaine de l’énergie photovoltaïque. secteur de la génération.
Transformateurs DAELIM pour application dans les systèmes de production d’énergie photovoltaïque distribuée (DPV), également connu sous le nom d’énergie solaire.
Dans les systèmes de production d’énergie DPV, l’électricité est produite par la conversion du rayonnement solaire en électricité à courant continu (CC) avec des semi-conducteurs qui montrent l’effet photovoltaïque (PV).
La production d’énergie photovoltaïque est basée sur des panneaux solaires constitués d’un réseau de modules photovoltaïques (cellules) qui contiennent le matériau photovoltaïque. Il est généralement composé de silicium.
Le module PV est capable de produire une tension aussi élevée que 1100V (DC).
La tension continue résultante est transformée en tension alternative triphasée à l’aide d’un onduleur triphasé.
L’onduleur se connecte ensuite à un DPV le transformateur de l’onduleur du système pour faciliter la distribution de l’électricité en courant alternatif (AC).
Des toits pour les maisons résidentielles aux applications industrielles et commerciales et aux centrales électriques de qualité utilitaire, les transformateurs de distribution solaires appropriés de DAELIM sont spécifiquement adaptés aux onduleurs solaires de différentes tailles et à leurs fonctions.
1. Le fluide diélectrique FR3 offre la sécurité contre les incendies, la fiabilité des équipements et une durée de vie prévue bien supérieure à celle d’un transformateur à huile minérale traditionnel, ce qui en fait un élément crucial des solutions d’équilibre des ressources énergétiques distribuées (DER) du système (BOS).
2. Transformateurs conçus sur mesure optimisés pour des profils de charge spécifiques, des exigences d’impédance et des connexions simples ou multiples d’onduleur
3. Plus de capacité de surcharge que la plaque signalétique, sans perte d’isolation
4. Complète complètement les solutions solaires et énergétiques équilibrées du système (BOS), y compris les combinateurs CC et CA, les disjoncteurs de déconnexion, les fusibles et les recombineurs CA. Interrupteurs à socle, réenclencheurs à condensateurs montés sur pôles, interrupteurs pneumatiques et une gamme complète de services
* Basé sur la puissance de sortie de l’onduleur, les diagrammes de charge et les harmoniques, les conditions météorologiques et les conditions de service inhabituelles
* Conçu spécifiquement pour que le transformateur onduleur fonctionne avec la forme de tension d’impulsion des onduleurs
* Le fonctionnement de l’onduleur ne dépend pas du groupe de vecteurs comme Dy1, Dy5 et Dy11
* Il n’y a pas d’exigence de neutre sur le côté primaire de LV
* Le point neutre est isolé sur le transformateur côté HT secondaire
* Recommandation d’installer ES entre les enroulements primaire et secondaire afin de limiter la possibilité de transmission en haute fréquence des perturbations (harmoniques ou surtensions, impulsions, etc.)) de l’enroulement primaire vers le secondaire
* Les enroulements normalement connectés aux circuits onduleurs ne sont pas arrondis.
DAELIM est entièrement conforme au guide IEEE C57.159 (2016) pour l’application dans les systèmes de production d’énergie DPV.
Phases : Trois
1. Expérience dans la réalisation de nombreux projets dans les pays américains, y compris les États-Unis et le Canada
2. Certifié avec UL, cUL, certificat CSA, rapport de test SGS, etc.
3. Des équipes complètes d’après-vente et d’installation à travers le Canada, les États-Unis et ailleurs.
4. Conception avec la force de maximiser l’efficacité, les faibles niveaux sonores spéciaux, l’ambiance, le facteur k 50 60 Hz et 60 Hz, etc.
5,6 à 7 semaines de temps de production
La production d’énergie photovoltaïque peut être divisée en deux types selon la manière dont elle est connectée au réseau : hors réseau et connectée au réseau. La majorité des centrales photovoltaïques sont actuellement connectées au réseau, c’est-à-dire connectées en parallèle au réseau d’alimentation électrique existant afin de maximiser l’utilisation de l’électricité produite par la centrale.
Les onduleurs et les transformateurs utilisés dans les centrales photovoltaïques sont l’un des composants nucléaires importants des centrales photovoltaïques. Les onduleurs réalisent la conversion du courant continu en courant alternatif et les transformateurs réalisent la transmission et l’utilisation de l’énergie électrique.
Afin de réduire les pertes de transmission de ligne et d’augmenter les distances de transmission, la tension de 270V ou 400V à la sortie de l’onduleur PV doit être augmentée puis émise, c’est-à-dire qu’un transformateur élévateur est installé pour augmenter la tension à 10kV ou 3kV selon sur la capacité de la centrale électrique, ce qui réduit les pertes sur les lignes de transmission tout en isolant physiquement le système électriquement.
Le développement rapide de l’industrie photovoltaïque a apporté de nombreuses opportunités aux fabricants de sous-stations de type boîtier PV en particulier.
Les produits de transformation actuellement utilisés dans les sous-stations photovoltaïques sont principalement des transformateurs immergés dans l’huile, qui présentent les avantages d’une structure simple, d’une forte résistance aux chocs et d’une grande fiabilité.
Ainsi, pour développer vigoureusement l’activité de production d’électricité photovoltaïque, il convient de partir du niveau technique des appareillages haute et basse tension d’une part, et d’autre part d’améliorer l’exploitation et la gestion du réseau de production d’électricité, afin de s’assurer que le système de production d’énergie photovoltaïque n’est pas affecté.
Le réseau de production d’énergie photovoltaïque en fonctionnement normal, doit avoir des fonctions de mesure, de protection de sécurité, de contrôle, de communication à distance et autres, détecter le fonctionnement du système de distribution d’énergie, juger de l’état et donner les instructions de contrôle nécessaires, mais aussi toutes les informations seront transmises à la surveillance en temps opportun également, le degré a les exigences de base du transformateur monté sur socle photovoltaïque intelligent.
Le transformateur monté sur socle PV en tant qu’équipement important pour la transmission de tension, sa sécurité et sa fiabilité, ses économies d’énergie et sa protection de l’environnement, son fonctionnement et sa maintenance et d’autres performances complètes sont particulièrement importants pour améliorer les indicateurs techniques globaux des ensembles complets d’équipements photovoltaïques.
Dans les centrales solaires, deux onduleurs de 500 kW sont souvent connectés à un transformateur de type sec de 1 000 kVA pour la production d’énergie photovoltaïque afin de réduire le coût global de l’équipement et d’améliorer l’économie. Cependant, dans les systèmes d’onduleurs sans transformateurs d’isolement, afin d’isoler électriquement les deux onduleurs l’un de l’autre, un transformateur de type sec à double division est utilisé.
De plus, compte tenu du contenu harmonique du système d’onduleur, l’un des premier et deuxième enroulements du transformateur de type sec pour la production d’énergie solaire doit être connecté en tant que connexion D.
De cette manière, la troisième harmonique peut circuler dans l’enroulement connecté en D, réduisant ainsi l’influence des harmoniques.
Par conséquent, ce transformateur de type sec à double division est souvent conçu comme Dy11y11 ou Yd11d11.
Pour les transformateurs de type sec bifurqués de 35 kV, le groupe de couplage Yd11d11 est recommandé pour les raisons suivantes.
(a) The voltage on the 35 kV side is higher, and after the coupling is Y-connected, the phase voltage of the 35 kV winding is only 1 3 of the line voltage, reducing the electric field gradient inside the high-voltage winding, reducing the possibility of partial discharge and substantially improving product reliability. For example, power transformers of 110 kV class and above are connected with Yd11 for the same purpose.
(b) côté basse tension du courant pour la connexion y, le courant de phase est égal au courant de ligne, que le courant de phase de connexion d augmenté de trois fois, besoin d’utiliser une plus grande section du conducteur, ce qui entraînera la perte de courant de Foucault du produit a augmenté, compte tenu de l’impact du courant harmonique, la perte supplémentaire a encore augmenté ; et lorsque le côté haute tension 35 kV de la connexion Y, en raison de la haute tension, le courant nominal est faible, de sorte que la section du conducteur lui-même est petite, la perte de courant de Foucault est inférieure. Dans l’ensemble, la connexion Yd11 entraîne des pertes supplémentaires inférieures et une fiabilité accrue.
(a) Lorsque le groupe de connexion côté basse tension est pris comme d, il peut fournir des canaux de circulation pour le courant de troisième harmonique, améliorant la forme d’onde du courant et la qualité de l’alimentation.
(b) Lorsqu’un court-circuit à la terre monophasé se produit du côté basse tension de la ligne, si l’enroulement basse tension est connecté à d, il peut fournir un canal de circulation pour le flux de court-circuit (à l’intérieur du triangle) et protéger le côté haute tension. Si l’enroulement basse tension est connecté en y, il ne peut pas fournir de canal de circulation et générera un courant de court-circuit important, mettant en danger le côté haute tension.
(1) Conception d’élévation de température: les transformateurs solaires de type sec sont généralement installés dans des boîtiers extérieurs ou une salle d’onduleur, l’environnement de ventilation est médiocre.
Lorsque le soleil est le plus fort, c’est la température ambiante la plus élevée du transformateur solaire de type sec, et la puissance de sortie du transformateur est également à l’état maximum, de sorte que la température du transformateur atteint le maximum, mais la nuit, le transformateur est fondamentalement en l’état à vide et la température ambiante est basse.
