Yo! Kao dobavljač transformatora za vjetroelektrane često me pitaju o teorijskoj osnovi iza ovih nevjerovatnih komada tehnologije. Dakle, mislio sam da ću je prekinuti za vas u ovom blogu.
Krenimo sa osnovama. Vjetar transformator je ključna komponenta u sistemima proizvodnje vjetra. Njegov glavni posao je pojačati ili smanjiti napon električne energije proizvedene vjetroturbinama. Ali da shvatim kako to radi, moramo kopati u neke temeljne električne teorije.
Elektromagnetska indukcija
U središtu svakog transformatora, uključujući transformatore vjetra, je princip elektromagnetske indukcije. To je otkrio Michael Faraday nazad u 19. stoljeću. Navodi da je kada se vodič postavi u mijenjanje magnetskog polja, u vodiču se inducira elektromotalna sila (EMF).
U transformatoru vjetra imamo dvije zavojnice žice - primarnu zavojnicu i sekundarnu zavojnicu. Ove zavojnice su rane oko jezgre izrađene od magnetnog materijala, obično željeza. Kada se izmjenjujuća struja (AC) prolazi kroz primarni zavojnicu, ona stvara promjenu magnetskog polja u jezgri. Ovo mijenjanje magnetskog polja tada indukuje EMF u sekundarnom zavojnicu.
Odnos između broja okreta u primarnim i sekundarnim zavojnicama i induciranim naponima dat je transformatorskom jednadžbom:
$ V_p / v_s = n_p / n_s $
Ako je $ V_P $ napon u primarnom zavojnicu, $ v_s $ je napon u sekundarnom zavojnicu, $ n_p $ je broj okreta u primarnom zavojnicu, a $ n_s $ je broj zavoja u sekundarnom zavojnicu.
Ova jednadžba govori nam da ako želimo da pojačamo napon (povećanje $ V_S $) moramo imati više okreta u sekundarnom zavojnicu nego u primarnom zavojnicu ($ N_S> N_P $). Suprotno tome, ako želimo da odstupimo niz napon, treba nam manje okretaja u sekundarnom zavojnicu ($ N_S <n_p $).
Zašto pojačati ili odstupiti?
Možda se pitate zašto moramo pojačati ili smanjiti napon u sistemu vjetra. Pa, sve se svodi na efikasnost i prijenos.
Kad vjetroturbina stvara struju, napon je obično relativno nizak. Ali za efikasno dugme - prenos udaljenosti moramo pojačati napon. To je zato što gubitak napajanja u dalekoj liniji daje $ p_ {gubitak} = i ^ {2} R $, gdje je $ i $ tekući kroz liniju i $ R $ je otpor linije. Postupanjem napona možemo smanjiti struju (od $ P = VI $, gdje je $ p $ moć), te na taj način smanjiti gubitak snage tokom prijenosa.
S druge strane, kada električna energija dosegne odredište, poput stambenog prostora ili industrijskog postrojenja, moramo prekinuti napon na siguran i upotrebljiv nivo. Tamo dolaze korak - dolje transformatori.
Vrste transformatora vjetra
Postoje različite vrste vjetroelektrana, svaki dizajniran za određene aplikacije. Neki su slični drugim vrstama transformatora koji biste mogli biti upoznati, poputFotonaponski transformator,Ispravljač transformatora, iDistributivni transformator.
- Generator - bočni transformatori: Oni su povezani direktno na generatore vjetroturbine. Njihova glavna funkcija je pojačati nizak - napon električnu energiju koju su organizirali turbine do srednjeg - naponskog nivoa pogodne za lokalnu zbirku i distribuciju unutar vjetroelektrane.
- Transformatori podstanica: To su veći transformatori koji se nalaze na trafostanici vjetroelektrane. Oni pojačavaju srednje - napon električnu energiju od generatora - bočni transformatori na visok nivo napona za dugim prenosom udaljenosti do rešetke.
- GRID - Priključni transformatori: Ti se transformatori koriste za povezivanje vjetroelektrane na postojeću električnu mrežu. Oni osiguravaju da napon i frekvencija električne energije sa vjetroelektrane odgovaraju onima rešetke.
Osnovni dizajn i materijali
Jezgra transformatora vjetra igra ključnu ulogu u njenom nastupu. Kao što je već spomenuto, obično je napravljeno od željeza ili drugih magnetnih materijala. Izbor jezgrenog materijala i njenog dizajna može utjecati na efikasnost, veličinu i trošak transformatora.
- Laminirane jezgre: Većina transformatora vjetra koristi laminirane jezgre. Laminacije su tanke listove magnetskog materijala koji su izolirani jedni od drugih. Ovo pomaže u smanjenju guzanja Eddyja. Eddy Currents kružne struje inducirane u jezgri sa samom magnetskom poljem promjene. Korištenjem laminiranih jezgara možemo razbiti ove vrtložne struje i minimizirati pridružene gubitke snage.
- Amorfna metalna jezgra: U nekim visokim - efikasnosti transformatori vjetra koriste se amorfni metalni jezgra. Amorfni metali imaju neurednu atomsku strukturu, što im daje niže osnovne gubitke u odnosu na tradicionalne laminirane željeznice. Međutim, oni su skuplji, pa se obično koriste u aplikacijama u kojima je velika efikasnost glavni prioritet.
Rashladni sistemi
Vjetrovinski transformatori stvaraju toplinu tokom rada zbog gubitaka snage u zavojnicama i jezgri. Da bi se osiguralo njihov pouzdan i efikasan rad, potrebni su pravilni sustavi za hlađenje.
- Ulje - hlađeni transformatori: Mnogi transformatori vjetra su ulje - ohlađeni. Transformator je ispunjen posebnim izolacijskim uljem koje ne samo da pruža električnu izolaciju, već pomaže i u prenosu toplote od zavojnica i jezgre. Ulje se širi kroz rashladni sustav, koji može uključivati radijatore ili izmjenjivače topline, kako bi raspustili toplinu u okolno okruženje.
- Zrak - hlađeni transformatori: U nekim slučajevima, posebno za manje transformatore vjetra ili u područjima na kojima ulje - hlađeni sustavi nisu prikladni, koriste se zrak - hlađeni sustavi. Ovi transformatori imaju peraje ili drugu toplinu - distribuciju strukture na vanjskoj površini, a navijači se koriste za puhanje zraka preko ovih površina za uklanjanje topline.
Zaključak
Dakle, tamo imate - teorijsku osnovu vjetroelektrana. Od elektromagnetske indukcije do napona transformacije, osnovni dizajn i rashladni sustavi, svaki aspekt ovih transformatora zasnovan je na dobrom - uspostavljenim električnim i magnetskim principima.
Ako ste na tržištu za vjetrovsku transformator, bilo da je za mali projekt vjetra - vetar ili veliku - vjetroelektranu, imamo vas pokrivene. Naši vjetrovitni transformatori dizajnirani su i proizvedeni po najvišim standardima, osiguravajući visoku efikasnost, pouzdanost i dugoročne performanse.
Slobodno posegnuti za nas da bismo razgovarali o vašim specifičnim zahtevima i pokrenuti proces nabavke. Ovdje smo da vam pomognemo da iskoristite većinu svog ulaganja u vjetroelektrane.
Reference
- Grover, FW (1946). Proračuni induktivnosti: Radne formule i tablice. Dover publikacije.
- Chapman, SJ (2012). Električni strojevi osnovi. McGraw - Hill Education.
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., Jr., & Umans, SD (2003). Električne mašine. McGraw - Hill Education.
