風力発電システムにおけるトランスの役割と特性
風力発電システムでは、変圧器はかなり興味深いですよね？彼らは風力エネルギーを直接台無しにしませんが、人、あなたは電気を送信したり、グリッドに引っ掛けたり、物事を安全に保つことになると、彼らなしではできません。これらの回転する風力タービンブレードから出てくる電気から、それを安定してメインパワーグリッド-トランスが正確に動作するようにするまで、すべてのステップを参照してください。それらはどのように設計されており、どれだけうまく機能していますか？風力システム全体が適切かつ効率的に実行できるかどうかに直接影響します。
I.風力発電システムにおけるトランスの中心的な役割
1。電圧変換：エネルギー伝達のための効率的なチャネルの構築
風力タービンは通常、かなり低い電圧を出します。同様に、二重- FED誘導ジェネレーターのステーター？約690V。 Direct -ドライブ永久磁石ジェネレーターは少し高くなりますが、それでも400 - 800Vの間しかありません。長距離にわたってその低電圧を送信してみてください。電流が高すぎると、ラインで大量の電力を失います。それは、小さなパイプを通って流れる水、総廃棄物のようなものです。
そこで、タービンの隣にあるパッド-マウントされた変圧器（業界の「風力発電機」と呼ばれます）が入ります。これは、通常10kVまたは35kV -までの低電圧を段階的に踏み込み、伝送損失を大幅に削減します。多数のタービンからの電気がラインを介して収集されると、風力発電所のステップ-上のステーションのメイントランスが引き継ぎます。ミディアム電圧を110kVまたは220kV {-のように高-に上げて、メイングリッドに接続できます。たとえば、50MWの風力発電所を撮影してください。これらの2つのブーストを使用すると、低電圧を直接送信した場合よりも80％以上の電力が減ります。そうすれば、すべてのエネルギーが重要な場所に使用されます。
2。電気分離：機器の安全性のための保護障壁の構築
風力タービンとグリッドの間の電磁材はかなり複雑です。グリッドの電圧は変動し、タービンを台無しにする可能性のあるすべてのハーモニック干渉-があります。そして、突風が当たったときのように、タービンの電力が突然変化するときは？これにより、グリッドのバランスを崩すこともあります。変圧器の電気分離は、目に見えない壁のようなものです。直接ワイヤではなく、巻線間の磁気結合を通じて電気を移動するため、タービンとグリッドの間のDC回路を遮断し、いくつかの高調波をブロックします。
たとえば、グリッドが突然短い-回路である場合、トランスはタービンに到達するのを断層電流をブロックできます。それ以外の場合、その高電流はタービンを簡単に炒めます。湿った沖合の風力発電所では、この分離は機器への地上断層の影響も軽減し、断熱材が分解される可能性を低下させます-システム全体を滑らかにし続けます。
3。電力品質規制：安定した信頼性の高いグリッド接続を確保する
風力エネルギーはあちこちに{-が出入りし、より強く、または弱くなります。したがって、タービンからの電圧と周波数は風とともに変動します。確かに小さな変動ですが、着信電力に関するグリッドの厳格：電圧は±5％以内、±0.2Hz以内の周波数以内に留まる必要があります。これらの標準に達するために、一部の風力変圧器は-ロードタップチェンジャーに搭載されています。グリッドが変化するにつれて出力電圧をリアルタイムで調整し、電気をグリッドに安定させ続けます。
さらに、変圧器のコアと巻線は、高調波伝達を抑えるように特別に設計されています。それは、タービンがグリッドを台無しにすることで作る高-オーダーハーモニクスを削減します。したがって、グリッドに流れる電気は良質のままです。
ii。風力発電システムにおける変圧器のユニークな特性
1。極端な環境のための頑丈なデザイン
風力発電所は通常、遠隔地にあります{-荒野、プラトー、海岸、さらには海にあります。厳しい環境なので、トランスフォーマーも困難である必要があります。
