Соображения по проектированию и строительству трансформаторов WTSU

введение

Преобразование энергии ветра в электроэнергию является одной из самых быстрорастущих отраслей в мире. В одних только Соединенных Штатах мощность ветра увеличивалась в среднем на 29% в год за последние пять лет; Энергия ветра в настоящее время составляет чуть более 1% от общей потребности США в энергии. Крупные «ветропарки» скоро покинут журнал и станут обычным явлением.

Как и все системы передачи и распределения электроэнергии, силовые трансформаторы находятся в центре производства электроэнергии с использованием энергии ветра. Первоначальный проект трансформатора может оказать глубокое влияние на будущую прибыльность ветропарков. Поэтому проектирование и строительство трансформаторов, специально предназначенных для использования на ветряных электростанциях, включая трансформаторы с повышением частоты ветровых турбин (WTSU), имеют первостепенное значение.

Хотя ветровая технология значительно улучшилась в последние годы, она по-прежнему имеет значительные проблемы с проектированием, управлением и работой системы. Если эти проблемы не будут надлежащим образом решены в нужное время, они могут вызвать значительные сбои в работе системы, особенно когда они связаны с существующей сетью.

Ветровая турбина 101

Ветровая турбина является важным символом огромного рынка для производства возобновляемой энергии. Ветер вращает лопасти турбины, которая вращает вал генератора и создает электричество. Локальный трансформатор затем используется для «увеличения» электрического напряжения, чтобы затем можно было доставлять электроэнергию по линиям передачи и распределения бытовым пользователям. Ветровые турбины обычно вырабатывают электричество, когда ветер дует со скоростью выше 8 миль в час. Они выходят из строя, когда скорость ветра превышает 55 — 60 миль в час по соображениям безопасности. Современные ветряные турбины обычно используют ротор с тремя большими лопастями, диаметр которых варьируется от 40 до 80 метров, чтобы захватывать ветер и извлекать энергию из максимально возможного объема воздуха. Лопасти установлены под разными углами, чтобы иметь дело с изменяющимися скоростями ветра, а генератор и лопасти могут вращаться, чтобы справиться с изменением направления ветра. Ветровые турбины установлены на башнях высотой от 40 до 100 метров, чтобы улавливать более сильные ветра. Ветровые турбины имеют разные размеры и могут использоваться как в малых, так и в больших масштабах. Небольшие простые турбины, мощностью до 300 киловатт, могут использоваться в различных областях, таких как зарядка аккумуляторов, кормление коттеджей или изолированных населенных пунктов, а также кормовых ферм и промышленных объектов. Подсобные турбины могут достигать 500 киловатт и более. Они часто группируются вместе в ветряных или ветряных электростанциях для электроснабжения. Объединяя ветряные турбины в ветряные электростанции, можно производить электроэнергию более экономно и производить достаточно энергии для питания тысяч домов. Это также делает экономичное обслуживание и эксплуатацию турбин. Ветровые турбины: основные компоненты

Что такое ветротурбинные трансформаторы?

Wind Lift Transformer (WTSU) играет жизненно важную роль в преобразовании выходной мощности генератора в уровни передачи и передаче его конечным пользователям через взаимосвязанную электрическую сеть. Выходное напряжение ветряных турбин обычно составляет от 480 до 690 вольт. Выходная мощность этой турбины затем передается на трансформатор WTSU и преобразуется в напряжение коллектора от 13 800 до 46 000 вольт. Роль трансформатора WTSU очень важна, и поэтому его конструкция должна быть надежной. Трансформаторы WTSU в современных системах ветрогенерации сталкиваются с комбинацией:

o Широкие вариации нагрузки

o Гармонические и несинусоидальные нагрузки от управляющей электроники и связанных генераторов

o Незащищенные размеры от перенапряжения, пониженного напряжения или перегрузки

o Обязательство «пересекать» события и временные неисправности

Необходимость особых соображений при проектировании и строительстве

Ветровые ресурсы часто расположены в изолированных районах, вдали от существующих коммунальных сооружений, и сильно различаются по энергоемкости. Эти факторы делают энергию ветра сильно колеблющимся источником энергии, который может испытывать значительные колебания мощности до 25%. Приблизительно в 10% случаев ветер может производить почасовую мощность от 5 до 20% своей мощности. Такая изменчивость может отрицательно повлиять на системы питания. Обычные распределительные трансформаторы и повышающие трансформаторы генераторов обычно испытывают более постоянную нагрузку на более высоких уровнях. Тепловое напряжение на изоляцию поэтому естественно выше. Преобразования WTSU не страдают от этих проблем, но более легкая и более переменная загрузка приводит к другим проблемам, таким как:

o базовые потери

Потери в сердечнике могут стать важным экономическим фактором для низкоактивных или неактивных трансформаторов. Операционные сценарии со средней загрузкой от 30% до 35% делают обычную формулу ценообразования неприменимой.

o тепловой цикл

Переменные нагрузки могут создавать постоянные тепловые нагрузки на обмотку, зажимные конструкции, соединения и соединения. Термический цикл также приводит к абсорбции газообразного азота в горячее масло, которое выделяется только при остывании масла, образуя пузырьки, которые могут мигрировать в воду. Изоляция и обмотки, создавая горячие точки и частичные разряды и повреждая изоляцию.

Конструкции стандартных распределительных трансформаторов и повышающих трансформаторов не решают эти проблемы эффективно и имеют более высокую вероятность повреждения изоляции и диэлектрика.

Решение: изготовленные на заказ трансформаторы WTSU

Собственные трансформаторы WTSU могут быть созданы с нуля с учетом этих соображений. Использование более прочных крестовидных сердечников, обмоток, зажимных конструкций, прокладок и уплотнений и защитных мер, предотвращающих горячие точки и частичные разряды может помочь продлить срок службы трансформатора и повысить его надежность.

Как и прямоугольные трансформаторы, трансформаторы WTSU должны быть рассчитаны на гармоники, дополнительную нагрузку и электростатические экраны, чтобы предотвратить передачу частот гармоник между первичной и вторичной обмотками.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *