پیشگفتار
با پیشرفت صنعت ذخیره انرژی ، استفاده از مقیاس بزرگ-} استفاده از سیستم های ذخیره انرژی و سیستم های فتوولتائیک تقاضای بیشتری را به تجهیزات برق تحمیل می کند. به عنوان دستگاه اصلی برای تبدیل و انتقال انرژی ، انتخاب ترانسفورماتورها به طور مستقیم بر کارآیی سیستم ، قابلیت اطمینان و زنده ماندن اقتصادی تأثیر می گذارد. بنابراین ، برای پرداختن به الزامات متمایز ذخیره انرژی و سناریوهای فتوولتائیک ، درک ویژگی های فنی ترانسفورماتورهای سیم پیچ دوگانه {{3} و تقسیم {4} transformers هسته ضروری است ، در نهایت امکان انتخاب منطقی را فراهم می کند.
I. اصول و تفاوت بین دو نوع ترانسفورماتور
ترانسفورماتور سیم پیچ Double-
ترانسفورماتور سیم پیچ Double- رایج ترین نوع در سیستم های قدرت است. ساختار اصلی آن شامل یک سیم پیچ اولیه (ولتاژ -) و یک سیم پیچ ثانویه (ولتاژ کم-) است که از طریق یک هسته آهن مشترک به اتصال الکترومغناطیسی می رسند.
عملکرد آن بر اساس اصل القاء الکترومغناطیسی است. هنگامی که یک ولتاژ AC برای سیم پیچ اولیه اعمال می شود ، شار مغناطیسی متناوب در هسته باعث ولتاژ هدف در سیم پیچ ثانویه می شود و از این طریق به تبدیل سطح ولتاژ انرژی الکتریکی می رسد. سیم پیچ ها از نظر ساختاری مستقل و منزوی هستند و هیچ ارتباط الکتریکی بین طرفین اولیه و ثانویه- انتقال انرژی صرفاً از طریق اتصال مغناطیسی رخ می دهد. برنامه های معمولی شامل انتقال نیرو در سیستم های شبکه ، شبکه های توزیع و تبدیل انرژی الکتریکی برای تجهیزات صنعتی است.
ترانسفورماتور سیم پیچ - split -
ترانسفورماتور سیم پیچ Split-} یک ترانسفورماتور تخصصی است که توسط یک سیم پیچ ولتاژ-} و یک طرف ولتاژ- کم مشخص می شود و به دو سیم پیچ مستقل تقسیم می شود (به عنوان "سیم پیچ تقسیم شده"). این دو سیم پیچ ولتاژ کم-} مستقل از نظر الکتریکی و در عین حال مغناطیسی از طریق هسته همراه هستند.
طراحی سیم پیچ Split-} دو خروجی ولتاژ کم- را قادر می سازد تا به طور مستقل به بارهای مختلف یا منابع برق متصل شوند. به طور همزمان ، با تنظیم امپدانس مدار کوتاه - بین سیم پیچ ، به توابعی مانند محدود کردن جریانهای مدار کوتاه- و افزایش قابلیت اطمینان منبع تغذیه می رسد. اصل اصلی آن از ویژگی های اتصال مغناطیسی بین سیم پیچ های تقسیم شده استفاده می کند: حفظ راندمان انتقال انرژی در حین کار عادی در حالی که سرکوب جریان های گسل از طریق امپدانس مدار کوتاه- در حین گسل ها.
3. اختلاف بین این دو
در طی یک مدار کوتاه در یک ترانسفورماتور سیم پیچ - ، امپدانس کم بین سیم پیچ منجر به جریان های گسل بالا می شود و این امر ضروری است. مسیر انتقال انرژی منفرد آن بیش از 95 ٪ راندمان به دست می آید ، و آن را برای سناریوهای انتقال قدرت با بهره وری بالا {3} مناسب می کند. این ساختار ساده و هزینه های نگهداری کم است اما دارای قابلیت محدودی است که اغلب در برنامه های دارای مسیرهای منبع تغذیه ثابت استفاده می شود.
هنگامی که یک ترانسفورماتور سیم پیچ -} یک سیم پیچ سیم پیچ را تجربه می کند ، دیگر سیم پیچ یک امپدانس اضافی را از طریق اتصال مغناطیسی تشکیل می دهد ، و به طور مؤثر جریان مدار کوتاه {1} را سرکوب می کند. اگرچه شار نشت باعث خسارات 5 ٪- 8 ٪ بالاتر از ترانسفورماتورهای سیم پیچ Double- می شود ، این می تواند بهینه شود. این سرویس از چندین مسیر منبع تغذیه مستقل پشتیبانی می کند ، و آن را برای ادغام انرژی توزیع شده مناسب می کند. سیم پیچ های جانبی با ولتاژ کم آنها می توانند به طور مستقل یا به صورت موازی عمل کنند و از طرح های اضافی پشتیبانی کنند. در برنامه های فتوولتائیک ، آنها ادغام انعطاف پذیر تجهیزات متنوع ، افزایش قابلیت اطمینان سیستم و انعطاف پذیری را امکان پذیر می کنند.
ii. دلایل انتخاب ترانسفورماتورهای سیم پیچ Dual- در سیستم های ذخیره انرژی
1. جریان انرژی دو طرفه کارآمد: سیستم های ذخیره انرژی باید بین شارژ (منبع تغذیه از شبکه به دستگاه ذخیره سازی) و تخلیه (منبع تغذیه از دستگاه ذخیره سازی به شبکه) تغییر یابد. ویژگی های امپدانس کم - ترانسفورماتورهای سیم پیچ-}} transformers سیم پیچ باعث کاهش تلفات انتقال انرژی و افزایش کارآیی می شود.
