Что такое трансформатор для солнечной электростанции? (Объяснение на напряжении 10 кВ и 35 кВ)

Трансформатор для солнечной электростанции — это ключевое электротехническое устройство, позволяющее фотоэлектрическим (ФЭ) электростанциям подавать электроэнергию в общую электросеть. Поскольку солнечные панели и инверторы вырабатывают электроэнергию низкого напряжения, как правило, 0,4 кВ или 0,8 кВ, это напряжение должно быть повышено до среднего или высокого уровня, например, до 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ или выше, перед передачей.

Без трансформаторов солнечная энергия не может эффективно передаваться на большие расстояния или безопасно интегрироваться в электросеть.

В современных солнечных электростанциях промышленного масштаба, особенно в наземных солнечных фермах, наиболее часто используются следующие конфигурации:

распределительные трансформаторы на 10 кВ для систем среднего масштаба

повышающие трансформаторы на 35 кВ для крупных солнечных электростанций.

Солнечные трансформаторы на 10 кВ или 35 кВ, производимые компанией Jiangsu Unita Electric, соответствуют требованиям вашего проекта и могут быть изготовлены с индивидуально задаваемой мощностью как для высоковольтной, так и для низковольтной сторон.

1. Почему солнечные энергетические системы нуждаются в трансформаторах

Солнечные энергетические системы генерируют электроэнергию в виде постоянного тока (DC), который затем преобразуется в переменный ток (AC) инвертерами. Однако выходное напряжение инвертеров относительно низкое и не подходит для передачи в сеть.

Для этого необходим трансформатор, чтобы:

1.1 Повысить напряжение для подключения к сети

Электроэнергия должна передаваться при более высоких напряжениях для снижения потерь энергии. При повышении напряжения сила тока уменьшается, что значительно снижает потери в линиях.

Это особенно важно для крупных солнечных электростанций, где электроэнергия должна проходить значительные расстояния до подстанций.

1.2 Повышение эффективности передачи

Повышенные уровни напряжения снижают:

• Резистивные потери (потери I²R)
• Нагрев кабелей
• Потери энергии на линиях передачи

1.3 Обеспечение совместимости с сетью

Трансформаторы обеспечивают соответствие солнечных электростанций требованиям сети.

1.4 Обеспечение электрической изоляции

Трансформаторы также обеспечивают электрическую изоляцию солнечной электростанции от сети, повышая безопасность и защищая оборудование от аварийных ситуаций и перенапряжений.

2. Что такое повышающий трансформатор на солнечных электростанциях?

Повышающий трансформатор — это электрическое устройство, повышающее напряжение с более низкого уровня до более высокого.

В системах солнечной энергетики он обычно устанавливается между:
выход инвертора → трансформатор → коммутационное оборудование → подключение к сети

Ключевые функции:

• Повышение напряжения (например, 0,8 кВ → 10 кВ или 35 кВ)
• Стабилизация системы при колебаниях выработки солнечной энергии
• Соответствие требованиям сети и синхронизация с ней
• Поддержка снижения гармоник в некоторых конструкциях

Распространённые типы, используемые на солнечных электростанциях:

• Маслонаполненные трансформаторы (наиболее широко применяются на открытых фотоэлектрических станциях)
• Трансформаторы, устанавливаемые на основании (компактные установки)
• Комплектные трансформаторные подстанции (интегрированные трансформатор + комплектное распределительное устройство + система защиты)

Jiangsu Unita Electric может поставить все вышеуказанные изделия для вашей солнечной электростанции, и все они могут быть адаптированы в соответствии с вашими требованиями.

Маслонаполненные трансформаторы доминируют в проектах крупномасштабных энергосистем благодаря следующим преимуществам:

• Высокая эффективность
• Мощное отведение тепла ：Природа масла / Природа воздуха
• Долгий срок службы срок службы маслонаполненного трансформатора Jiangsu Unita превышает 25 лет
• Отличная перегрузочная способность

3. Напряжение 10 кВ против 35 кВ на солнечных электростанциях

Одним из наиболее важных проектных решений при строительстве солнечной электростанции является выбор правильного уровня напряжения для систем сбора и повышения напряжения.

3.1 Системы трансформаторов для солнечных электростанций на 10 кВ

системы 10 кВ обычно используются в:

• Небольших и средних по мощности солнечных электростанциях
• Распределённых фотогальванических проектах
• Промышленных или региональных энергосистемах

Типичные характеристики:

• Диапазон мощности: от 500 кВА до 2500 кВА
• Нижняя стоимость установки
• Более простое подключение к сети
• Подходят для передачи электроэнергии на короткие расстояния

Преимущества:

• Меньшие первоначальные вложения
• Проще в обслуживании
• Гибкое развертывание в модульных солнечных фермах

Ограничения:

• Более высокие потери при передаче по сравнению с системами 35 кВ
• Ограниченная мощность для крупномасштабных солнечных электростанций

3,2 кВт 35 кВ солнечные трансформаторные системы

системы на 35 кВ широко применяются на солнечных электростанциях промышленного масштаба.