Par conséquent, la température du transformateur d’énergie solaire est plus basse à ce moment, ce qui peut compenser sa durée de vie vieillissante. Par conséquent, lors de la conception de l’élévation de température du transformateur, une attention particulière doit être accordée à ses caractéristiques de fluctuation de charge et de température ambiante, et la température maximale sur le transformateur d’énergie solaire ne doit pas dépasser la densité magnétique du matériau d’isolation et de la structure d’isolation.
De plus, pour le transformateur de type sec à double division, le côté entrée des deux groupes de bobines basse tension divisées son agencement supérieur et inférieur, en raison de l’impact de la convection d’air, l’élévation de température de la bobine inférieure est nettement inférieure à la partie supérieure Bobine, environ 15 K inférieure à, de sorte que la qualité supérieure du matériau d’isolation de la bobine résistante à la chaleur doit être légèrement renforcée.
(2) Sélection de la densité magnétique : compte tenu de l’existence d’harmoniques de tension et d’un magnétisme de polarisation CC, la densité magnétique de conception des transformateurs de type sec pour la production d’énergie photovoltaïque doit être inférieure de plus de 5 % à celle des transformateurs de type sec conventionnels pour assurer la fiabilité du fonctionnement du produit et pour contrôler le bruit du produit.
(3) Calcul des pertes supplémentaires : Le calcul des pertes supplémentaires est basé sur le contenu harmonique du courant de l’onduleur à la sortie de l’onduleur réel et les pertes supplémentaires calculées sont utilisées dans le calcul de l’échauffement du produit.
Pour les systèmes d’onduleurs avec transformateurs d’isolement, l’utilisation d’un transformateur de type sec à double enroulement permet de ne pas avoir de conditions de fonctionnement trop particulières.
Dans le cas des transformateurs de type sec bifurqués pour la production d’énergie photovoltaïque, cependant, deux onduleurs sont connectés à un transformateur de type sec bifurqué axial.
En principe, si l’on considère que le nombre de panneaux solaires connectés à chaque onduleur est le même et que les panneaux solaires d’une même centrale sont soumis au même rayonnement photovoltaïque au même instant, et que les deux onduleurs connectés au sec bifurqué transformateur de type sec ont le même corps de vanne et la même stratégie de contrôle Les deux onduleurs connectés au transformateur de type sec bifurqué ont le même corps de vanne et la même stratégie de contrôle.
En conséquence, les deux tensions et courants du côté entrée du transformateur de type sec bifurqué sont fondamentalement équilibrés et cohérents, mais en pratique, en raison des influences environnementales ou des conditions de défaut de l’onduleur, le côté entrée du transformateur n’est pas symétrique vers le haut et vers le bas, ou même une opération de demi-croisement se produit, et l’onduleur contrôle strictement sa tension de sortie.
Lorsqu’une grande déviation se produit, le court-circuit CA supprimera cet onduleur, et lorsque les courants de sortie des deux onduleurs connectés au transformateur de type sec bifurqué sont inégaux, la distribution de courant dans les bobines divisées supérieure et inférieure du côté sortie du transformateur solaire est également inégal en ce moment.
Comme on peut le voir, lorsque la sortie des deux onduleurs connectés au transformateur de type sec bifurqué n’est pas symétrique, le champ de fuite transversal interne de la bobine du transformateur de type sec bifurqué augmente considérablement, ce qui entraînera des pertes supplémentaires dans les conducteurs adjacents et augmenter la température, ce qui est également évité pendant le fonctionnement.
Un transformateur élévateur solaire est un transformateur de puissance à faible perte adapté à la production d’énergie solaire. Comme l’énergie solaire est affectée par les conditions météorologiques, les changements saisonniers, l’alternance du jour et de la nuit et d’autres facteurs, l’incertitude de l’intensité et de la durée de la lumière du soleil rend la puissance de sortie du système de production d’énergie photovoltaïque avec des caractéristiques discontinues et instables, le fonctionnement à faible charge à long terme devient la norme.
Le transformateur élévateur solaire a des pertes à vide extrêmement faibles et convient à un fonctionnement à faible charge à long terme.
Le transformateur élévateur solaire se compose d’un enroulement haute tension et de deux enroulements basse tension, et son principe de fonctionnement électromagnétique est similaire à celui d’un transformateur à trois enroulements. Le transformateur peut être divisé à la fois dans le sens de l’amplitude et dans le sens axial, avec quelques différences dans le processus de fabrication.
Les deux enroulements basse tension sont situés de part et d’autre de l’enroulement haute tension et ont deux voies respiratoires principales, ce qui est plus coûteux à fabriquer, augmente le potentiel d’accidents d’isolement et rend difficile de s’assurer que l’impédance de demi-croisement des deux les enroulements divisés sont les mêmes.
Les deux enroulements basse tension sont situés sur le côté intérieur de l’enroulement haute tension. Cette méthode de séparation, afin d’assurer que l’impédance des deux enroulements basse tension est la même, peut être un enroulement échelonné ; en fait, cela équivaut à deux enroulements basse tension réalisés sous forme d’enroulement à double feuille, mais l’isolation doit être placée entre la feuille de cuivre et la feuille de cuivre, devenant ainsi deux enroulements distincts.
Si l’enroulement est un enroulement de fil, il peut être transformé en un type de cylindre multicouche, mais les spires de fil doivent être divisées en deux fils indépendants pour sortir, ce qui en fait deux groupes d’enroulements basse tension. L’inconvénient est que l’impédance divisée est faible, les deux enroulements basse tension sont couplés magnétiquement et s’affectent davantage pendant le fonctionnement.
Division axiale illustrée : les enroulements haute et basse tension sont divisés axialement respectivement, comme s’ils étaient symétriques au-dessus et au-dessous. Cela garantit à partir de la structure et de la fabrication que les paramètres sont fondamentalement les mêmes, que l’impédance divisée est plus grande et que l’impédance de demi-croisement est presque égale.
La troisième harmonique peut circuler dans l’enroulement connecté en D, ce qui réduit efficacement l’impact des harmoniques sur le réseau. Pour les transformateurs élévateurs photovoltaïques 10 kV, la forme Dy11y11 est disponible, conformément aux habitudes courantes de distribution.
Pour les transformateurs élévateurs photovoltaïques de 35 kV, la forme Yd11d11 est plus recommandée. La haute tension est connectée en Y, la tension de phase est de 1/3 de la tension de ligne, la décharge locale de l’enroulement est facile à contrôler et la qualité est plus garantie.
Lorsque l’onduleur solaire est en fonctionnement réel, la forme d’onde est généralement dans un état asymétrique, ce qui signifie qu’une polarisation CC est générée.
Lorsque la polarisation CC se produit, la composante CC est isolée par le transformateur élévateur et ne s’écoulera pas dans le réseau, mais entraînera la superposition et l’augmentation de la densité magnétique du noyau du transformateur, et le courant d’excitation et le bruit augmenteront également, ce qui peut causer saturation du noyau et distorsion du courant d’excitation dans les cas graves. Il est donc recommandé de réduire la densité magnétique de 0,05 à 0,1 T par rapport aux produits conventionnels.
Si l’utilisateur a des exigences de bruit plus élevées, la relation entre la densité magnétique et le bruit (pour chaque augmentation de 0,05 T de la densité magnétique, le bruit à vide du noyau augmente d’environ 2 d B, tandis que le transformateur fini peut augmenter d’environ 5 d B) , la réduction appropriée de la conception de la densité magnétique.
Compte tenu de l’influence des harmoniques du courant de sortie de l’onduleur, la conception de l’élévation de température doit inclure un calcul cumulatif des pertes CC de l’enroulement, des pertes par courant de Foucault de la ligne électromagnétique et des pertes d’influence harmonique. Des calculs précis facilitent le contrôle des coûts tout en garantissant que la température du point le plus chaud du transformateur ne dépasse pas la température admissible du matériau isolant.
En particulier, pour les transformateurs élévateurs solaires, en raison de l’enroulement à division axiale élevée, la convection de l’air de refroidissement du bas vers le haut de l’enroulement entraîne souvent une différence de température de plus de 10 K dans l’enroulement supérieur par rapport à l’enroulement inférieur. enroulement, qui nécessite une conception à faible échauffement ou une classe thermique supérieure de matériau d’isolation pour l’enroulement supérieur.
La production d’énergie photovoltaïque est souvent installée dans des endroits aux conditions climatiques difficiles, et pour les zones d’exploitation à haute altitude, les niveaux d’isolation et les limites d’échauffement doivent être corrigés. Lorsque la température ambiante dépasse les conditions normales spécifiées dans la norme, la limite d’échauffement doit également être corrigée en réduisant le dépassement.
L’enroulement basse tension est constitué d’une feuille de cuivre, les enroulements divisés supérieur et inférieur sont disposés symétriquement et sont enroulés de manière synchrone avec une intégration de bobineuse à double couche, avec une bonne planéité d’extrémité et un contrôle facile de la taille.
Les transformateurs immergés dans l’huile doivent avoir un squelette époxy rigide à l’intérieur de l’enroulement basse tension, suffisamment solide pour résister à la force électromotrice de court-circuit d’amplitude, afin d’éviter la déformation de l’enroulement et la contrainte du noyau ; l’espace entre les enroulements divisés est rempli étroitement de plaques époxy.
Les transformateurs de type sec sont coulés en résine dans leur ensemble et la résistance aux courts-circuits soudains est considérablement augmentée.
L’enroulement haute tension est également disposé symétriquement au milieu, avec une disposition raisonnable des spires de fil pour obtenir une spire de sécurité équilibrée dans la mesure du possible. Les enroulements haute et basse tension du transformateur immergé dans l’huile sont gainés et l’ensemble est laqué pour améliorer encore les propriétés mécaniques. Les transformateurs de type sec ont deux ensembles d’enroulements divisés moulés en résine pour former une seule unité.
Les transformateurs sont des composants essentiels de la production et de la distribution d’énergie solaire. Historiquement, les transformateurs ont une énergie « augmentée » ou « réduite » provenant de sources non renouvelables. Historiquement, les transformateurs ont une énergie « augmentée » ou « réduite » provenant de sources non renouvelables. Il existe différents types de transformateurs solaires, notamment la distribution, la station, la sous-station, le montage sur socle et la mise à la terre.
La sortie d’une cellule photovoltaïque est CC et doit être inversée en CA par un onduleur avant de pouvoir être connectée au réseau en parallèle via un transformateur élévateur.
Cependant, lorsque l’onduleur convertit la sortie CC des panneaux photovoltaïques en courant alternatif, il introduit des composants CC et harmoniques dans le système, ce qui non seulement réduit la qualité de l’alimentation, mais augmente également les vibrations et le bruit du transformateur, en particulier dans le cas de transformateurs en alliage amorphe.
De plus, les composantes continues et harmoniques provoquent également une augmentation des pertes à vide du transformateur. Les transformateurs en alliage amorphe sont promus parce que leurs pertes à vide ne représentent que 1/5 de celles des transformateurs en acier au silicium couramment utilisés, et donc le nombre de transformateurs en alliage amorphe dans les systèmes de production d’énergie photovoltaïque augmente de jour en jour.
Un système d’énergie solaire est un système de production d’électricité qui utilise l’effet photovoltaïque des cellules solaires pour convertir le rayonnement solaire directement en énergie électrique. Les systèmes d’alimentation photovoltaïque peuvent être
Petits systèmes d’énergie solaire – la capacité installée est inférieure ou égale à 1 MWc et le niveau de tension du bus de production d’électricité convient à 0,4 à 10 kV.
Systèmes solaires de taille moyenne – d’une puissance installée supérieure à 1 MWc et inférieure ou égale à 30 MWc, la tension du bus de génération est adaptée à un niveau de tension de 10 à 35 kV.
Grands systèmes d’énergie solaire – avec une capacité installée de plus de 30 MWp, le niveau de tension du bus de production d’électricité est adapté à 35 kV. Une centrale photovoltaïque est une centrale électrique où le système de production d’énergie photovoltaïque est l’objectif principal.
La conception de la sous-station solaire, qui doit être basée sur les exigences de tension continue à l’entrée de l’onduleur, se compose d’un certain nombre de modules photovoltaïques dans une chaîne, qui sont réunis en plusieurs chaînes à travers une boîte de dissipation DC, inversée par l’onduleur et amplifié par un transformateur élévateur en une alimentation électrique qui répond aux exigences de fréquence et de tension du réseau.
La centrale PV est une combinaison de plusieurs unités de puissance PV (modules de puissance unitaires).
L’unité de production d’énergie PV est généralement basée sur un système de suralimentation d’onduleur, dont l’échelle et la capacité sont déterminées par la centrale électrique et la capacité de l’onduleur.
Lorsqu’un transformateur élévateur in situ est connecté à deux onduleurs sans transformateurs d’isolement, selon le niveau général actuel de production d’onduleurs, un transformateur à double enroulement divisé est généralement utilisé afin de limiter le courant de circulation côté sortie basse tension AC. des deux onduleurs connectés en parallèle.
Le choix du transformateur élévateur in situ est également expliqué : les transformateurs de puissance auto-refroidissants à faibles pertes sont préférés ; la capacité du transformateur peut être sélectionnée en fonction de la puissance de sortie maximale du module d’unité de générateur photovoltaïque.
Des sous-stations haute tension (basse tension) de type boîtier pré-assemblées ou des sous-stations assemblées composées de transformateurs, d’équipements électriques haute tension et basse tension peuvent être utilisées ; pour les centrales photovoltaïques situées dans des zones côtières ou sablonneuses, lorsque des aménagements extérieurs sont utilisés, le niveau de protection côtière doit atteindre IP65 et les centrales photovoltaïques sablonneuses doivent atteindre IP54.
Il est conseillé d’utiliser des transformateurs régulateurs de tension non excités ; des transformateurs à double enroulement ou des transformateurs divisés peuvent être utilisés.
En tant que nouveau type de production d’électricité respectueux de l’environnement et pouvant améliorer efficacement le niveau de vie, la production d’énergie photovoltaïque devient progressivement une partie importante du système électrique et la technologie de production d’énergie photovoltaïque est utilisée dans le monde entier.
Selon des statistiques faisant autorité, les systèmes photovoltaïques connectés au réseau représentent 40 % des ventes actuelles d’équipements de production d’énergie photovoltaïque et sont devenus une tendance dans le domaine de la production d’énergie photovoltaïque.
Les systèmes de production d’énergie photovoltaïque sont également généralement classés en systèmes de production d’énergie photovoltaïque hors réseau et en systèmes de production d’énergie photovoltaïque connectés au réseau en fonction de leur relation avec le système électrique.
Étant donné que la production d’énergie photovoltaïque se caractérise par une production d’électricité diurne et que la charge est assurée par tous les temps, les systèmes de production d’énergie photovoltaïque hors réseau nécessitent des équipements de stockage d’énergie tels que des batteries.
Les systèmes de production d’énergie photovoltaïque connectés au réseau peuvent alors W économiser les équipements de stockage d’énergie et réduire la perte d’énergie lors de la décharge de la batterie. Cela réduit les coûts d’exploitation du système et améliore la stabilité du fonctionnement du système et de l’alimentation électrique.
Les systèmes de production d’énergie photovoltaïque à grande échelle connectés au réseau imposent aux onduleurs des exigences “compatibles avec le réseau”, qui nécessitent un contrôle rapide de la fréquence, de la tension, du courant, de la phase, de la puissance active et réactive, de la qualité de l’énergie (fluctuations de tension, harmoniques élevées), etc. , et étendre les fonctions de communication.
L’intégration de la production d’énergie renouvelable à grande échelle dans le réseau est une caractéristique importante des réseaux intelligents, de sorte que l’intégration du réseau PV à grande échelle doit disposer d’une technologie d’interaction réseau-source qui répond aux normes des réseaux intelligents.
L’intégration de la production d’énergie photovoltaïque à grande échelle entraînera une série de problèmes tels que les fluctuations de tension dans le réseau, la puissance de transmission de ligne dépassant la limite, l’augmentation de la capacité de court-circuit du système et le changement de stabilité transitoire du système, qui restreignent sérieusement la capacité du réseau. accepter la production d’énergie photovoltaïque.
Par conséquent, de nombreuses recherches ont été effectuées sur la nouvelle technologie de production d’énergie PV et de contrôle connecté au réseau et sur l’impact de la production d’énergie PV sur le système.
Le système de surveillance intelligent de la centrale photovoltaïque fait référence au système de surveillance et de gestion intelligent qui utilise des capteurs avancés, des contrôleurs, des équipements de communication et d’autres équipements intelligents pour réaliser les fonctions de collecte de données, de surveillance des défauts, de stockage des données et de surveillance à distance du fonctionnement de la centrale photovoltaïque. .
La plupart des systèmes de surveillance intelligents des centrales photovoltaïques existantes ne détectent en temps réel que l’état de fonctionnement de divers équipements réglables dans les centrales photovoltaïques, et lorsque l’équipement tombe en panne, des signaux d’alarme sont émis pour informer le personnel de maintenance et n’ont pas la fonction du contrôle d’optimisation du groupe d’onduleurs.
De plus, le marché actuel des centrales photovoltaïques utilisant une large gamme d’équipements, peu compatibles, il est difficile de constituer un système de surveillance unifié.
En résumé, un système de surveillance intelligent de la centrale photovoltaïque qui peut être compatible avec divers appareils, effectuer un contrôle optimal et coordonné de plusieurs onduleurs et réaliser une surveillance complète et unifiée en temps réel de la centrale photovoltaïque sera la tendance dans le développement de la centrale photovoltaïque. systèmes de surveillance.
De plus, comme les grandes centrales photovoltaïques sont généralement construites dans des zones reculées, le signal de données via le bus de communication pour une atténuation de transmission longue distance grave, ne convient pas à l’utilisation d’un système de surveillance filaire.
Par conséquent, les perspectives de développement des systèmes de surveillance à distance basés sur les technologies de communication sans fil telles que GPRS et CDMA sont également très larges.
En raison de la limitation de la capacité de l’onduleur, la sous-station solaire connecte généralement les modules PV et les onduleurs dans une unité de production d’énergie minimale et utilise des transformateurs élévateurs doubles pour former un module d’unité de production d’énergie, c’est-à-dire qu’un transformateur élévateur est connecté en parallèle avec deux ensembles d’unités de production d’énergie minimale d’onduleur. Cela réduit efficacement le nombre de transformateurs et limite le courant de circulation côté sortie AC des deux onduleurs connectés en parallèle.
La tension de sortie des onduleurs est principalement de 270, 315 et 400 V. Le transformateur élévateur solaire est utilisé pour élever la tension à 10 kV ou 35 kV in situ et est finalement introduit dans le système de transmission et de distribution pour compléter le réseau connexion.
Les transformateurs élévateurs solaires sont généralement fournis sous forme de transformateurs combinés (transformateurs sur socle) ou de sous-stations pré-assemblées (transformateurs européens) en tant qu’unités complètes.
Les défauts de fonctionnement d’une station de surpression sont principalement classés en défauts de ligne de transmission, défauts de jeu de barres, défauts de transformateur, défauts d’appareillage de commutation haute tension et d’équipement auxiliaire, défauts de dispositif de protection de relais, etc.
Les causes les plus courantes de pannes dans le fonctionnement de la zone PV sont les pannes causées par des irrégularités dans le processus de construction et d’installation, les pannes causées par l’échec de l’installation et de la mise en service de l’onduleur, les pannes causées par l’échec de l’installation et de la mise en service de l’onduleur et les pannes causés par l’absence d’inspection de l’équipement auxiliaire du transformateur élévateur et les défauts causés par l’incapacité de détecter à temps les problèmes cachés.
Les défauts de communication et d’automatisation peuvent ne pas affecter le fonctionnement de la production d’électricité de l’équipement pour le moment, mais ils peuvent nuire à l’analyse opérationnelle et à la détection des défauts de l’équipement et à leur élimination, ainsi qu’empêcher l’exploitation de l’équipement à distance, laissant un cache danger pour la production de sécurité, qui conduira à l’expansion des accidents s’il n’est pas pris au sérieux.
Les principales causes de défaillance sont : un sol meuble provoquant des affaissements, entraînant une déformation de l’équipement et rendant son fonctionnement difficile, des distances de sécurité insuffisantes provoquant des mises à la terre électriques et des courts-circuits. Corrosion des équipements électriques par le brouillard salin, ainsi que l’évaporation de la vapeur d’eau provoquant le blocage des équipements, la dégradation de l’isolation, les défauts de court-circuit provoqués par l’entrée de petits animaux dans les équipements électriques, etc.
En théorie, toutes sortes d’accidents et de gros défauts devraient pouvoir éliminer l’apparition de, mais le fonctionnement réel des accidents de sécurité électrique se produit de temps en temps, toutes sortes de pannes ou de défauts d’équipement sont très courantes.
En théorie, toutes sortes d’accidents et de défauts majeurs devraient pouvoir être éliminés, mais en fonctionnement réel, des accidents de production de sécurité électrique se produisent de temps en temps, et toutes sortes de défauts ou de défauts d’équipement sont très courants.
(1) Au début de la conception, en particulier dans les premières étapes du PV, il existe des défauts inhérents. En raison de la nature simple et intuitive du processus de production d’énergie PV, la construction de la production d’énergie PV a été une vague d’activités, sans expérience solide sur laquelle s’appuyer.
(2) En raison de la nécessité d’accélérer le calendrier de construction, la gestion technique de l’équipe de construction n’a pas pu être strictement contrôlée, ce qui a entraîné des techniques et des spécifications de construction ne répondant pas aux exigences, laissant des dangers cachés pour une exploitation ultérieure.
(3) Il n’y a pas d’inspection opérationnelle mature et la qualité des unités d’alimentation en équipement ne peut pas être identifiée. Cela se traduit par une faible fiabilité et un taux de défaillance élevé de l’équipement pendant le fonctionnement.
(4) La qualité du personnel ne peut pas suivre les exigences du personnel de développement, d’exploitation et de maintenance photovoltaïques, la plupart d’entre eux sont de nouveaux employés, complètement en état d’apprentissage par la pratique, certaines entreprises sont composées d’un ou deux anciens employés de thermique pouvoir, à travers l’ancien pour mener la nouvelle façon de former le nouveau personnel exécutant la capacité d’analyse, la capacité de trouver des anomalies, la capacité d’éliminer les défauts et le manque de capacité à faire face aux accidents.
(1) Partir à la source, au début de la conception, pour réaliser un plan de conception répondant aux caractéristiques réelles du site, parfait et détaillé, et scientifiquement optimisé.
(2) Pour renforcer l’ensemble du processus de gestion de l’infrastructure, un examen strict des qualifications, accordez une attention particulière à la qualité et aux spécifications du processus.
(3) Contrôler strictement l’accès aux équipements et rejeter les équipements de qualité non qualifiée.
(4) Renforcer l’éducation à la responsabilité du personnel et la formation technique. Avec ces 4 points, les risques de pannes courantes peuvent être efficacement réduits.
Les défauts des stations de suralimentation appartiennent à la gamme des défauts électriques généraux, et les principes et principales méthodes de traitement sont les mêmes quel que soit le type de production d’énergie. En particulier, la perte de jeu de barres et le déclenchement de ligne, pour les stations de surpression à jeu de barres simple et à retour simple, signifient une panne de courant à l’échelle du site. Pour le PV, toutes les protections contre l’îlotage des onduleurs doivent être activées et les onduleurs arrêtés. Ce que l’officier de service opérationnel doit faire, c’est
(1) Assurer l’alimentation de l’usine, vérifier l’entrée de l’alimentation de secours et assurer le fonctionnement normal des systèmes CC et de communication.
(2) Vérifiez l’action de protection, identifiez le type d’action de protection et analysez les conditions de défaut possibles.
(3) Vérifiez le système primaire, identifiez les points de défaut, coopérez avec la répartition, prenez des mesures de sécurité pour éliminer les défauts et reprenez le fonctionnement dès que possible.
Les défauts courants dans le fonctionnement de la zone PV sont déclenchés par les aspects suivants.
(1) Pendant le processus d’infrastructure, le câblage de l’installation du panneau n’est pas ferme, même certains joints ne sont pas utilisés pour des connecteurs spéciaux, les vis de la boîte de convergence ne sont pas serrées, le blocage n’est pas complet ou la qualité est trop mauvaise, etc.
(2) L’installation et la mise en service de l’équipement ne sont pas sérieuses, pas en place, en particulier l’onduleur, le changement de booster, l’installation, le câblage, la mise en service est un personnel différent, la coopération mutuelle, s’il n’y a pas de coordination unifiée, tous les horizons, le fonctionnement de diverses pannes seront fréquents.
(3) Les caractéristiques de l’environnement géographique, causées par la défaillance, par exemple, l’environnement de brouillard salin des vasières côtières, très facile à provoquer la corrosion de l’équipement, l’encrassement des câbles et des isolants, provoquant une baisse de l’isolation, un court-circuit de l’équipement.
(4) Fonctionnement à long terme causé par une défaillance, principalement dans le fonctionnement des pièces rotatives de l’équipement, des vibrations, etc. causées par un équipement desserré, des bornes desserrées, etc., dans le PV est généralement un transformateur d’onduleur solaire, une panne de ventilateur de refroidissement d’onduleur, une boîte changer la limite de fermeture de la porte du réseau desserrée, vis de fixation du boîtier de convergence desserrées, rangée de bornes desserrée, etc.
Qu’il s’agisse d’une station de surpression ou d’une défaillance de l’équipement de la zone PV, le fonctionnement PV comporte une défaillance de l’équipement électrique. Pour la prévention des pannes et des accidents des équipements électriques.
(1) pour mettre en œuvre les exigences de l’infrastructure pour les services de production, dans le processus de construction pour assurer la qualité, ne laissant aucun problème caché livré à la production.
(2) En fonctionnement, mettre activement en œuvre les exigences de la supervision technique, selon les caractéristiques du site, à l’avance pour prévenir.
(3) Renforcer l’éducation de la responsabilité du personnel et la culture de la capacité d’analyser les problèmes.
Une fois que l’équipement d’exploitation sur le terrain PV est réglé et fonctionne normalement, les défauts les plus imperceptibles se produisent généralement dans le panneau jusqu’au boîtier de l’évier. Et ce genre de souvent au début aussi aucun phénomène de défaut évident n’apparaît, mais la puissance dans la perte continue. Le moyen le plus simple et le plus efficace consiste à utiliser une pince ampèremétrique pour mesurer le courant de fonctionnement de chaque chaîne afin de trouver la chaîne défectueuse et de vérifier plus avant s’il s’agit d’un problème de fusible ou d’un défaut de carte de batterie, ou d’une ligne de connexion de chaîne cassée, etc. ., et traitez-le à temps.
Défauts courants dans le jeu de barres, principalement blocage, défaillance du module de communication et des bornes, vis desserrées causées par un échauffement au sol ou même un incendie.
La principale méthode de traitement du site consiste à inspecter, généralement lors des travaux “d’inspection de printemps” sur la réparation du blocage, chaque vis de borne de bus se resserre, essentiellement pour assurer un été, la situation de chauffage a été efficacement améliorée.