沖合または沿岸地域？風には塩スプレーが入っています。したがって、トランスエンクロージャーと冷却システムは、316ステンレス鋼-スーパー腐食-耐性でなければなりません。断熱材の内側？特別な抗-塩スプレー処理が必要です。そうでなければ、塩化物イオンは機器を速く破壊します。高-高度または寒冷地？低温により、断熱油が厚くなり、流れるのが難しくなります。そのため、トランスは寒さの中で動作するために暖房装置が必要です。砂漠？たくさんの砂とほこりが冷却チャネルを詰まらせる可能性があるため、機器にはほこりのカバーと良いエアフィルターが必要です。そして、風力タービンが{-を実行すると振動します。その振動は変圧器に到達します。そのため、巻線がきつく、コアとエンクロージャーの間に吸収パッドが衝撃を与えます。部品が時間の経過とともに緩むのを止めます。
2。タービンの特性を一致させる動的性能
Wind Energyは不安定なので、タービンの出力が大きく飛び回ります。つまり、変圧器はあらゆる種類の負荷変更を処理する必要があります。風速が突然評価された値を超えると、突風のように- {-}タービンの出力は、定格電力の1.2〜1.5倍に達する可能性があります。その時点で、風力発電機は、高電流からつまずくことなく、その過負荷を2時間以上処理する必要があります。
風が低い場合、タービンは定格負荷の30％未満を長時間下回る可能性があります。それでも、トランスは20％- 100％負荷にわたって98％以上の効率的な-を維持する必要があります。ここには「大きな馬を使用して小さなカートを引く」ことはありません。それはエネルギーを無駄にします。変数-コンバーターを備えた速度タービンの場合、変圧器は電流波形の高い-周波数の変化を処理する必要があります。それらのコアは、主に低損失シリコンスチールシート（30q130など）を使用して、高周波数で実行するときに損失を減らします。
3。統合されたインテリジェントな便利な構成
風力発電所は通常、すべてから遠く離れて広がっています。 -サイトのインストールを容易にするために、風力変圧器は統合レイアウトを使用することがよくあります。パッド-マウントされた変圧器は良い例です。トランス自体、高-電圧スイッチ、および低-電圧制御キャビネットを1つの密閉ボックスに詰めます。独立したスイッチルームは必要ありません。インストールは簡単になります。
と知性？大きな機能。多くの変圧器には、温度センサー、オイルレベルモニター、スマート端子があります。彼らは、トップオイルの温度、絶縁抵抗、負荷電流-のような実際の-時間データ-を収集し、風力発電所の監視システムに送信します。労働者は遠くから機器をチェックできます。 85度を超えるオイル温度のように-が- -}}}}システムが自動的に冷却ファンを開始します。オイルレベルが奇妙に低下した場合、すぐにアラームし、タービンの出力をロックして、機器が壊れないようにします。
4。多様な構造形式
どのトランスを選ぶかは、風力発電所の容量、レイアウト、グリッドへの接続方法によって異なります。通常、各タービンは、3.3MVAパッド-マウントを備えた3MWタービンペアのように、マッチングパッド-マウントされた変圧器-を取得します。タワーのふもとまたは近くの本物のコンパクトに設置されています。
複数のタービンからの電気が2回目のブーストのためにグループ化されるコレクションラインでは、収集ラインステップ-アップトランスを使用します。ほとんどは3つの-位相double -巻線で、容量はラインの総電力に基づいています。同様に、10ユニットの3MWタービン？ 35MVAトランスが機能します。オフショアウィンドファーム？スペースがあまりないため、変圧器は小さくなります。彼らは主に空気の代わりに水冷を使用して、高湿度と塩スプレーを処理します。
iii。まとめ
風力発電システムでは、変圧器はエネルギーの「効率的なチャネル」、機器の「保護バリア」、およびすべてのグリッド安定性の「保護者」に似ています。彼らは単に電圧-を変更するだけではありません。彼らは風力エネルギーの浮き沈み、厳しい環境を処理し、厳格なグリッド標準を満たす必要があります。風力発電が大きくなり（15MWを超えるタービン）、オフショアが遠くなると、変圧器はより良くなり続けます。より効率的で、より賢く、極端な条件に対してより厳しい。彼らは間違いなく、クリーンエネルギーの成長をサポートし続けます