Како изабрати трансформаторе за дистрибуиране фотоелектричке електране?

Успоређивање капацитета трансформатора са дистрибуираном фотоелектричком производњом

Размерно одређивање вредности kVA на основу излаза инвертора AC, прекомерног дисеминације ЦС и варијабилности зрачења

Добивање трансформатора одговарајуће величине почиње гледањем на оно што инвертор може да произведе на максималном напону променљивог струја, рецимо око 100 kW. Већина пројеката узима у обзир односе превеличине ЦЦ између 1.2 и 1.5 пута јер соларне инсталације често доживљавају пикове зрачења изнад онога што стандардни тестови предвиђају. Узмимо типичну конфигурацију са 150 kWp DC масивом повезаном са инвертором од 100 kW. Трансформатор са номиналном снагом од најмање 125 кВА има смисла да се носи са тим повременим догађајима када се производња привремено превазилази капацитетом. Неколико фактора је технички важно. Прво проверите колико дуго инвертор може да се носи са условима преоптерећења, обично око 110-120% до сат времена. Онда размислите о локалном временском поретку. Пустинске локације имају тенденцију да имају дивље промене зрачења током дана и ноћи у поређењу са обалним подручјима где сунчева светлост остаје конзистентнија током целог дана. Не заборавите ни на деградацију панела. Панели сваке године губе отприлике пола одсто ефикасности, што заправо помаже у смањењу стреса на опрему доле по поток, јер се хармонике и топлота мање акумулишу током времена.

Анализа топлотне дерације и фактора оптерећења за инсталације на кровима

Температура на крововима често прелази 40 степени Целзијуса, што смањује капацитет трансформатора за око 15 до 20 посто ако се ништа не уради. Већина комерцијалних фотоволтаичких система ради на мање од 60% фактора оптерећења, тако да постоји простор за неко паметно смањење у комбинацији са добрим техникама топлотне управљања. Присилно хлађење ваздухом добро функционише, заједно са неогорљивом изолацијом која испуњава стандарде ИЕЕЕ Ц57.96, плус редовне контроле температуре током рада. Специфичности локације такође имају велику важност. Трансформатори инсталирани у затвореном простору или подручјима са лошем вентилацијом можда ће требати основне номинале које су чак 25% веће у поређењу са онима постављеним на отвореном где је проток ваздуха бољи. И АШРАЕ и ИЕЕЕ су објавили смернице за топлотне моделе које подржавају овај приступ.

Суви тип и прерађивачи у оквиру уља: сигурност, ефикасност и погодност за локацију

Ограничења за заштиту од пожара, вентилацију и инсталацију у затвореном простору за градске и комерцијалне крове

За урбане и комерцијалне соларне инсталације на крововима, суви трансформатори су постали опција захваљујући њиховим непаљивим карактеристикама дизајна. Обично имају вакуумску импрегнирану епоксичну смолу која их чини много сигурнијим од традиционалних модела напуњених уљем. Оливни системи са подмазном опремом имају све врсте проблема као што су запаљива хладила, потенцијална цурења, и захтевају посебну инфраструктуру као што су взривоокретни трезор, додатне мере за сачување, плус одговарајући системи вентилације. Суви типови се могу инсталирати у сасвим унутрашњим зградама, на местима где је простор ограничен и где су правила безбедности најважнији, мислимо на шахте лифта, гараже или заједничке крове међу више станара. У градовима као што су Њујорк и Токио, у својим најновијим пожароним законима, сада се посебно помињу трансформатори сувог типа када се ради о таквим инсталацијама јер се они обично искључују ако нешто не иде у реду током рада.

Уколико је потребно, може се користити и за решење проблема са протеклим временским временом.

Данас суви трансформатори испуњавају кључне стандарде ефикасности постављене у прописима као што су DOE 2016 и IEC 60076-20 за толеранцију хармоније. Неки од најбољих модела заправо достижу ефикасност око 99,3% када раде између 500 и 2500 кВА капацитета. У то време, трансформатори са уље потапањем имали су малу предност у максималној ефикасности оптерећења. Али сада суви типови имају више смисла економски током времена посебно за инсталације соларне енергије распоређене на различитим локацијама. Овим системима није потребан све тај редовни рад на одржавању који се односи на тестирање уља, филтрирање или управљање опасним течностима које се морају правилно одлагати. Током око 25 година, то штеди компанијама отприлике 20 до можда чак 30 одсто на трживачким трошковима, иако обично коштају око 15 одсто више унапред. Резултат је бољи повратак инвестиција и много лакше управљање имовином на путу.