Défaillance de l’onduleur, la performance généralement directe consiste à arrêter le fonctionnement ou ne peut pas être auto-démarrée. La plupart d’entre eux surviennent au début de l’exploitation. Après une période de rodage, la plupart de ces phénomènes sont causés par des défauts de dissipation thermique et une surchauffe, mais certains sont causés par des accessoires endommagés ou des défauts logiciels. La prévention et le traitement principaux des pannes de l’onduleur résident dans le nettoyage quotidien du filtre pour maintenir la dissipation de la chaleur, ainsi que dans le renforcement de l’inspection du ventilateur de refroidissement et sa réparation et son remplacement à temps lorsque des anomalies sont détectées.
La technologie du transformateur d’énergie solaire est très mature, en particulier le transformateur sec solaire, dans des circonstances normales, le taux de défaillance est extrêmement faible. Les types de défaillance courants sont un mauvais blocage, entraînant l’entrée de petits animaux, une panne du ventilateur de refroidissement et la fermeture des portes du filet de sécurité des corps lâches. Cependant, dans les zones côtières et dans les projets complémentaires de pêche et photovoltaïques, la tête de câble de l’interrupteur haute tension du transformateur élévateur, le câble et le parafoudre sont des éléments d’inspection clés et sont sujets à des défauts qui, s’ils se produisent, entraîneront l’arrêt de toute la ligne de collecte. . La prévention et le traitement des défauts du transformateur élévateur résident toujours dans l’inspection quotidienne en place et la mise en place en temps opportun d’une supervision technique pour prévenir les problèmes avant qu’ils ne surviennent.
Les transformateurs élévateurs in situ pour les grandes centrales solaires peuvent prendre la forme de transformateurs combinés de 35 kV.
Lorsque le corps du transformateur adopte une structure d’enroulement à double division axiale et que les composants principaux sont sélectionnés pour répondre à la fonction de sortie de la télématique ou à la quantité d’informations de contrôle à distance, les exigences de la production d’énergie photovoltaïque peuvent être bien satisfaites.
Lors de la conception du transformateur, il convient de prêter attention aux caractéristiques de la structure axiale à double séparation dans la conception du noyau, de la structure de la bobine et des câbles basse tension, ainsi qu’à la conception de l’isolation thermique et de la dissipation thermique dans la conception. du boîtier et de l’armoire basse tension.
La combinaison d’un transformateur combiné et d’un transformateur divisé donne un transformateur combiné de 35 kV pour la production d’énergie photovoltaïque, qui est utilisé comme transformateur élévateur in situ dans les centrales photovoltaïques pour répondre aux besoins du développement de nouvelles énergies.
Température maximale de 41,4 °C.
Température minimale de -37,1 °C.
une température moyenne annuelle maximale de 3,4 °C
vitesse maximale du vent de 27,7 m/s.
Humidité relative (annuelle cumulée) de 4 à 9 %.
rayonnement solaire annuel de 1665,55 kWh/m2.
Épaisseur de la couverture de glace de 15 mm.
Classe d’encrassement III.
Altitude ≤ 1 000 m.
Site d’installation à l’extérieur.
Capacité nominale de 1 000 kVA (500 kVA/500 kVA).
Tension nominale de 36,75 ± 2 × 2,5 %/0,4 k V/0,4 k V.
Fréquence nominale de 50 Hz.
Groupe de couplage marqué Yd11d11.
Impédance de croisement de 6,5 %.
La méthode de refroidissement est ONAN.
Compte tenu du fonctionnement extérieur du transformateur solaire in situ et du niveau élevé de sable et de vent sur le site d’installation, un transformateur combiné de 35 kV en forme de “L” a été sélectionné en conjonction avec ses paramètres techniques et son schéma de système.
Une paire de côtés longs et courts du réservoir du corps du transformateur est exposée à l’air en tant que dissipateur thermique global, tandis que l’autre paire de côtés longs et courts s’étend aux deux extrémités pour former une armoire en forme de “L”.
Un côté du type “L” est un local de câbles haute tension fermé, principalement pour l’installation de câbles haute tension 35 kV, de protection électrique, etc., indépendant et sûr.
L’autre côté de la forme en “L” est une salle d’opération à haute tension et une salle à basse tension côte à côte. La salle d’opération à haute tension peut être actionnée par des interrupteurs de charge et des fusibles et dispose d’instruments de surveillance de la température, du niveau de liquide et de la pression.
Du fait de la grande capacité du produit et des nombreuses branches de sortie basse tension, et du fait qu’il doit être transporté dans un conteneur, les dimensions extérieures du produit sont limitées par la taille du conteneur, notamment en termes de hauteur , ce qui impose des exigences élevées à la conception du transformateur de l’onduleur solaire.
Afin de minimiser la hauteur, une structure en quatre parties constituée d’un double corps a été adoptée.
Les deux corps partagent un réservoir d’huile commun, chaque corps ayant deux circuits haute tension parallèles et une double séparation basse tension. 2 corps sont connectés en parallèle pour obtenir une seule division quadruple, avec un total de quatre sorties basse tension.
Cette structure réduit la hauteur du corps d’une part, et simplifie la structure de chaque corps d’autre part, augmentant la fiabilité du produit.
Comme le projet est un système d’isolation haute température, la limite d’échauffement est supérieure à celle des produits d’isolation conventionnels de classe A, atteignant 85 K pour les enroulements et 90 K pour la surface de l’huile. le matériau isolant est également différent des produits conventionnels et doit être sélectionné avec une classe thermique plus élevée.
conception du transformateur de panneau solaire, selon la norme IEEE C57.154, combinée aux conditions de fonctionnement réelles du transformateur de boîte photovoltaïque, la génération de chaleur et l’élévation de température de chaque partie du transformateur à calculer, en fonction des différents résultats de calcul d’élévation de température à déterminer le matériau d’isolation de chaque emplacement, plutôt que de simplement augmenter le niveau de matériau d’isolation. Cela répond aux exigences de durée de vie du transformateur et réduit également les coûts dans la mesure du possible.
Construction à double corps, chaque corps est tendu au moyen d’une vis de traction. Les bobines sont disposées du noyau vers l’extérieur dans l’ordre noyau – bobine basse tension – bobine haute tension, avec des séparateurs de phases placés entre les phases et des séparateurs de culasse placés aux extrémités des bobines.
Un carton isolant est placé entre les 2 corps.
Différents matériaux isolants solides résistants aux hautes températures sont utilisés dans différentes parties de l’enroulement, et un fluide isolant d’ester naturel naturellement dégradable résistant aux hautes températures est utilisé comme milieu liquide d’isolation et de refroidissement, créant ainsi un système d’isolation résistant aux hautes températures pour les transformateurs.
En réponse aux lacunes de la viscosité élevée du mouvement du fluide isolant à base d’ester naturel, la taille de l’écart d’huile de dissipation thermique a été optimisée dans le processus de conception et la formule traditionnelle de calcul de l’élévation de température a été modifiée pour la rendre plus adaptée aux produits d’huile isolante à base d’ester naturel. .
Les bobines basse tension sont à double couche, avec des fils plats épais disposés dans plusieurs directions axiales, éliminant la disposition des rayons et éliminant le besoin de transposer le milieu de la bobine lors de l’enroulement, empêchant les rayons de la bobine d’être trop étendus et rendant l’enroulement de la bobine plus serré.
Le fil de prise de la partie supérieure et inférieure de chaque appareil est conduit depuis le milieu de l’appareil, ce qui facilite la connexion des fils et réduit l’enveloppement isolant de la tête de prise de la bobine, améliorant l’efficacité de la production et rendant l’alignement plus beau.
Le réservoir adopte une structure conforme de type baril, comme le montre la figure 1. Pièce fixe dispersée, la boîte est équipée d’une montée suspendue, d’air de remplissage, de joints de tuyau de remplissage d’huile, d’une vanne de décharge d’huile et d’une vanne d’échantillonnage d’huile.
Avec des trous de connexion aux chambres haute et basse tension du transformateur pour réduire la quantité d’huile isolante en ester naturel utilisée. Haut du transformateur rempli d’azote, bas relié à la base du boîtier, avec chambres haute et basse tension.
Les traversées haute et basse tension sont tirées horizontalement, les traversées haute tension sont des traversées enfichables et les traversées basse tension sont des traversées en porcelaine sans conservateur d’huile. La montée de levage pour soulever l’ensemble du transformateur est disposée sur le côté de l’axe court du transformateur, le point de levage est plus haut que le couvercle du boîtier du corps du transformateur de l’onduleur solaire, ce qui facilite le levage de l’ensemble du transformateur combiné.
Le fusible est un composant essentiel du transformateur combiné et est principalement utilisé pour la protection contre les courts-circuits et les surcharges du côté secondaire du transformateur. En raison de la grande capacité du produit, les fusibles de secours individuels et les fusibles enfichables existants ne sont plus en mesure de correspondre à la capacité et aux paramètres.
Dans la conception, l’enroulement haute tension est divisé en 2 parties de 50 % de capacité nominale chacune, connectées en tant que connexion D, puis en série dans le fusible de secours + fusible enfichable, après quoi les deux enroulements haute tension sont ensuite connectés. en parallèle pour former une voie à travers le commutateur de charge, brisant la limitation qu’un seul fusible (plug-in + secours) ne peut pas répondre à la sélection de protection du transformateur, et innovant une protection de transformateur combinée de grande capacité de niveau de tension de 35 kV pour la production d’énergie photovoltaïque . La solution technique.
