Pròleg
Amb l’avanç de la indústria d’emmagatzematge d’energia, l’aplicació a escala - de sistemes d’emmagatzematge d’energia i sistemes fotovoltaics imposa exigències més elevades als equips d’energia. Com a dispositiu principal per a la conversió i la transmissió d’energia, la selecció de transformadors afecta directament l’eficiència del sistema, la fiabilitat i la viabilitat econòmica. Per tant, per afrontar els requisits diferenciats d’emmagatzematge d’energia i escenaris fotovoltaics, és imprescindible comprendre les característiques tècniques dels transformadors nuclis de doble - i dividir - transformadors bàsics, que finalment permeten una elecció racional.
I. Principis i diferències entre dos tipus de transformadors
1. Doble - Transformador de bobinatge
El transformador de bobinatge doble - és el tipus més comú en sistemes de potència. La seva estructura principal inclou un bobinat primari (alt - costat de tensió) i un bobinat secundari (baix - costat de tensió), que aconsegueixen un acoblament electromagnètic a través d'un nucli de ferro comú.
La seva operació es basa en el principi d’inducció electromagnètica. Quan s’aplica una tensió de CA a l’enrotllament primari, el flux magnètic alterat dins del nucli indueix la tensió objectiu en el bobinat secundari, aconseguint així la conversió a nivell de tensió d’energia elèctrica. Els enrotllaments són estructuralment independents i aïllats, sense cap connexió elèctrica entre els costats primaris i secundaris - La transferència d'energia es produeix exclusivament mitjançant l'acoblament magnètic. Les aplicacions típiques inclouen la transmissió d’energia en sistemes de xarxa, xarxes de distribució i conversió d’energia elèctrica per a equips industrials.
2. Split - Transformador de bobinatge
El transformador de bobinatge Split - és un transformador especialitzat caracteritzat per un sol alt de tensió - i un baix - dividit en dos enrotllaments independents (denominats "bobinats dividits"). Aquests dos enrotllaments de tensió baix - són elèctricament independents, però es combinen magnèticament a través del nucli.
El disseny de bobinatge Split - permet que les dues sortides de tensió baixes - es connectin a diferents càrregues o fonts de potència de manera independent. Simultàniament, ajustant la impedància del circuit curt - entre els enrotllaments, aconsegueix funcions com limitar els corrents de circuit curt - i millorar la fiabilitat de l’alimentació elèctrica. El seu principi bàsic aprofita les característiques d’acoblament magnètic entre els bobinats dividits: mantenir l’eficiència de transmissió d’energia durant el funcionament normal mentre suprimeix els corrents de falles a través de la impedància de circuit curt - elevat durant les falles.
3. Diferències entre ambdues
Durant un curtcircuit en un transformador de bobinatge dual -, la baixa impedància entre els bobnats dóna lloc a corrents de falles elevats, necessitant protecció externa. La seva ruta de transmissió d’energia única aconsegueix més del 95% d’eficiència, cosa que la fa adequada per a escenaris de transmissió d’eficiència d’alta -. Compta amb una estructura senzilla i uns baixos costos de manteniment, però té una funcionalitat limitada, sovint utilitzada en aplicacions amb rutes d’alimentació fixa.
Quan un transformador de bobinatge dividit - experimenta un curtcircuit sinuós, l'altre bobinatge forma una impedància addicional mitjançant l'acoblament magnètic, suprimint efectivament el corrent de circuit curt -. Tot i que el flux de fuites provoca pèrdues 5% - 8% superior a la doble - Transformadors de bobinatge, això es pot optimitzar. Admet múltiples camins de subministrament d’alimentació independents, cosa que la fa adequada per a la integració energètica distribuïda. Els seus enrotllaments laterals de baixa tensió poden funcionar de manera independent o paral·lela, donant suport a dissenys redundants. En aplicacions fotovoltaiques, permeten una integració flexible d’equips diversos, millorant la fiabilitat i la flexibilitat del sistema.
II. Motius per seleccionar Dual - Transformadors de bobinatge en sistemes d'emmagatzematge d'energia
1. Flux d’energia bidireccional eficient: Els sistemes d’emmagatzematge d’energia han de canviar entre la càrrega (l’alimentació de la xarxa al dispositiu d’emmagatzematge) i la descàrrega (l’alimentació del dispositiu d’emmagatzematge a la xarxa). Les baixes característiques d’impedància - dels transformadors de bobinatge dual - redueixen les pèrdues de transmissió d’energia i milloren l’eficiència.