Обезбеђивање усаглашености мреже са трансформаторима са хармоничним рејтингом

Уколико је потребно, може се користити и за решење проблема са преображавањем.

Уколико се не примењује, то се може сматрати да је у складу са одредбама из Регламента о енергетском управљању. Да би се решио овај проблем, специјални трансформатори који се називају хармонични мигигатори користе аранжмане за намотавање померане у фазу како би елиминисали главне хармонике као што су пети и седми ред. У међувремену, трансформатори који су проценили за К-факторе у распону од К4 до К20 направљени су посебно да би се носили са топлотом узрокованом хармоникама без оштећења њихових изолационих слојева. Али ово нису типични трансформатори. Редовни модели имају тенденцију да се много брже старе када се баве нелинеарним оптерећењима, али ове специјализоване верзије одржавају ствари хладним и у складу чак и током нормалних соларних операција. Термоимигација која је спроведена у стварним инсталацијама показује да ови оптимизовани трансформатори остају око 15 степени Целзијуса хладнији од редовних који се суочавају са сличним искривљеним оптерећењима. Ова разлика температуре значи дужи животни век опреме и мање проблема на тачкама повезивања у реалним условима.

Уосталом, уколико је потребно, могуће је да се користи и за решење проблема.

Интеграција СЦАДА, мониторинг температуре и делимичног испуштања за поузданост трансформатора

Када се трансформатори повежу са СЦАДА системима, оператери могу да прате како се понашају у реалном времену са централне локације преко свих распоређених панела соларних панела. Сензори температуре уграђени у различите делове као што су намотања, језгра, и за уље пуне јединице такође унутар њихових уље одељка откривају чудне топлотне обрасце много пре него што ствари почињу да се опасно загревају. Још један важан алат је мониторинг ПД који прихвата високофреквентне струјске пикове који сигнализују ране знаке проблема са изолацијом, нешто што обични тестови могу потпуно пропустити. Ове комбиноване карактеристике потпуно мењају начин на који одржавање ради, одступајући од строгог придржавања се распоређених прегледа, према решавању проблема само када је потребно. Пољски рад група као што су EPRI и NREL показује да овај приступ смањује неочекивано искључивање за око 40 посто. Све ово прикупљање података ствара окружење у којем компаније могу боље предвидети живот опреме, ефикасније управљати залихама резервних делова и стратешки планирати инвестиције, чинећи одржавање трансформатора не само реактивним већ и нечим што временом гради поузданост система.

Често постављене питања

Каква је важност превелике величине ЦЦ-а у соларним инсталацијама?

Превелики дисимензионирање ЦЦ омогућава соларним инсталацијама да се носе са пиковима зрачења који су виши од онога што стандардни тестови предвиђају, осигуравајући да трансформатори могу да прихвате привремена преоптерећења без значајних губитака ефикасности.

Да ли су суви трансформатори предности од трансформатора у којима је уношено уље за инсталације на крововима?

Да, суви трансформатори су често погоднији за инсталације на крововима због њихове непогоњене конструкције, безбедности у унутрашњим просторима и у складу са модерним пожароним законима.

Како комуналне компаније могу осигурати усаглашеност мреже са хармоникама које генеришу соларне енергије?

Утилности могу користити трансформаторе за ублажавање хармоније и оне који су означени за специфичне К-факторе за управљање хармоникама и одржавање усаглашености мреже у складу са стандардима ИЕЕЕ.

Коју улогу игра интеграција СЦАДА у одржавању трансформатора?

СЦАДА системи омогућавају праћење перформанси у реалном времену, помажући у рано откривање потенцијалних проблема, чиме се омогућава предвиђачко одржавање и смањује неочекивано искључивање.