2. الزامات ساختاری جمع و جور: نیروگاه های ذخیره انرژی به طور معمول طرح های متمرکز را اتخاذ می کنند. ساختار ساده ترانسفورماتورهای سیم پیچ - pootprint را کاهش می دهد و هزینه های ساخت و ساز را کاهش می دهد.
3. تطبیق ولتاژ انعطاف پذیر: با تنظیم نسبت چرخش بین سیم پیچ های اولیه و ثانویه ، ترانسفورماتور می تواند به طور انعطاف پذیر اختلاف سطح ولتاژ بین دستگاه های ذخیره انرژی (به عنوان مثال ، بانک های باتری) و شبکه را در خود جای دهد.
iii دلایل انتخاب ترانسفورماتورهای تقسیم دوگانه- در سیستم های فتوولتائیک
1. Multi- منبع اتصال به منبع توزیع شده: نیروگاه های فتوولتائیک اغلب از آرایه های فتوولتائیک متعدد (یا اینورترها) تشکیل می شوند که به طور موازی متصل می شوند. دو سیم پیچ ولتاژ کم-} یک ترانسفورماتور تقسیم دوتایی- می تواند آرایه های مختلفی را به طور جداگانه وصل کند ، و مانع از عدم موفقیت یک آرایه در تولید برق کلی می شود.
الزامات سرکوب جریان کوتاه- مدار: شبکه - اینورترهای فتوولتائیک متصل ممکن است جریانهای داخلی ایجاد کنند. امپدانس زیاد بین سیم پیچ های تقسیم شده ، جریان های داخل و جریمه را محدود می کند و بار دستگاه های محافظت از شبکه را کاهش می دهد.
3. سرکوب هارمونیک و بهینه سازی کیفیت قدرت: ویژگی های جفت مغناطیسی سیم پیچ های تقسیم شده ، سرکوب جزئی هارمونیک های تولید شده توسط سیستم های فتوولتائیک را فراهم می کند و باعث بهبود کیفیت برق شبکه می شود.
IV منطق انتخاب برای دو نوع ترانسفورماتور
1. کارآیی و هزینه
ترانسفورماتورهای سیم پیچ Dual- مزایای بهره وری را ارائه می دهند ، به طور معمول به بیش از 98.5 ٪ راندمان می رسند. ترانسفورماتورهای تقسیم شده Dual- ، به طور کلی به دلیل تلفات جفت مغناطیسی در سیم پیچ های تقسیم شده ، 97.5-} را به دست می آورند. با این حال ، در سیستم های فتوولتائیک ، ترانسفورماتورهای تقسیم دوگانه با به حداقل رساندن استفاده از کابل و مشخصات سوئیچ ، هزینه های کلی را کاهش می دهند.
ترتیب قابلیت اطمینان و نگهداری
ترانسفورماتورهای سیم پیچ Double - دارای ساختارهای ساده و هزینه های نگهداری کم هستند ، با هزینه های سالانه نگهداری سالانه تقریباً 0.5- 1 ٪ از مقدار اصلی تجهیزات. با توجه به طرح های پیچیده سیم پیچ و سازه های پشتیبانی ، ترانسفورماتورهای سیم پیچ {8} split تقسیم می کنند و هزینه های نگهداری بالاتری را متحمل می شوند و سالانه به 1.5 ٪ -2 ٪ می رسند. با این حال ، در سیستم های PV ، قابلیت جداسازی گسل ترانسفورماتورهای سیم پیچ ، خرابی را به حداقل می رساند ، و مزایای عملیاتی کلی برتر را به همراه دارد.
3. برنامه- سازگاری خاص
سیستم های ذخیره سازی انرژی: اولویت بندی ترانسفورماتورهای سیم پیچ - برای تبدیل کارآمد و مزایای هزینه خود. برای پروژه های ذخیره سازی متمرکز در مقیاس بزرگ {{2} ، به کارگیری چندین واحد رایانه شخصی به موازات ترانسفورماتورهای سیم پیچ-}}}}}}}}}} transformers ضمن افزایش قابلیت اطمینان ، هزینه ها را کاهش می دهد.
سیستم های فتوولتائیک: انواع ترانسفورماتور را بر اساس مقیاس گیاه و توپولوژی انتخاب کنید. ترانسفورماتورهای تقسیم شده دوگانه- برای گیاهان متمرکز بزرگ برای دستیابی به سرکوب جریان جریان کوتاه - و ادغام شبکه انعطاف پذیر توصیه می شوند. ترانسفورماتورهای سیم پیچ Dual- همچنین می توانند در گیاهان کوچک توزیع شده برای تعادل هزینه و کارآیی استفاده شوند.
V. نتیجه گیری
تفاوت اساسی بین ترانسفورماتورهای سیم پیچ دوگانه - {1} transform transformers از اهداف عملکردی متمایز آنها ناشی می شود: مراکز قبلی در "High- intainer تبدیل انرژی تبدیل ،" ساخت آن مناسب برای سناریوها با مسیرهای ثابت و تمرکز بر روی کارآیی انتقال (سیستم های ذخیره انرژی). دومی بر "منبع تغذیه چند-} مسیر و محدودیت فعلی گسل" تأکید می کند ، و آن را برای سناریوهایی که نیاز به ادغام انرژی توزیع شده و تضمین قابلیت اطمینان دارند (سیستم های فتوولتائیک) ایده آل می کند. در طراحی سیستم قدرت ، انتخاب جامع بر اساس الزامات برنامه خاص- با توجه به طراحی ساختاری ، ویژگی های امپدانس و قابلیت اطمینان- برای دستیابی به تعادل بهینه بین مزایای اقتصادی و عملکرد فنی ضروری است.