Prefacio
Con el avance de la industria de almacenamiento de energía, la gran aplicación de escala - de sistemas de almacenamiento de energía y sistemas fotovoltaicos impone mayores demandas en equipos de energía. Como el dispositivo central para la conversión y transmisión de energía, la selección de transformadores afecta directamente la eficiencia del sistema, la confiabilidad y la viabilidad económica. Por lo tanto, para abordar los requisitos diferenciados del almacenamiento de energía y los escenarios fotovoltaicos, es esencial comprender las características técnicas de los transformadores de devanado duales - y dividir los transformadores centrales divididos-, lo que finalmente permite una elección racional.
I. Principios y diferencias entre dos tipos de transformadores
1. Doble - transformador de devanado
El transformador de devanado doble - es el tipo más común en sistemas de potencia. Su estructura de núcleo comprende un devanado primario (lado de voltaje alto -}) y un devanado secundario (bajo -} de voltaje), que logran un acoplamiento electromagnético a través de un núcleo de hierro común.
Su operación se basa en el principio de inducción electromagnética. Cuando se aplica un voltaje de CA al devanado primario, el flujo magnético alterno dentro del núcleo induce el voltaje objetivo en el devanado secundario, logrando así la conversión del nivel de voltaje de la energía eléctrica. Los devanados son estructuralmente independientes y aislados, sin conexión eléctrica entre los lados primarios y secundarios - La transferencia de energía ocurre únicamente a través del acoplamiento magnético. Las aplicaciones típicas incluyen transmisión de energía en sistemas de cuadrícula, redes de distribución y conversión de energía eléctrica para equipos industriales.
2. Split - transformador de devanado
El transformador de devanado Split - es un transformador especializado caracterizado por un solo devanado de voltaje -} y un lado de voltaje - bajo dividido en dos devanados independientes (denominados "devanados divididos"). Estos dos devanados de voltaje - bajos son eléctricamente independientes pero magnéticamente acoplados a través del núcleo.
El diseño de devanado Split - permite que las dos salidas de voltaje bajas -} se conecten a diferentes cargas o fuentes de alimentación de forma independiente. Simultáneamente, ajustando la breve impedancia del circuito - entre los devanados, logra funciones tales como limitar las corrientes de circuito -} y mejorar la confiabilidad de la fuente de alimentación. Su principio del núcleo aprovecha las características de acoplamiento magnético entre los devanados divididos: mantener la eficiencia de la transmisión de energía durante el funcionamiento normal mientras suprime las corrientes de fallas a través de la impedancia de circuito corto -} durante las fallas.
3. Diferencias entre los dos
Durante un cortocircuito en un transformador de devanado dual -, la baja impedancia entre los devanados da como resultado corrientes de fallas altas, lo que requiere protección externa. Su ruta de transmisión de energía única logra más del 95% de eficiencia, por lo que es adecuada para escenarios de transmisión de potencia de eficiencia de alto- de eficiencia. Cuenta con una estructura simple y bajos costos de mantenimiento, pero tiene una funcionalidad limitada, a menudo utilizada en aplicaciones con rutas de fuente de alimentación fijas.
Cuando un transformador de devanado dividido - experimenta un cortocircuito de devanado, el otro devanado forma una impedancia adicional a través del acoplamiento magnético, suprimiendo de manera efectiva la corta corriente de circuito {{1 1}}. Aunque el flujo de fugas causa pérdidas 5% - 8% más alto que en los transformadores de devanado dobles -, esto se puede optimizar. Admite múltiples rutas independientes de la fuente de alimentación, lo que lo hace adecuado para la integración de energía distribuida. Sus devanados laterales de bajo voltaje pueden funcionar de forma independiente o en paralelo, lo que respalda diseños redundantes. En aplicaciones fotovoltaicas, permiten la integración flexible de equipos diversos, mejorando la confiabilidad del sistema y la flexibilidad.
II. Razones para seleccionar transformadores de devanado dual - en sistemas de almacenamiento de energía
1. Flujo de energía bidireccional eficiente: los sistemas de almacenamiento de energía deben cambiar entre la carga (fuente de alimentación desde la red hasta el dispositivo de almacenamiento) y la descarga (fuente de alimentación del dispositivo de almacenamiento a la red). Las características de impedancia - bajas de los transformadores de devanado duales - reducen las pérdidas de transmisión de energía y mejoran la eficiencia.
