Önsöz
Enerji depolama endüstrisinin ilerlemesiyle, enerji depolama sistemlerinin ve fotovoltaik sistemlerin büyük - ölçekli uygulaması, güç ekipmanlarına daha yüksek talepler getirir. Enerji dönüştürme ve iletim için temel cihaz olarak, transformatörlerin seçimi sistem verimliliğini, güvenilirliğini ve ekonomik yaşayabilirliği doğrudan etkiler. Bu nedenle, enerji depolama ve fotovoltaik senaryoların farklılaşmış gereksinimlerini ele almak için, ikili - sarma transformatörlerinin ve bölünmüş - çekirdek transformatörlerinin teknik özelliklerini anlamak ve sonuçta rasyonel bir seçim sağlar.
I. İki tür transformatör arasındaki ilkeler ve farklılıklar
1. Double - sarma transformatörü
Double - sarma transformatör, güç sistemlerinde en yaygın tiptir. Çekirdek yapısı, ortak bir demir çekirdekten elektromanyetik birleşim sağlayan bir birincil sarma (yüksek - voltaj tarafı) ve ikincil bir sarma (düşük - voltaj tarafı) içerir.
Operasyonu elektromanyetik indüksiyon prensibine dayanmaktadır. Birincil sargıya bir AC voltajı uygulandığında, çekirdek içindeki alternatif manyetik akı, ikincil sargıdaki hedef voltajı indükler, böylece elektrik enerjisinin voltaj seviyesi dönüşümüne ulaşır. Sargılar yapısal olarak bağımsızdır ve izole edilir, birincil ve ikincil taraflar arasında elektrik bağlantısı - Enerji transferi sadece manyetik birleştirme yoluyla gerçekleşir. Tipik uygulamalar arasında ızgara sistemlerinde güç iletimi, dağıtım ağları ve endüstriyel ekipman için elektrik enerjisi dönüşümü bulunur.
2. Split - sarma transformatörü
Bölünmüş - sarma transformatörü, tek bir yüksek - voltaj sargısı ve düşük - voltaj tarafı iki bağımsız sargıya bölünmüş ("bölünmüş sargılar" olarak adlandırılır) ile karakterize edilen özel bir transformatördür. Bu iki düşük - voltaj sargıları elektriksel olarak bağımsızdır, ancak çekirdekten manyetik olarak birleştirilir.
- sarma tasarımı, iki düşük - voltaj çıkışının farklı yüklere veya güç kaynaklarına bağımsız olarak bağlanmasını sağlar. Eşzamanlı olarak, sargılar arasındaki kısa - devre empedansını ayarlayarak, kısa - devre akımlarını sınırlama ve güç kaynağı güvenilirliğini artırma gibi işlevler elde eder. Temel prensibi, bölünmüş sargılar arasındaki manyetik bağlantı özelliklerinden yararlanır: Normal çalışma sırasında enerji iletim verimliliğinin korunması, hatalar sırasında yüksek kısa - devre empedansından arıza akımlarını bastırır.
3. İkisi arasındaki farklılıklar
Çift - sarma transformatöründeki kısa devre sırasında, sargılar arasındaki düşük empedans yüksek arıza akımlarıyla sonuçlanır ve dış koruma gerektirir. Tek enerji iletim yolu% 95'in üzerinde verimlilik elde ederek yüksek - verimlilik güç iletim senaryolarına uygun hale getirir. Basit bir yapıya ve düşük bakım maliyetlerine sahiptir, ancak genellikle sabit güç kaynağı yollarına sahip uygulamalarda kullanılan sınırlı işlevselliğe sahiptir.
Bir bölünme - sarma transformatörü bir sarma kısa devre yaşadığında, diğer sarma manyetik birleştirme yoluyla ek bir empedans oluşturur ve kısa - devre akımını etkili bir şekilde bastırır. Sızıntı akısı,% 5 -}% 8 daha yüksek kayıplara neden olsa da, çift - sarma transformatörlerinden daha yüksek olsa da, bu optimize edilebilir. Birden fazla bağımsız güç kaynağı yolunu destekleyerek dağıtılmış enerji entegrasyonu için uygun hale getirir. Düşük voltajlı yan sargılar bağımsız veya paralel olarak çalışabilir ve gereksiz tasarımları destekleyebilir. Fotovoltaik uygulamalarda, çeşitli ekipmanların esnek entegrasyonunu, sistem güvenilirliğini ve esnekliği artırmayı sağlarlar.
İi. Enerji Depolama Sistemlerinde Dual - sarma transformatörlerini seçmenin nedenleri
1. Verimli çift yönlü enerji akışı: Enerji depolama sistemleri şarj (ızgaradan depolama cihazına güç kaynağı) ve deşarj (depolama cihazından ızgaraya güç kaynağı) modları arasında geçiş yapmalıdır. Çift - empedans özellikleri, - sarma transformatörlerinin enerji iletim kayıplarını azaltır ve verimliliği artırır.
