Prefácio
Com o avanço do setor de armazenamento de energia, o grande -} aplicação de sistemas de armazenamento de energia e sistemas fotovoltaicos impõe maiores demandas em equipamentos de energia. Como dispositivo principal para conversão e transmissão de energia, a seleção de transformadores afeta diretamente a eficiência do sistema, a confiabilidade e a viabilidade econômica. Portanto, para atender aos requisitos diferenciados de armazenamento de energia e cenários fotovoltaicos, é essencial entender as características técnicas dos transformadores de enrolamento -- e dividir os transformadores do núcleo, permitindo uma escolha racional.
I. Princípios e diferenças entre dois tipos de transformadores
1. Double - transformador de enrolamento
O transformador duplo - winding é o tipo mais comum nos sistemas de energia. Sua estrutura central compreende um enrolamento primário (alto - lado de tensão) e um enrolamento secundário (baixo -} lado de tensão), que atinge o acoplamento eletromagnético através de um núcleo de ferro comum.
Sua operação é baseada no princípio da indução eletromagnética. Quando uma tensão CA é aplicada ao enrolamento primário, o fluxo magnético alternado dentro do núcleo induz a tensão alvo no enrolamento secundário, alcançando assim a conversão do nível de tensão da energia elétrica. Os enrolamentos são estruturalmente independentes e isolados, sem conexão elétrica entre os lados primário e secundário -, a transferência de energia ocorre apenas através do acoplamento magnético. As aplicações típicas incluem transmissão de energia em sistemas de grade, redes de distribuição e conversão de energia elétrica para equipamentos industriais.
2. Split - Transformador de enrolamento
O transformador de enrolamento - dividido é um transformador especializado, caracterizado por um único enrolamento -} de tensão e um lado baixo -} dividido em dois enrolamentos independentes (referidos como "enrolamentos divididos"). Esses dois enrolamentos baixos - de tensão são eletricamente independentes, mas magneticamente acoplados através do núcleo.
A divisão - design de enrolamento permite que as duas saídas de tensão -- para conectar -se a diferentes cargas ou fontes de energia de forma independente. Simultaneamente, ajustando a impedância curta -} entre enrolamentos, ela atinge funções como limitar as correntes de circuito curtas - e aumentar a confiabilidade da fonte de alimentação. Seu princípio central aproveita as características de acoplamento magnético entre enrolamentos divididos: mantendo a eficiência da transmissão de energia durante a operação normal enquanto suprimem as correntes de falha através de alta impedância de circuito curto - durante as falhas.
3. Diferenças entre os dois
Durante um curto -circuito em um transformador de enrolamento - duplo, a baixa impedância entre os enrolamentos resulta em altas correntes de falha, necessitando de proteção externa. Seu caminho de transmissão de energia única atinge mais de 95% de eficiência, tornando -o adequado para cenários de transmissão de energia de eficiência alta -. Possui uma estrutura simples e baixos custos de manutenção, mas possui funcionalidade limitada, geralmente usada em aplicações com caminhos de fonte de alimentação fixos.
Quando uma divisão - o transformador de enrolamento experimenta um curto -circuito enrolado, o outro enrolamento forma uma impedância adicional através do acoplamento magnético, suprimindo efetivamente a corrente curta -}. Embora o fluxo de vazamento cause perdas 5% - 8% mais alto que em transformadores de enrolamento duplo -, isso pode ser otimizado. Ele suporta vários caminhos de fonte de alimentação independentes, tornando -o adequado para integração de energia distribuída. Seus enrolamentos laterais de baixa tensão podem operar independentemente ou em paralelo, apoiando projetos redundantes. Em aplicações fotovoltaicas, eles permitem a integração flexível de diversos equipamentos, aprimorando a confiabilidade e a flexibilidade do sistema.
Ii. Razões para selecionar os transformadores de enrolamento - em sistemas de armazenamento de energia em sistemas de armazenamento de energia
1. Fluxo de energia bidirecional eficiente: os sistemas de armazenamento de energia devem alternar entre os modos de carregamento (fonte de alimentação do dispositivo de grade para armazenamento) e descarga (fonte de alimentação do dispositivo de armazenamento para grade). As características de impedância - baixa de transformadores de enrolamento duplos - reduzem as perdas de transmissão de energia e aumentam a eficiência.
