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마이크로그리드 변압기 선택은 일반 배전 프로젝트와 다릅니다. 이 변압기는 태양광 발전(PV), 에너지 저장 장치(ESS), 전기차 충전기(EV charger) 등 전력 전자 장치를 모두 처리해야 하며, 양방향 전력 흐름과 더 많은 고조파를 견뎌야 합니다. 변압기 용량이 너무 작으면 과부하로 인해 차단기가 작동할 수 있습니다. 반대로 용량이 지나치게 크면 장기간 경부하 상태로 운전되어 무부하 손실이 증가하고, 이로 인해 전기 요금이 상승합니다. 다음 여섯 가지 항목에서 선택 논리를 설명합니다.
1. 용량: 먼저 부하를 산정한 후, 확장 여부를 고려하세요
모든 기기의 정격 출력을 단순히 합산하지 마세요. 일반적인 계산식은 다음과 같습니다.
산정 부하 = 설치 총 출력
× 동시율 ÷ 역률
동시율은 일반적으로 0.5–0.7일반 공장 건물의 경우 0.6–0.7승용차 충전소의 경우 0.75–0.85중량 화물차용 초고속 충전소에 적용. 일반적으로 전력 인자는 0.9로 간주함. 계산 결과는 표준 용량으로 올림 처리하고, 향후 충전기, 태양광 모듈 또는 신규 부하를 위한 여유 용량을 10%–20% 확보함.
마이크로그리드 설계 기준은 또한 변압기 용량을 마이크로그리드와 외부 전력망 간의 최대 지속 교류 전력 에 따라 선정할 수 있도록 규정하며, 자냉식·저손실 변압기 사용을 권장함.
일반적인 정격 용량은 빠른 참고 자료로 활용 가능함: 630 kVA 소규모 분산형 태양광, 소수의 충전기 및 제한된 부하에 적합; 800 kVA 공원 단위 태양광-에너지저장장치-충전 통합 시스템, 중간 규모 충전소 및 일반적인 집중형 태양광에 적합; 1250 kVA 중량 화물차용 초고속 충전, 대규모 태양광 어레이 또는 명확한 확장 계획이 있는 노드에 적합. 장기 부하율은 70%–85%를 권장함. 장기 만재 부하 또는 장기간 50% 미만 부하는 피함.
2. 전압 및 주파수: 전력망 및 전원측 장비와 일치시켜야 함
전압 수준은 그리드 연결 조건 한쪽에는 pV 인버터, 에너지 저장 장치의 출력 매개변수 및 다른 쪽에는 PCS와 충전기.
일반적인 구성은 10 kV 고압측과 0.4 kV(380 V) 저압측이며 50Hz 이다. 에너지 저장 PCS의 출력 전압이 0.69 kV인 경우, 표준 0.4 kV 구성을 강제하지 말고 저압측을 0.69 kV로 선택해야 한다. 벡터 그룹의 경우 Dyn11 는 10 kV/0.4 kV 배전 변압기에 흔히 사용되며, 3차 고조파 억제 성능이 뛰어나고 불균형 부하를 더 잘 처리할 수 있어 고조파 발생원이 많은 마이크로그리드에 적합하다.
3. 점류식 또는 건식: 먼저 화재 방호 조건을 확인하세요
이것은 우선적으로 규제 준수 문제입니다 그 다음에 비용 및 성능 문제입니다.
건식 변압기
유류 불함, 난연성 및 폭발방지형입니다. 상업용 복합단지, 병원, 데이터센터, 지하 충전소 등 실내·지하실·인구 밀집 지역 또는 화재 안전 심사가 엄격한 장소에 적합합니다. 동일 용량의 점류식 변압기보다 초기 도입 비용이 일반적으로 20%–30% 높지만, 실내 프로젝트에서는 화재 안전 규제 준수가 필수 조건입니다. 실내, 지하실, 인구 밀집 지역 또는 엄격한 화재 심사를 요구하는 장소, 예를 들어 상업용 복합단지, 병원, 데이터센터 및 지하 충전소에 적합합니다. 동일 용량의 점류식 장치보다 초기 비용이 보통 20%–30% 높지만, 실내 프로젝트에서는 화재 안전 규제 준수가 강제 조건입니다.
유압변압기
비용 효율적이며, 발열을 잘 분산시키고 과부하에 대한 내성이 뛰어납니다. 정격 부하의 120%를 몇 시간 동안 지속적으로 운전해도 차단되지 않습니다. 지상형 태양광 발전소, 야외 충전소, 독립형 에너지 저장 증폭 스테이션 등 외부 독립 스테이션, 개방 공간 및 비교적 여유 있는 화재 방호 요건이 적용되는 장소에 적합합니다. S22와 같은 1등급 고효율 모델은 무부하 손실이 낮아 장기 운영 비용 측면에서 우위를 가집니다. 야외 독립 스테이션, 개방 공간 및 비교적 여유 있는 화재 방호 요구 사항이 적용되는 장소, 예를 들어 지상형 PV 발전소, 야외 충전소, 독립형 에너지 저장 증폭 스테이션 등에 적합합니다. S22와 같은 1등급 에너지 효율 모델은 무부하 손실이 낮아 장기 운영 비용 측면에서 이점을 갖습니다.