Comme le point neutre n’est pas prévu dans la conception structurelle du transformateur sur socle de la centrale solaire, un défaut à la terre monophasé du côté basse tension du transformateur peut causer des dommages considérables à l’isolation. Les conditions de fonctionnement des onduleurs centraux varient, tout comme les conditions de défaut.
Dans le premier cas, lorsque l’unité de production d’électricité ne fonctionne plus en l’absence de lumière, l’onduleur central sera déconnecté du réseau, de sorte que l’onduleur en mode veille n’agira plus comme une charge de production d’électricité, mais absorbera l’alimentation du réseau à l’aide d’un transfromer monté sur socle.
Si une mise à la terre monophasée se produit dans la position basse tension du transformateur monté sur socle, la tension de ligne reçue par l’onduleur ne changera pas et l’onduleur fonctionnera toujours normalement, mais la tension de phase augmentera, ce qui endommagera l’isolation du côté basse tension du transformateur sur socle pendant le fonctionnement à long terme. Cependant, la tension de phase augmentera et, en cas de fonctionnement prolongé, l’isolation du côté basse tension du transformateur monté sur socle sera endommagée, même au point d’une mise à la terre multipoint.
Deuxièmement, s’il y a de la lumière, l’onduleur centralisé sera transformé en un état connecté au réseau. En analysant son câblage, le transformateur monté sur socle fonctionne sans mise à la terre, et dans un état mis à la terre unidirectionnel, il est difficile de former un circuit efficace avec la terre, c’est-à-dire qu’il n’y aura pas de courant de mise à la terre et la tension de ligne de l’onduleur la sortie ne changera pas. La surveillance est toujours la tension de ligne, aucune anomalie de mise à la terre ne sera détectée, l’onduleur fonctionnera toujours normalement, mais l’efficacité globale de l’onduleur sera réduite par l’influence de la mise à la terre, qui à son tour affecte l’avantage de la production d’énergie solaire.
Selon l’emplacement de la déconnexion, les défauts de déconnexion du transformateur monté sur socle sont divisés en déconnexion du câble haute tension et de l’enroulement. Lorsqu’une déconnexion se produit du côté haute tension du transformateur monté sur socle, elle provoque directement le déclenchement de l’onduleur et l’arrêt du groupe électrogène en raison du défaut.
Le transformateur monté sur socle est testé et s’avère avoir un son et une odeur particulière à l’intérieur du transformateur monté sur socle, l’enroulement de la phase défectueuse a une résistance infinie, et la résistance CC est mesurée et trouvée infinie entre la phase normale et l’enroulement de phase défectueux, qui détermine essentiellement l’apparition du défaut de déconnexion.
Lorsqu’un défaut de déconnexion d’enroulement haute tension se produit, le symbole de défaut sera différent, principalement en ce que la résistance CC ne sera pas infinie, mais seulement le double de la résistance CC normale entre les deux phases.
En mesurant la tension après le défaut, on peut constater que du côté haute tension, la tension de ligne entre la phase en défaut et la phase adjacente sera réduite, généralement à 50 % de la tension de ligne nominale, tandis que la tension de ligne du la phase normale ne change pas.
Du côté basse tension, la tension de ligne d’une phase du côté basse tension correspondant à la phase interrompue est considérablement réduite, mais ne devient pas nulle, ce qui est principalement causé par la tension induite.
Lorsqu’un court-circuit de phase se produit du côté haute/basse tension, le côté correspondant du transformateur monté sur socle déclenchera le disjoncteur. De plus, lors de chocs de défaut, le transfromer monté sur patin est souvent accompagné de bruit interne, de pulvérisation d’huile, d’odeur, etc.
D’une manière générale, l’analyse d’un défaut de court-circuit dans un transformateur sur socle commence par l’action de protection et une compréhension générale de la situation de défaut du transformateur sur socle, puis le transformateur sur socle doit être transféré à l’état de révision , avec de bonnes mesures de sécurité, et l’unité d’alimentation solaire doit être L’unité d’alimentation solaire doit être non répertoriée et la condition de panne doit être examinée en détail.
Si le défaut se développe davantage, le transformateur peut être endommagé par un grillage de l’enroulement interne ou une panne du noyau, et dans ce cas, le transformateur monté sur socle ne peut être que mis au rebut.
Ici, le développement d’un défaut réel dans le transformateur monté sur socle est analysé. Initialement, le défaut se produit du côté basse tension du court-circuit entre phases, ce qui provoque un court-circuit de claquage entre les enroulements haute et basse tension sous l’action de la décharge d’impact de court-circuit. L’huile à l’intérieur du réservoir du transformateur est sujette à de graves éruptions, à la décomposition et à la détérioration. Il a été constaté que la cause directe des courts-circuits entre les enroulements haute et basse tension est la faiblesse de l’isolation elle-même.
Pour le transformateur monté sur socle sélectionné dans cet article, qui est un câblage en étoile triphasé à trois fils, si une mise à la terre monophasée se produit, il n’y aura pas de changement significatif de la tension de ligne en raison de l’absence de point neutre, ce qui augmente la difficulté de détection des défauts de mise à la terre et le travail continu de l’onduleur mis à la terre peut aggraver le défaut de mise à la terre et même entraîner des risques plus importants.
Pour cette raison, l’utilisation de dispositifs de surveillance d’isolement peut ajouter une protection supplémentaire à la connexion au réseau de l’onduleur et, en cas de défaut à la terre, une alarme de défaut d’isolement sera émise directement et l’unité défectueuse ne sera pas répertoriée.
De plus, pour mieux faire face aux défauts à la terre du transfromateur monté sur socle solaire, des onduleurs avec câblage neutre doivent être utilisés et leur groupe de câblage doit être de type yn11.
Afin d’assurer la sécurité de fonctionnement des centrales solaires, des travaux de surveillance réguliers doivent être effectués dans le strict respect de la réglementation, en particulier dans le domaine de la surveillance de l’isolement, afin de permettre une détection plus rapide des défauts d’isolement dans le transfromeur monté sur socle et de réduire le risque de panne d’équipement dans la station. Dans l’exploitation et la maintenance réelles des centrales solaires, la fréquence de surveillance de l’isolation des transformateurs montés sur socle doit être augmentée de manière appropriée.
L’analyse des défauts du transformateur monté sur socle dans les centrales solaires montre que les défauts d’isolation interne sont la principale cause des défauts haute tension, et afin d’éviter des défauts similaires, les échantillons d’huile internes du transformateur monté sur socle doivent être testé.
Des défauts dans l’isolation interne aux défauts, qui s’accumulent sur une longue période de temps, il y a généralement des problèmes exothermiques ou de décharge pendant le processus de détérioration, qui à leur tour font que l’échantillon d’huile devient un mot secondaire.
Des tests réguliers permettent une détection plus efficace de l’état de l’isolation et, si nécessaire, une intervention pour prévenir la détérioration.
Dans le fonctionnement du transformateur monté sur socle, la surveillance de la température de l’huile est également renforcée, et en augmentant la fréquence des inspections et des tests, le transformateur est empêché de devenir défectueux si la température de l’huile est trop élevée.
Afin d’assurer la sécurité du fonctionnement à long terme des centrales solaires et de réduire les risques de défaillance du transformateur monté sur socle, il est nécessaire de commencer dès la phase de construction des centrales solaires, pour faire un bon travail de sélection du site , la conception électrique, la sélection des équipements et d’autres travaux, pour s’assurer que le transformateur monté sur socle lui-même est d’excellente qualité, mais également conforme aux exigences de conception globales de la centrale électrique.
Les transformateurs élévateurs à double division basse tension ont deux enroulements basse tension; les enroulements basse tension ont une grande impédance de court-circuit entre eux, et l’impédance à l’enroulement haute tension est non seulement égale mais également plus petite, respectivement.
L’utilisation des caractéristiques d’impédance des transformateurs à double enroulement divisé pour limiter les courants de court-circuit est une mesure efficace et économique. Les transformateurs à enroulements bifurqués peuvent généralement être divisés en bifurqués à rayons et en bifurqués axiaux à des fins d’ingénierie.
En raison de contraintes structurelles, la structure des deux branches basse tension du côté secondaire ne peut pas être rendue identique, ce qui rend difficile d’assurer la même impédance de court-circuit du côté primaire.
Les deux branches basse tension de son côté secondaire sont disposées en haut et en bas avec des structures identiques.
De plus, les deux branches basse tension de ce lot de transformateurs ont la même capacité, le même groupe de couplage et la même tension. C’est pourquoi le corps du transformateur est de construction bifurquée axialement.
Les sous-stations solaires intelligentes sur socle ont émergé avec l’émergence du concept de réseau intelligent. En tant que nœuds de transmission d’énergie, les sous-stations solaires intelligentes sur socle constituent une base et un support importants pour la construction de réseaux d’énergie solaire intelligents.