2. Requisitos estruturais compactos: As usinas de armazenamento de energia geralmente adotam projetos centralizados. A estrutura simples dos transformadores de enrolamento - duplo reduz a pegada e reduz os custos de construção.
3. Combinação flexível de tensão: ajustando a proporção de voltas entre os enrolamentos primários e secundários, o transformador pode acomodar flexibilidade diferenças no nível de tensão entre os dispositivos de armazenamento de energia (por exemplo, bancos de bateria) e a grade.
Iii. Razões para selecionar os transformadores duplos - dividido em sistemas fotovoltaicos
1. Conexão de energia distribuída de origem multi -: as usinas fotovoltaicas são frequentemente compostas de múltiplas matrizes fotovoltaicas (ou inversores) conectadas em paralelo. Os dois enrolamentos de tensão - baixos de um transformador de divisão -- pode conectar diferentes matrizes separadamente, impedindo que uma única falha na matriz afete a geração geral de energia.
2. Curto - Requisitos de supressão de corrente do circuito: Grid - inversores fotovoltaicos conectados podem gerar correntes de entrada. A alta impedância entre os enrolamentos divididos limita a entrada e as correntes de falha, reduzindo o ônus dos dispositivos de proteção à grade.
3. Supressão harmônica e otimização da qualidade da energia: As características de acoplamento magnético dos enrolamentos divididos fornecem supressão parcial de harmônicos gerados por sistemas fotovoltaicos, melhorando a grade - qualidade de energia conectada.
4. Lógica de seleção para dois tipos de transformadores
1. Eficiência e custo
Os transformadores de enrolamento - duplo oferecem vantagens de eficiência, normalmente alcançando mais de 98,5% de eficiência. Dual - dividido transformadores, no entanto, geralmente atinge 97,5% - 98% de eficiência devido a perdas de acoplamento magnético nos enrolamentos divididos. No entanto, em sistemas fotovoltaicos, os transformadores de split dupla reduzem os custos gerais, minimizando as especificações de uso de cabos e equipamentos de comutação.
2. Confiabilidade e manutenção
O duplo - transformadores de enrolamento apresenta estruturas simples e baixos custos de manutenção, com despesas anuais de manutenção no valor de aproximadamente 0,5% - 1% do valor original do equipamento. Devido aos seus complexos projetos de enrolamento e estruturas de suporte, os transformadores de enrolamento divididos - incorrem em maiores custos de manutenção, atingindo 1,5% a 2% anualmente. No entanto, dentro dos sistemas fotovoltaicos, a capacidade de isolamento de falhas de transformadores de enrolamento dividido minimiza o tempo de inatividade, produzindo benefícios operacionais gerais superiores.
3. Aplicativo - Adaptação específica
Sistemas de armazenamento de energia: priorize os transformadores de enrolamento duplo - para sua eficiente conversão bidirecional e vantagens de custo. Para grandes projetos de armazenamento centralizados em escala -, implantando várias unidades de PCS em paralelo com os transformadores de enrolamento - duplo reduzem ainda mais os custos e aumentam a confiabilidade.
Sistemas fotovoltaicos: selecione Tipos de transformadores com base na escala e topologia da planta. Os transformadores de divisão - são recomendados para grandes plantas centralizadas para obter curta supressão de corrente de circuito curta - Os transformadores de enrolamento - duplos também podem ser usados em pequenas plantas distribuídas para equilibrar o custo e a eficiência.
V. Conclusão
A diferença fundamental entre os transformadores duplos - enrolamento e os transformadores de divisão dual - decorre de seus propósitos funcionais distintos: os primeiros centros em "alto -} conversão de energia de eficiência), tornando -o adequado para cenários com caminhos fixos e foco na transmissão da transmissão (sistemas de energia de transmissão (energia de energia) (eficácia), tornando -o suficiente para cenários com patas fixas e foco na transmissão da transmissão; Este último enfatiza "Multi - fonte de alimentação e limitação de corrente de falha", tornando -o ideal para cenários que exigem integração de energia distribuída e garantia de confiabilidade (sistemas fotovoltaicos). No design do sistema de energia, a seleção abrangente com base em requisitos específicos de aplicativos - considerando o projeto estrutural, características de impedância e confiabilidade - é essencial para alcançar o equilíbrio ideal entre benefícios econômicos e desempenho técnico.