2. Requisits estructurals compactes: les estacions d’energia d’emmagatzematge d’energia adopten normalment dissenys centralitzats. L’estructura simple de Dual - Transformadors de bobinatge redueix la petjada i redueix els costos de construcció.
3. Coincidència de tensió flexible: Ajustant la relació de gir entre els bobinats primaris i els secundaris, el transformador pot adaptar -se a les diferències de nivell de tensió flexible entre els dispositius d’emmagatzematge d’energia (per exemple, bancs de bateries) i la xarxa.
Iii. Motius per seleccionar els transformadors dividits de doble - en sistemes fotovoltaics
1. Multi - Connexió de potència distribuïda: Les centrals fotovoltaiques sovint es componen de múltiples matrius fotovoltaiques (o inversors) connectats en paral·lel. Els dos enrotllaments de tensió baix - d'un transformador dividit de doble - pot connectar diferents matrius per separat, evitant que un fracàs de la matriu única afecti la generació general de potència.
2. L’elevada impedància entre l’enrotllament dividit limita els corrents de falles i la reducció de la càrrega dels dispositius de protecció de la xarxa.
.
Iv. Lògica de selecció per a dos tipus de transformadors
1. Eficiència i cost
Els transformadors de bobinatge dual - ofereixen avantatges d'eficiència, aconseguint normalment més del 98,5% d'eficiència. Els transformadors dividits de doble -, però, generalment aconsegueixen un 97,5% - 98% d'eficiència a causa de les pèrdues d'acoblament magnètics en els enrotllaments dividits. No obstant això, en els sistemes fotovoltaics, els transformadors de doble esplèndida redueixen els costos generals minimitzant l'ús de cable i les especificacions de commutació.
2. Fiabilitat i manteniment
Doble - Els transformadors de bobinatge presenten estructures simples i costos de manteniment baixos, amb despeses anuals de manteniment que ascendeixen a aproximadament un 0,5% - 1% del valor original de l'equip. A causa dels seus complexos dissenys i estructures de suport, dividiu - transformadors de bobinatge comporten costos de manteniment més elevats, arribant a un 1,5% -2% anuals. No obstant això, dins dels sistemes fotovoltaics, la capacitat d’aïllament de falles dels transformadors de l’informació dividida minimitza els temps d’inactivitat, donant beneficis operatius generals superiors.
3. Aplicació - Adaptació específica
Sistemes d’emmagatzematge d’energia: prioritzeu els transformadors de bobinatge dual - per a la seva eficient conversió bidireccional i avantatges de costos. Per a projectes d’emmagatzematge centralitzat a escala -, desplegar diverses unitats de PCS en paral·lel amb Dual - Els transformadors de bobinatge redueix encara més els costos alhora que milloren la fiabilitat.
Sistemes fotovoltaics: seleccioneu Tipus de transformadors basats en escala de plantes i topologia. Els transformadors dividits de doble - es recomana que les plantes centrals grans aconsegueixin la supressió de corrent de circuit curt - i la integració de la xarxa flexible. Els transformadors de bobinatge dual - també es poden utilitzar en plantes distribuïdes petites per equilibrar el cost i l'eficiència.
V. Conclusió
La diferència fonamental entre els transformadors de doble - i els transformadors de doble - es deriven dels seus propòsits funcionals distints: els primers centres en "High - conversió d'energia d'eficiència", fent -la adequada per a escenaris amb vies fixes i un enfocament en l'eficiència de transmissió (sistemes d'emmagatzematge d'energia); Aquest últim posa l’accent en “Multi - l’alimentació de l’alimentació i la limitació del corrent de falles”, que la fa ideal per a escenaris que requereixen integració d’energia distribuïda i garantia de fiabilitat (sistemes fotovoltaics). En el disseny del sistema d’energia, la selecció completa basada en requisits d’aplicació específics - considerar el disseny estructural, les característiques d’impedància i la fiabilitat - és essencial per aconseguir l’equilibri òptim entre beneficis econòmics i rendiment tècnic.