Il est défini comme : “Une sous-station à usage spécial pour l’énergie solaire composée d’équipements électriques intelligents intégrés, respectueux de l’environnement, fiables et avancés, avec une transmission d’informations W une plate-forme de communication réseau à haut débit comme base, qui remplit automatiquement les fonctions de base telles que la surveillance des informations , l’acquisition, le contrôle à distance et la protection, et prend en charge des fonctions d’application avancées telles que l’interaction coopérative en temps réel, l’analyse et la prise de décision en ligne, la régulation intelligente et le contrôle automatique du système de réseau électrique selon les besoins. transformateur sur socle.
Le transformateur solaire monté sur socle est intelligent et présente les avantages suivants.
Le système intelligent du transformateur monté sur socle intègre une fonction d’autodiagnostic des défauts, utilisant la fonction de détection définie par le logiciel interne pour vérifier en permanence l’état de fonctionnement du système pendant le fonctionnement et pour effectuer différentes commandes de fonctionnement en fonction des différents états.
En raison de l’environnement de travail complexe du transformateur monté sur socle, un large éventail de défauts peut se produire, ce qui nécessite une planification et une conception complètes du système capable de faire face aux diverses complexités qui surviennent.
Afin d’améliorer encore la sécurité de fonctionnement du système, d’éviter autant que possible les défauts et de les prévenir avant qu’ils ne surviennent, le fonctionnement normal des différents modules fonctionnels au sein du transformateur intelligent monté sur socle est assuré, et les modules sont capables de protection automatique et de diagnostic des pannes, ce qui rend le transformateur intelligent monté sur socle beaucoup plus sûr que le traditionnel Cela rend le transformateur intelligent monté sur socle beaucoup plus sûr qu’un transformateur conventionnel monté sur socle.
Le système intelligent du transformateur monté sur socle intègre une fonction d’autodiagnostic des défauts, utilisant la fonction de détection définie par le logiciel interne pour vérifier en permanence l’état de fonctionnement du système pendant le fonctionnement et pour effectuer différentes commandes de fonctionnement en fonction des différents états.
En raison de l’environnement de travail complexe du transformateur monté sur socle, un large éventail de défauts peut se produire, ce qui nécessite une planification et une conception complètes du système capable de faire face aux diverses complexités qui surviennent.
Afin d’améliorer encore la sécurité de fonctionnement du système, d’éviter autant que possible les défauts et de les prévenir avant qu’ils ne surviennent, le fonctionnement normal des différents modules fonctionnels au sein du transformateur intelligent monté sur socle est assuré, et les modules sont capables de protection automatique et de diagnostic des pannes, ce qui rend le transformateur intelligent monté sur socle beaucoup plus sûr que le traditionnel Cela rend le transformateur intelligent monté sur socle beaucoup plus sûr qu’un transformateur conventionnel monté sur socle.
Le système intelligent du transformateur monté sur socle dispose d’une fonction de diagnostic des défauts, qui permet au système de détecter automatiquement les défauts et de trouver la meilleure solution pour les résoudre sans que le personnel n’intervienne sur site, réduisant ainsi les ressources humaines et matérielles.
Le système intelligent du transformateur sur socle permet également de mettre en place à l’avance les dispositifs de protection, ne nécessitant que des vérifications régulières par le personnel, afin que le transformateur sur socle soit automatiquement protégé du fonctionnement.
Le transformateur sur socle intelligent peut également transmettre les informations collectées via une communication à distance au centre de surveillance, qui peut également obtenir les données de fonctionnement de chaque transformateur sur socle en temps réel, permettant la mesure, la régulation et le contrôle à distance de l’ensemble du réseau électrique, réduisant considérablement la charge de travail du personnel.
Pour les sous-stations, avec et sans personnel, deux modes de gestion différents. Le système intelligent de transformateur monté sur socle peut mieux s’adapter aux exigences de la gestion sans personnel, et le système intelligent peut collecter plus d’informations sur l’état de l’équipement de sous-station et d’informations sur le fonctionnement que le système secondaire conventionnel. Ces informations peuvent être transmises rapidement au centre de télésurveillance, notamment les valeurs des automatismes et des sous-systèmes de microprotection, qui peuvent également être modifiées.
Par conséquent, l’utilisation du système intelligent de sous-station sur socle améliore non seulement le niveau technique global des sous-stations sans personnel, mais augmente également leur fiabilité.
Outre le transfert de puissance et la conversion de tension, le transformateur joue également divers rôles dans les systèmes photovoltaïques.
Le primaire et le secondaire du transformateur d’isolement dépendent d’un circuit d’énergie magnétique pour transférer l’énergie. L’isolation électrique entre le module et le réseau empêche les éléments CC et les courants de fuite d’entrer dans le réseau et est idéale pour les systèmes avec mise à la terre pour les modules négatifs.
Le transformateur d’isolement sera connecté à l’onduleur dans la méthode de suppression du PID des composants.
Il augmente alors la puissance du pôle N jusqu’à la masse, ce qui élève celle de l’élément à potentiel négatif pour remplir l’objectif de réduction du composant PID.
La tension sur le réseau dans certains pays diffère de la tension que nous avons, par exemple, 110 V monophasé ou 220 V triphasé aux États-Unis.
Le transformateur peut être installé derrière l’onduleur pour s’assurer que la tension est la même que celle du pays à partir duquel vous accédez.
Dans le processus de transmission et de transformation du système électrique, les transformateurs solaires ont joué un rôle essentiel dans la variation de la tension alternative tout en maintenant un taux AC constant.
Le transformateur augmente la tension à la borne du générateur pour transmettre une quantité spécifique de puissance.
Plus la tension est élevée, moins il faut de courant et moins il y aura de perte de puissance dans le fil de transmission en raison du courant plus faible.
Vous pouvez sélectionner une zone de section plus petite à laquelle le fil est connecté. Cela permettra d’économiser beaucoup de composants métalliques.
Les centrales photovoltaïques d’une capacité inférieure à 400kW peuvent être raccordées au réseau basse tension 380/220V.
Si la capacité de la centrale électrique dépasse 400 kW et est connectée au réseau moyenne tension, les centrales électriques de moyenne ou haute puissance utilisent généralement des onduleurs à chaîne de puissance moyenne et des onduleurs centralisés à haute puissance et diverses tensions de sortie, généralement 315 V 400 V, 480 V, 500 V 690V, 540V et ainsi de suite. L’étage arrière doit être connecté à un transformateur d’isolement qui est un élévateur.
Accès au photovoltaïque via Internet Il existe également la possibilité d’utiliser des transformateurs publics et des transformateurs spécifiques au photovoltaïque. Il existe deux options pour l’accès photovoltaïque à Internet lors de la décision.
Si les transformateurs solaires abaisseurs ouverts s’amorcent en ligne, la capacité de tous les petits systèmes photovoltaïques ne doit pas dépasser 25 % de la charge maximale dans l’alimentation des transformateurs de la zone supérieure, notamment en termes de sécurité.
En raison des influences environnementales et météorologiques, la production de puissance PV fluctue et exige un bilan énergétique du réseau.
Celle-ci doit être fournie par l’échange électromagnétique principal primaire et secondaire des transformateurs solaires. Vingt-cinq pour cent de ce pourcentage est la valeur moyenne qui a été trouvée à travers une variété d’expériences.
La chose la plus importante à considérer est que la sortie d’un onduleur n’a pas besoin de dépasser la puissance du transformateur.
La puissance de sortie maximale de l’onduleur dépend de la puissance du module, de l’azimut et de l’angle d’installation, des conditions météorologiques et de l’emplacement d’installation de l’onduleur.
La puissance de sortie maximale de l’onduleur est généralement d’environ 0,9 par module, tandis que l’efficacité de la puissance du transformateur est généralement d’environ 0,9, ce qui signifie qu’il doit généralement être réglé sur 1: 1 ou que la capacité du transformateur est légèrement supérieure à la capacité du module.
La génération d’énergie photovoltaïque est une méthode qui utilise les effets photovoltaïques sur l’interface entre les semi-conducteurs pour convertir l’énergie lumineuse directement en électricité.
Il comprend trois composants principaux : des panneaux solaires (modules), des contrôleurs et des onduleurs. Dont les principaux éléments sont composés de composants électroniques.
Les cellules solaires sont connectées en série puis encapsulées et sécurisées pour créer des panneaux solaires de grande surface et, en conjonction avec des contrôleurs de puissance et d’autres composants, créer un générateur d’énergie photovoltaïque.
La production d’énergie photovoltaïque est classée en deux types qui sont les systèmes de production d’énergie photovoltaïque autonomes ainsi que les systèmes de production d’énergie photovoltaïque connectés au réseau.
La production d’électricité photovoltaïque autonome peut parfois être appelée production d’électricité hors réseau. Il comprend des modules solaires, des batteries, des contrôleurs et des contrôleurs.
Il se distingue par le fait qu’il ne nécessite pas le support d’un réseau de distribution.
Pour alimenter des charges CA à des charges CA, un onduleur CA est également nécessaire.
Les centrales photovoltaïques autonomes comprennent les systèmes d’alimentation électrique des villages pour les sites éloignés, les systèmes d’énergie solaire pour les ménages et l’alimentation des signaux de communication, l’éclairage public solaire et d’autres systèmes d’alimentation photovoltaïque équipés de batteries qui fonctionnent indépendamment.