Их обычно устанавливают в следующих объектах:

• Крупных наземных солнечных фермах
• Станциях возобновляемой энергии, подключённых к национальной электросети
• Централизованных фотогальванических электростанциях

Типичные характеристики:

• Повышенная эффективность передачи электроэнергии
• Используются в системах сбора (агрегация нескольких инверторов)
• Повышение напряжения до 110 кВ или 220 кВ на подстанциях электросети

Преимущества:

• Снижение потерь электроэнергии на больших расстояниях
• Более подходящий для крупномасштабной генерации энергии
• Требуется меньше трансформаторных блоков на 1 МВт

Ограничения:

• Более высокая стоимость оборудования
• Более сложные требования к защите и проектированию

3.3 Основные различия между системами 10 кВ и 35 кВ

Особенность	система 10 кВ	система 35 кВ
Масштаб применения	Малые и средние фотоэлектрические электростанции	Солнечные фермы на уровне коммунальных услуг
КПД передачи	Средний	Высокий
Инвестиционные затраты	Ниже	Выше
Уровень интеграции в сеть	Локальная доставка	Высоковольтная передача
Сложность системы	Простой	Передовой

4. Централизованная и распределённая архитектура солнечных фотоэлектрических станций

Солнечные электрические системы, как правило, делятся на два основных типа архитектуры.

4.1 Распределенные солнечные энергетические системы

Распределенные системы обычно устанавливаются на:

• Крыш
• Промышленные объекты
• Небольших наземных электростанциях

Характеристики:

• Короткие расстояния передачи электроэнергии
• На более низких уровнях напряжения (часто 10 кВ и ниже)
• Для местного потребления или подачи в небольшую сеть

Использование трансформаторов:

• Малогабаритные распределительные трансформаторы
• Часто интегрируются в компактные подстанции

4.2 Централизованные солнечные энергетические системы

Централизованные системы — это крупномасштабные солнечные электростанции, расположенные на открытых территориях, таких как пустыни или равнины.

Характеристики:

• Высокая выходная мощность (десятки–сотни МВт)
• Передача на большие расстояния до подстанций
• Использование сборных сетей напряжением 35 кВ

Использование трансформаторов:

• Трансформаторы повышающего типа большой мощности
• Несколько инверторов объединены в один трансформаторный блок
• Подключение к высоковольтной сети (110 кВ / 220 кВ)

5. Основные функции трансформаторов для солнечной энергетики

Трансформаторы для солнечной энергетики — это не просто устройства для преобразования напряжения. Они выполняют несколько критически важных функций в фотогальванических энергосистемах.

5.1 Преобразование напряжения

Основная функция: повышение выходного напряжения инвертора до уровней, совместимых с сетью.

5.2 Защита системы

Они защищают оборудование от:

• Режимы перегрузки
• Короткое замыкание
• Скачки напряжения

5.3 Электрическая изоляция

Они обеспечивают безопасное разделение между:

• Системой генерации солнечной энергии
• Электросетью

5.4 Управление температурным режимом

Маслонаполненные конструкции эффективно рассеивают тепло, обеспечивая стабильную работу в условиях высоких температур, например, в пустынях.

5.5 Поддержка устойчивости сети

Трансформаторы помогают поддерживать стабильность напряжения при:

• Колебания солнечной радиации
• Колебания нагрузки
• Помехи в электросети

6. Как выбрать правильный трансформатор для проекта солнечной энергетики

Выбор правильного трансформатора критически важен для производительности системы и ее долгосрочной надежности.

Ключевые факторы выбора включают:

6.1 Мощность системы (кВА / МВА)

Мощность трансформатора должна соответствовать выходной мощности инвертора и общей мощности электростанции.

6.2 Уровень напряжения

• 10 кВ — для небольших распределенных систем
• 35 кВ — для крупных солнечных электростанций

6.3 Условия эксплуатации

Важно для наземных фотоэлектрических электростанций:

• Регионы с высокой температурой
• Пустынные условия
• Прибрежные зоны с коррозией
• Установки на больших высотах

7. Часто задаваемые вопросы — трансформаторы для солнечной энергетики

Какое напряжение у трансформатора для солнечной энергетики?

Большинство солнечных трансформаторов работают при среднем напряжении, например 10 кВ или 35 кВ, в зависимости от мощности электростанции.

Почему солнечные фермы используют трансформаторы на 35 кВ?

Поскольку более высокое напряжение снижает потери при передаче и повышает эффективность на крупных солнечных электростанциях.

Можно ли использовать трансформаторы на 10 кВ на солнечных электростанциях?

Да, но в основном в небольших и средних распределенных солнечных проектах.

Какой тип трансформатора используется в системах солнечной фотогальваники?

Маслонаполненные повышающие трансформаторы наиболее часто применяются на солнечных электростанциях промышленного масштаба.

Каков срок службы солнечного трансформатора?

Обычно срок службы превышает 20 лет. Вы можете выбрать продукцию компании Jiangsu Unita, срок службы которой составляет более 25 лет.

Можно ли адаптировать напряжение трансформатора под конкретные требования?

Да, конечно. Напряжение может быть адаптировано под ваш проект.

Заключение

Трансформаторы являются ключевыми компонентами любой системы солнечной энергетики, обеспечивая эффективное преобразование напряжения, интеграцию с сетью и стабильность системы.

Выбор между системами на 10 кВ и 35 кВ зависит от масштаба проекта:

• 10 кВ — для распределённых и средних по размеру солнечных проектов
• 35 кВ для крупных солнечных электростанций промышленного масштаба

Понимание выбора трансформаторов имеет решающее значение для подрядчиков EPC, разработчиков проектов и энергоснабжающих организаций, стремящихся оптимизировать эксплуатационные характеристики и сократить долгосрочные затраты.