2. Requisitos estructurales compactos: las centrales eléctricas de almacenamiento de energía generalmente adoptan diseños centralizados. La estructura simple de los transformadores de devanado duales - reduce la huella y reduce los costos de construcción.
3. Matriota de voltaje flexible: al ajustar la relación giros entre los devanados primarios y secundarios, el transformador puede acomodar de manera flexible las diferencias de nivel de voltaje entre los dispositivos de almacenamiento de energía (p. Ej., Batería) y la cuadrícula.
Iii. Razones para seleccionar transformadores divididos -} en sistemas fotovoltaicos
1. Multi - Conexión de potencia distribuida de origen: las plantas de energía fotovoltaica a menudo se componen de múltiples matrices fotovoltaicas (o inversores) conectadas en paralelo. Los dos devanados de voltaje - bajo de un transformador dividido dual - pueden conectar diferentes matrices por separado, evitando que una sola falla de la matriz afecte la generación general de energía.
2. Corto - Requisitos de supresión de corriente de circuito: Grid - Los inversores fotovoltaicos conectados pueden generar corrientes de entrada. La alta impedancia entre los devanados divididos limita las corrientes de fallas y fallas, reduciendo la carga de los dispositivos de protección de la red.
3. Supresión armónica y optimización de calidad de potencia: las características de acoplamiento magnético de los devanados divididos proporcionan supresión parcial de armónicos generados por sistemas fotovoltaicos, mejorando la cuadrícula - calidad de potencia conectada.
IV. Lógica de selección para dos tipos de transformadores
1. Eficiencia y costo
Los transformadores de devanado dual - ofrecen ventajas de eficiencia, que generalmente logran más del 98.5% de eficiencia. Los transformadores divididos duales -, sin embargo, generalmente alcanzan el 97.5% - 98% de eficiencia debido a las pérdidas de acoplamiento magnético en los devanados divididos. Sin embargo, en los sistemas fotovoltaicos, los transformadores de doble división reducen los costos generales al minimizar el uso del cable y las especificaciones de la aparejo.
2. Confiabilidad y mantenimiento
Doble - Los transformadores de devanado cuentan con estructuras simples y bajos costos de mantenimiento, con los gastos de mantenimiento anuales que ascienden a aproximadamente 0.5% - 1% del valor original del equipo. Debido a sus complejos diseños de devanado y estructuras de soporte, los transformadores de devanado divididos {}}} incurren en costos de mantenimiento más altos, alcanzando 1.5% -2% anual. Sin embargo, dentro de los sistemas fotovoltaicos, la capacidad de aislamiento de fallas de los transformadores de viento dividido minimiza el tiempo de inactividad, produciendo beneficios operativos generales superiores.
3. Aplicación - Adaptación específica
Sistemas de almacenamiento de energía: priorice los transformadores de devanado duales - para su eficiente conversión bidireccional y ventajas de costos. Para grandes proyectos de almacenamiento centralizado de escala -, la implementación de múltiples unidades PCS en paralelo con los transformadores de devanado duales -} reduce aún más los costos al tiempo que mejora la confiabilidad.
Sistemas fotovoltaicos: seleccione tipos de transformadores basados en la escala de la planta y la topología. Los transformadores divididos duales - se recomiendan para grandes plantas centralizadas para lograr una supresión de corriente de circuito corta - e integración flexible de la cuadrícula. Los transformadores de devanado duales - también se pueden usar en pequeñas plantas distribuidas para equilibrar el costo y la eficiencia.
V. Conclusión
La diferencia fundamental entre los transformadores de devanado dual - y los transformadores divididos duales - provienen de sus distintos propósitos funcionales: los primeros se centran en "alto - Conversión de energía de eficiencia", lo que lo hace adecuado para escenarios con vías fijas y un enfoque en la eficiencia de transmisión (sistemas de almacenamiento de energía); Este último enfatiza "Multi - Fuente de alimentación de ruta y limitación de corriente de falla", lo que lo hace ideal para escenarios que requieren la integración de energía distribuida y la garantía de confiabilidad (sistemas fotovoltaicos). En el diseño del sistema de energía, la selección integral basada en requisitos de aplicación específicos - considerando el diseño estructural, las características de impedancia y la confiabilidad - es esencial para lograr el equilibrio óptimo entre los beneficios económicos y el rendimiento técnico.