L’énergie solaire connectée au réseau implique que la tension continue générée par les modules solaires est transformée par un onduleur connecté au réseau en un courant alternatif compatible avec les spécifications du réseau. Il est directement lié à la grille.
La principale caractéristique de la création d’énergie photovoltaïque connectée au réseau est qu’elle permet le transfert de l’énergie produite vers le système de réseau, qui est ensuite utilisée par le système de réseau pour fournir l’électricité nécessaire aux consommateurs.
La production d’énergie photovoltaïque connectée au réseau peut être séparée en une production d’énergie centralisée utilisant le photovoltaïque et la production d’énergie photovoltaïque dispersée ; selon les méthodes de distribution, la production d’électricité centralisée utilise les ressources d’énergie solaire vastes et stables trouvées dans les zones désertiques pour construire des centrales photovoltaïques massives qui sont connectées à des systèmes de transmission à haute tension qui alimentent des charges longue distance.
La majorité des centrales photovoltaïques que nous pouvons voir sur des photos ou des vidéos de panneaux solaires sans fin dans la nature sont des générateurs d’énergie photovoltaïque centralisés.
La production d’énergie photovoltaïque distribuée est principalement construite au-dessus de terrains ou de bâtiments sous lesquels elle peut être cultivée ou plantée pour répondre à la question de la consommation d’électricité des consommateurs dans la zone et la connexion au réseau pour compenser la disparité dans l’alimentation et la transmission de l’électricité sortant.
Ce type qui génère de l’énergie est actuellement le plus recherché.
Depuis que la part de marché du PV centralisé a lentement atteint la saturation et la distribution, la production d’énergie PV est devenue plus recherchée.
L’équipement essentiel d’un système de production d’énergie solaire distribuée comprend des cellules photovoltaïques, des crochets pour le photovoltaïque, un boîtier pour les armoires de distribution CC connectées au réseau de convergence CC, des armoires de distribution CA d’onduleurs et divers autres équipements, ainsi que des dispositifs de surveillance des systèmes électriques ainsi que équipement de surveillance de l’environnement.
Lorsqu’il est en fonctionnement, le générateur solaire utilisé pour générer de l’énergie PV convertit l’énergie du soleil en énergie électrique, puis l’envoie dans l’armoire de distribution via le boîtier de l’évier, puis dans l’onduleur, qui inverse l’alimentation CA à la puissance requise par la conception. du bâtiment, toute puissance excédentaire ou insuffisante étant contrôlée par la connexion au réseau.
Le soleil est une source d’énergie indéfiniment renouvelable pour le monde entier. Il présente les avantages d’une pureté totale, d’une sécurité totale et d’une étendue relative, d’une longévité et d’une absence d’entretien, d’une efficacité énergétique et d’avantages économiques potentiels, et plus encore. Il s’agit d’un élément essentiel de la stratégie énergétique à long terme.
Pendant la journée, le module de cellules solaires produit un potentiel électrique dans des conditions d’éclairage et d’ensoleillement. Ceux-ci sont connectés en parallèle et en série pour créer un réseau de cellules solaires pour que sa tension soit à la tension requise pour l’entrée du système.
Elle est rechargée par le contrôleur de charge/décharge, et l’énergie convertie par la source lumineuse est alors stockée.
Le soir, le banc de batteries fournit l’énergie pour l’onduleur. Il convertit le courant continu en courant alternatif, puis transmet ce vent aux armoires de distribution, où l’action de commutation de l’armoire alimente la source d’alimentation.
Le banc de décharge de la batterie peut être contrôlé par le contrôleur de batterie, assurant la bonne utilisation de la tempête.
Il est recommandé que la centrale photovoltaïque soit également équipée d’une protection de limitation de charge et de dispositifs de protection contre la foudre pour protéger l’équipement du système contre les surcharges et les coups de foudre et pour assurer la sécurité de l’équipement.
Un système photovoltaïque se compose d’un panneau solaire et d’un banc de batteries.
Il comprend également un chargeur et un contrôle de décharge, un onduleur, des armoires de distribution CA, un système de suivi solaire automatisé, un système automatisé d’élimination de la poussière du module solaire et d’autres composants.
La fonction de chaque composant du système est
En cas d’ensoleillement (provenant du soleil ou d’autres objets lumineux), il absorbe l’énergie de la lumière. Il en résulte qu’il accumule une charge différente aux deux extrémités de la batterie, c’est-à-dire qu’une tension “photovoltaïque” “potentiel photovoltaïque” est produite et est un exemple de “l’impact photovoltaïque”.
Grâce aux effets photovoltaïques, les cellules solaires produisent un potentiel électrique des deux côtés et convertissent l’énergie lumineuse en énergie électrique. Il s’agit d’un dispositif de conversion d’énergie.
Les cellules solaires sont généralement des cellules au silicium divisées en cellules solaires en silicium monocristallin, cellules solaires en silicium polycristallin et cellules solaires en silicium amorphe avec trois.
Leur but est de retenir l’électricité générée par le panneau solaire chaque fois qu’il est allumé et de fournir de l’électricité à l’appareil à tout moment.
Les exigences essentielles pour le bloc-batterie utilisé pour les cellules solaires sont
Les systèmes de production d’énergie solaire actuels qui prennent en charge les batteries sont principalement au plomb et au cadmium-nickel.
Avec plus de 200 Ah dans les batteries au plomb en général, il est recommandé de sélectionner des batteries au plomb scellées fixes ou industrielles qui ne nécessitent aucun entretien. Chaque batterie est livrée avec une valeur nominale à 2VDC.
Pour les batteries au plomb de moins de 200 Ah, vous devez généralement sélectionner une petite batterie au plomb scellée, sans entretien et scellée. La tension nominale de chaque batterie est de 12VDC.
L’appareil empêchera la batterie d’être trop retirée ou trop chargée.
Étant donné que le cycle de charges et de décharges et la profondeur de décharge sont cruciaux pour déterminer la durée de vie de la batterie, le contrôle de la charge et de la décharge peut réguler la surcharge ou la décharge de la batterie.
C’est un élément essentiel.
C’est un équipement qui convertit le courant continu en courant alternatif. Étant donné que les batteries et les cellules solaires peuvent être considérées comme des sources d’alimentation CC et une charge CA, un onduleur est crucial. Par mode de fonctionnement, les onduleurs sont divisés en onduleurs fonctionnant indépendamment et en onduleurs connectés au réseau.
Les onduleurs à usage autonome sont utilisés dans les systèmes d’alimentation à cellules solaires autonomes qui alimentent diverses charges.
Les onduleurs connectés aux réseaux sont utilisés dans les cellules solaires liées aux réseaux. Les onduleurs sont divisés en onduleurs à onde carrée ou onduleurs à onde sinusoïdale en fonction de leurs formes d’onde de sortie.
Les onduleurs à ondes carrées ont des circuits simples et des coûts peu coûteux. Cependant, ils possèdent une énorme composante harmonique. Ils sont généralement utilisés pour les systèmes avec moins de quelques centaines de watts et des exigences harmoniques minimales. Les onduleurs sinusoïdaux coûtent plus cher. Cependant, ils peuvent être utilisés pour n’importe quelle charge.
Fonctions de protection de l’onduleur :
Sa fonction principale pour la centrale électrique est de commuter l’onduleur de secours pour garantir que le système est alimenté par la même source que le système, ainsi que la fonction de mesure de la puissance de la ligne.
Le suivi solaire est un dispositif électronique qui maintiendra le panneau solaire dans la direction du soleil tout au long de la journée et laissera la lumière du soleil se refléter verticalement sur le panneau solaire tout au long de la journée et augmentera considérablement l’efficacité de la production d’énergie des panneaux solaires photovoltaïques.
1. La priorité doit être donnée aux transformateurs solaires à faible perte et auto-refroidissants.
2. La capacité d’un transformateur élévateur pour la centrale solaire peut être réglée en fonction de la puissance de sortie du module de matrice.
3. Des blocs avec des sous-stations haute tension/basse tension préinstallées et montées ou des équipements de type ouvert constitués de transformateurs avec des composants électriques basse et haute tension, etc., peuvent être utilisés.
Dans les centrales photovoltaïques situées dans des zones sablonneuses ou côtières, la classe de protection côtière doit être IP65 si des structures extérieures sont utilisées. Ceux avec des classes de protection pour les centrales photovoltaïques doivent être IP54.
4. Les transformateurs élévateurs in situ pour centrales solaires peuvent être utilisés avec des transformateurs à double enroulement et des transformateurs divisés.
5 . Il est recommandé d’utiliser le transformateur élévateur in situ pour la centrale solaire sans le transformateur régulateur de tension d’excitation.
En résumé, cet article a pris comme exemple un transformateur monté sur socle typique, combiné avec les caractéristiques de la production d’énergie solaire, et a analysé en détail ses défauts courants de transformateur tels que la mise à la terre, les fils cassés et les courts-circuits. Afin d’éviter efficacement les défauts des transformateurs montés sur socle, le côté exploitation et maintenance de la centrale solaire doit renforcer la surveillance quotidienne de l’isolation, prêter attention aux travaux de laboratoire du réservoir d’huile et, lorsque les conditions le permettent, également mettre en place des dispositifs de surveillance de l’isolation supplémentaires pour assurer le fonctionnement en toute sécurité du transformateur monté sur socle.
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