2. Kompakt Yapısal Gereksinimler: Enerji Depolama Enerji Haddeleri tipik olarak merkezi tasarımları benimser. Çift - sarma transformatörlerinin basit yapısı ayak izini azaltır ve inşaat maliyetlerini düşürür.
3. Esnek voltaj eşleştirme: Birincil ve ikincil sargılar arasındaki dönüş oranını ayarlayarak, transformatör enerji depolama cihazları (örn., Pil bankaları) ve ızgara arasındaki voltaj seviyesi farklılıklarını esnek bir şekilde barındırabilir.
III. Fotovoltaik sistemlerde ikili - bölünmüş transformatörleri seçmenin nedenleri
1. Multi - Kaynak Dağıtılmış Güç Bağlantısı: Fotovoltaik enerji santralleri genellikle paralel bağlı çoklu fotovoltaik diziden (veya invertörlerden) oluşur. Bir çift - bölünmüş transformatörün iki düşük - voltaj sargıları, farklı dizileri ayrı ayrı bağlayarak tek bir dizi arızasının genel güç üretimini etkilemesini önleyebilir.
2. Kısa - Devre Akımı Bastırma Gereksinimleri: Grid - Bağlı fotovoltaik invertörler inrush akımları üretebilir. Bölünmüş sargılar arasındaki yüksek empedans, ızgara koruma cihazları üzerindeki yükü azaltarak, inrush ve arıza akımlarını sınırlar.
3. Harmonik bastırma ve güç kalitesi optimizasyonu: bölünmüş sargıların manyetik birleştirme özellikleri, fotovoltaik sistemler tarafından üretilen harmoniklerin kısmi bastırılmasını sağlar ve ızgara - bağlantılı güç kalitesini iyileştirir.
IV. İki transformatör türü için seçim mantığı
1. Verimlilik ve maliyet
Dual - sarma transformatörleri, tipik olarak% 98,5'in üzerinde verimlilik elde eden verimlilik avantajları sunar. Bununla birlikte, ikili - Split Transformatörler, bölünmüş sargılardaki manyetik bağlantı kayıpları nedeniyle genellikle% 97.5 -% 98 verimlilik elde eder. Ancak fotovoltaik sistemlerde, çift bölünmüş transformatörler kablo kullanımını ve şalt spesifikasyonlarını en aza indirerek toplam maliyetleri azaltır.
2. Güvenilirlik ve bakım
Double - sarma transformatörleri, yıllık bakım masrafları yaklaşık% 0,5 -} ekipmanın orijinal değerinin% 1'ine sahip basit yapılara ve düşük bakım maliyetlerine sahiptir. Karmaşık sarma tasarımları ve destek yapıları nedeniyle, bölünmüş - sarma transformatörleri daha yüksek bakım maliyetlerine maruz kalır ve yıllık% 1,5-2'ye ulaşır. Bununla birlikte, PV sistemleri içinde, bölünmüş rüzgar transformatörlerinin arıza izolasyon kabiliyeti, kesinti süresini en aza indirerek üstün genel operasyonel faydalar sağlar.
3. Uygulama - Belirli bir uyarlama
Enerji Depolama Sistemleri: Verimli çift yönlü dönüşümleri ve maliyet avantajları için çift - sarma transformatörlerini önceliklendirin. Büyük - ölçekli merkezi depolama projeleri için, birden fazla PC birimini çift - sarma transformatörlerine paralel olarak dağıtmak, güvenilirliği artırırken maliyetleri daha da azaltır.
Fotovoltaik sistemler: Bitki ölçeği ve topolojisine dayalı transformatör türlerini seçin. Kısa - devre akımı bastırma ve esnek ızgara entegrasyonu elde etmek için büyük merkezi bitkiler için çift - bölünmüş transformatörler önerilir. Dual - sarma transformatörleri, maliyet ve verimliliği dengelemek için küçük dağıtılmış bitkilerde de kullanılabilir.
V. Sonuç
İkili - sarma transformatörleri ve çift - bölünmüş transformatörler arasındaki temel fark, farklı fonksiyonel amaçlarından kaynaklanmaktadır: eski "yüksek - verimlilik enerji dönüşümü" üzerine merkezler, sabit yollarla senaryolar için uygun hale getirir ve iletim verimliliği (enerji depolama sistemleri); İkincisi, "multi - yol güç kaynağı ve arıza akımı sınırlamasını" vurgular, bu da dağıtılmış enerji entegrasyonu ve güvenilirlik güvencesi (fotovoltaik sistemler) gerektiren senaryolar için idealdir. Güç sistemi tasarımında, ekonomik faydalar ve teknik performans arasında optimum dengeyi elde etmek için yapısal tasarım, empedans özellikleri ve güvenilirliği göz önünde bulundurarak - yapısal tasarım, empedans özellikleri ve güvenilirliği göz önünde bulundurarak kapsamlı seçim gereklidir.