요약하면: 실내 밀집 장소용 건식, 야외 개방 공간용 유침식 .
4. 손실, 온도 상승 및 임피던스 전압: 장기 비용을 고려하세요
마이크로그리드 변압기는 장기간 운전하는 경우가 많으므로 무부하 손실과 부하 손실이 프로젝트 수익에 직접 영향을 미칩니다. 제품은 다음 기준을 충족해야 합니다 GB 20052 그리고 1등급 에너지 효율 등급을 우선 적용해야 합니다. 예를 들어, 1000 kVA 1등급 건식 변압기는 2등급 제품 대비 무부하 손실을 약 30% 줄일 수 있습니다. 추가 설비 비용은 일반적으로 전력 절감을 통해 3–5년 이내에 회수됩니다.
임피던스 전압 기존 배전 변압기의 경우 일반적으로 4%–6%입니다. 여러 대의 변압기가 병렬로 운전될 경우, 임피던스 전압 차이는 10%를 초과해서는 안 됩니다. 온도 상승 제한은 GB 1094.2를 준수해야 하며, 권선 온도 상승은 일반적으로 65 K를 초과해서는 안 됩니다. 고온 또는 밀폐 환경에서는 방열 성능을 특별히 검토해야 합니다.
5. 태양광 인버터 및 에너지 저장 PCS와의 매칭
일반 배전 변압기는 단방향 전력 흐름을 가진다. 마이크로그리드 변압기는 세 가지 추가적인 문제에 직면한다.
첫째, 양방향 전력 흐름이다. 충전과 방전 사이에서 하루 수십 차례에서 수백 차례까지 전력 흐름 방향이 전환될 수 있다. 권선의 기계적 강도는 일반적인 단방향 배전 기준이 아니라, 빈번한 정방향 및 역방향 충격을 고려해야 한다.
둘째, 고조파 내성이다. PV 인버터와 에너지 저장 PCS는 3차, 5차, 7차 고조파를 발생시켜 권선 손실 증가 및 국부 과열을 유발한다. 변압기 K-팩터는 다음 값보다 낮아서는 안 된다. K4 고주파 스위칭 상황에서는 K13이 요구될 수 있다. 단락 임피던스는 PCS 및 인버터 제조사와 조율하여 공진을 피해야 한다.
셋째, 에너지 저장을 위한 여유 과부하 용량 확보이다. 에너지 저장 변압기는 일반적으로 1시간 연속 방전을 위해 설계된다. 단시간 과부하 능력은 여유를 두어야 하며, PCS 정격 출력만을 기준으로 1대1로 구성해서는 안 된다.
6. 조달 전 제출해야 하는 기술 사양
견적 요청 전에 가능한 한 많은 다음 사양을 제공하세요.
기본 사양
- 정격 용량(kVA), 고압/저압 정격 전압(kV), 주파수(Hz), 상수, 벡터 그룹(예: Dyn11).
성능
- 무부하 손실(kW), 부하 손실(kW), 단락 임피던스(%), 온도 상승 한계(K), 절연 등급, 부분 방전.
환경 및 구조
- 실내/실외 설치, 보호 등급(실외 케이스는 IP54 이상), 냉각 방식, 해발 고도, 주변 온도 범위.
마이크로그리드 전용 사양
- 양방향 운전 설계, K-팩터, 고조파 스펙트럼 또는 PCS 파라미터, 단시간 과부하 요구사항, 계통 연계 보호 조정.
인증서
- 에너지 효율 시험 보고서, 형식 시험 보고서, GB 20052 적합 인증서.
장쑤 유니타의 대응 솔루션
장쑤 유니타의 제품 라인은 위의 선택 요구 사항을 충족합니다.
- 유침식 배전 변압기(S20/S22 시리즈): 야외 태양광 발전소, 독립형 에너지 저장 부스터 스테이션 및 개방 공간 충전소용입니다. 1등급 에너지 효율 모델로, 장기간 운전에 적합한 낮은 손실과 강력한 과부하 용량을 제공합니다.
- 건식 변압기(SCB18 시리즈): 실내 충전소, 상업용 복합단지, 데이터 센터 및 화재 방호 요구가 엄격한 지하실용입니다. 오일 불함, 난연성, 1등급 에너지 효율이며, 태양광 및 에너지 저장 PCS의 고조파 환경에도 적합합니다.
- 맞춤형 솔루션: 부하 곡선, PCS 고조파 특성, 계통 연계 조건 및 확장 계획을 기반으로 한 용량, 임피던스, 온도 상승, 벡터 그룹, 보호 등급에 대한 맞춤형 구성입니다. 또한 EPC 계약자 및 소유주를 대상으로 부하 검증 및 계통 연계 서류 지원도 제공합니다.
