Док се свет снажно гура ка чистијим, декарбонизованим енергетским мрежама, енергија ветра је постала један од великих стубова који све то држе. Наравно, људи имају тенденцију да се узбуде због тих масивних лопатица које се окрећу и огромних гондола смештених на врху торњева. Али прави неопевани херој због којег све функционише-довођење те енергије у стварну мрежу-је трансформатор турбине на ветар ушушкан унутра.
Ови трансформатори узимају релативно низак напон који долази директно из турбинског генератора и подижу га до средњег-нивоа напона који има смисла за системе колектора и дуже далеководе. Рад у турбини на ветар је потпуно другачија игра лоптом у поређењу са вашом типичном стабилном-док-она-трансформатором који се налази у тихој трафостаници. Овај чланак се бави јединственим избором дизајна, адаптацијама животне средине и практичним разматрањима која се односе на модерне трансформаторе ветротурбина.
Функционална улога и интеграција мреже
Већина модерних ветротурбина производи енергију на напонима
између 690 В и 3,3 кВ. Покушај да се струја прогура кроз колекторску мрежу фарме на тим ниским нивоима био би катастрофа-масовни губици И²Р-а и смешно дебели (и скупи) каблови. Ту долази трансформатор ветротурбине: он повећава напон до 11 кВ, 22 кВ, 33 кВ или чак 66 кВ у већим оффсхоре поставкама.
Исправан однос{0}}навише је од кључног значаја. На пример, за прелазак са 690 В на 33 кВ потребан је однос окретаја од отприлике 1:48. То ставља озбиљан диелектрични стрес на изолацију, посебно када се турбина суочава са наглим променама оптерећења.
Парадигме дизајна: течни-уроњени у односу на суви-тип
Инжењери морају да бирају између течних-уроњених трансформатора (који користе минерално уље или естарске течности) и сувог-типа (ливене смоле). Одлука се обично своди на то где ће јединица живети-унутар гондоле, у подножју торња или споља на бетонској подлози.
Технолошко поређење дизајна језгара трансформатора
| Параметри и карактеристике | Течност{0}}уроњена (естар/течност) | Суви{0}}тип (ливена смола) |
|---|---|---|
| Ефикасност хлађења | Хигх; природна или принудна конвекција са течностима обезбеђује супериорну топлотну дисипацију. | Умерено; се у великој мери ослања на системе вентилације са принудним ваздухом (АФ) у скученим просторима. |
| Профил заштите од пожара | Requires synthetic/natural esters to achieve high fire points (>300 степени). Минерално уље представља опасност од пожара. | Инхерентно сигуран; самогасиви-и не-експлозивни. Идеалан за инсталацију гондоле. |
| Ризик за животну средину | Потенцијал за цурење течности, иако је минимизиран коришћењем биоразградивих природних естара. | Нулти ризик од цурења; потпуно чврста{0}}матрица за изолацију. |
| Пхисицал Фоотпринт | Компактнији у односу на кВА вредност због супериорне топлотне проводљивости флуида. | Веће димензије су потребне за одржавање одговарајућег ваздушног зазора и пузне стазе. |
| Типичан животни век | 25–30 година са редовном анализом флуида и диелектричним праћењем. | 20–25 година; веома зависи од влажности околине и цикличког термичког напона. |
Тешки оперативни изазови
За разлику од обичног трансформатора који се налази у стабилном окружењу, трансформатор ветротурбине мора да се носи са веома променљивим условима које покреће сам ветар.
Термички циклус и механичко напрезање
Брзине ветра могу да варирају свуда, тако да трансформатор може да пређе са нулте на пуну снагу и поново неколико пута дневно. Све то загревање и хлађење узрокује да се намотаји (бакар или алуминијум) стално шире и скупљају. Временом, ово оптерећује стезне структуре и истроши изолацију брже него што бисте видели у нормалној поставци.
Хармоници и чврсти{0}}инвертори
Ветротурбине користе енергетску електронику да конвертују променљиву{0}}излазну фреквенцију у нешто што мрежа може да користи. Нажалост, ти претварачи бацају гомилу хармоника назад на нисконапонску-страну трансформатора. Ове додатне фреквенције стварају додатне вртложне струје и лутајуће губитке, што значи да дизајнери морају да буду паметни са облицима језгра, заштитом и специјалним материјалима.
Мрежа{0}}Фактори напрезања на нивоу и дизајн ублажавања
| Фактор оперативног напрезања | Утицај на стандардни трансформатор | Дизајн за смањење утицаја трансформатора ветрогенератора |
|---|---|---|
| Трансиент Оверволтагес | Пробијање изолације / квар диелектрика | Ојачани електростатички штитови и побољшане маргине изолације |
| Висок хармонијски садржај | Прекомерно загревање језгра и стварање{0}}врућих тачака | Дизајн филтера К-фактора и оптимизовано ламинирано језгро од челика |
| Димензије ограниченог простора | Термички бег због ограниченог протока ваздуха | Интегрисани размењивачи топлоте{0}}хлађени водом (расхлађене плоче) |
| Високо вибрацијско окружење | Отпуштање структурних стезаљки и кратких спојева | Отпорни пригушни носачи и структурална вијци са ојачаним језгром |
Оффсхоре вс. Онсхоре Спецификације
Где се налази турбина чини огромну разлику у томе како треба да се изгради трансформатор.
Инсталација на копну:Они често користе подлоге -монтиране течном{1}}јединице пуњене течношћу или торњеве{2}}базне дизајне. Цена, смањење буке (посебно у близини кућа) и општа практичност су главне бриге.
Оффсхоре инсталација:На мору ствари постају много теже. Ови трансформатори су обично унутар гондоле или на прелазном делу. Уштеда на тежини је веома битна, па се инжењери ослањају на морске епоксидне премазе-Ц5-М, резервоаре од нерђајућег челика и незапаљиве синтетичке естарске течности за руковање сланим ваздухом, смањење ризика од пожара и очување животне средине.
Закључак
Стално побољшање технологије трансформатора турбина на ветар је велики разлог зашто сада можемо да изградимо заиста масивне ветроелектране са више{0}}мегавата. Решавајући тешке проблеме као што су хармонијска дисторзија, луди термални циклуси, скучени простори и оштра окружења-кроз боље ливене-материјале од смоле и паметније естарске течности-ови специјализовани трансформатори обезбеђују да се чиста енергија која се генерише на небу безбедно појачава и доводи у мрежу. Они нису најсјајнији део турбине на ветар, али су апсолутно неопходни.
ФАК
П: Колико брзо можете испоручити трансформатор?
О: Зависи од количине и капацитета трансформатора, обично у року од месец дана од датума који је купац потврдио.
П: Колико дуго можете пружити гаранцију квалитета?
О: 24 месеца од датума рада трансформатора.
П: Који начин плаћања прихватате?
О: Т/Т (банковни трансфер) преферирано, акредитив се прихвата.
