Hur man väljer en distributionstransformator för ett mikronätprojekt

Val av transformator för mikronät skiljer sig från vanliga distributionsprojekt. Den måste kunna hantera solcellsanläggningar (PV), energilagring, laddstationer för elbilar (EV) och annan kraftelektronik med tvåriktad effektföring och fler harmoniska. Om transformatorn är för liten kan den överbelastas och utlösa säkringar. Om den är för stor kommer den att drivas vid lätt belastning under lång tid, vilket ökar tomgångsförlusterna och därmed elkostnaderna. De sex punkterna nedan förklarar logiken bakom valet.

1. Kapacitet: Beräkna lasten först, sedan ta hänsyn till utbyggnad

Lägg inte enkelt ihop namnplatsangivna effekter för all utrustning. En vanlig formel är:

Beräknad last = Total installerad effekt

× Samtidighetsfaktor ÷ Effektfaktor

Samtidighetsfaktorn är vanligtvis 0.5–0.7för allmänna fabriksbyggnader, 0.6–0.7för laddstationer för personbilar, och 0.75–0.85för snabbladdningsstationer för tunga lastbilar. Effektfaktorn antas vanligtvis vara 0,9. Efter att ha beräknat resultatet avrundas värdet uppåt till en standardkapacitet, och en expansionsmarginal på 10–20 % reserveras för framtida laddpunkter, PV-moduler eller nya laster.

Mikronätets designstandarder specificerar också att transformatorns kapacitet kan väljas utifrån den högsta kontinuerliga utbytbara effekten mellan mikronätet och det externa nätet, samt att självkylda, låg-förlusttransformatorer bör föredras.

Vanliga märkningar kan användas som snabbreferens: 630 kVA för små distribuerade PV-anläggningar, ett fåtal laddare och begränsad last; 800 kVA för parknivå PV-lagring-laddning, medelstora laddstationer och konventionella centraliserade PV-anläggningar; 1250 kVA för ultra-snabbladdning av tunga lastbilar, stora PV-arrayer eller noder med tydliga expansionsplaner. Långsiktig belastning bör helst ligga mellan 70 och 85 %. Undvik långvarig full belastning eller långa perioder med belastning under 50 %.

2. Spänning och frekvens: Justeras till nätet och utrustning på källsidan

Spänningsnivån beror på nätanslutningsvillkor på ena sidan och utgångsparametrar för PV-omvandlare, energilagring PCS och laddare på den andra sidan.

En vanlig konfiguration är 10 kV högspänningsidan, 0,4 kV (380 V) lågspänningsidan och 50 Hz . Om energilagrings-PCS har en utgång på 0,69 kV bör lågspänningsidan väljas till 0,69 kV i stället för att tvinga en standardkonfiguration på 0,4 kV. För vektorgruppen Dyn11 används ofta för 10 kV/0,4 kV-distributionstransformatorer. Den dämpar tredje harmoniska vågor väl och hanterar obalanserade laster bättre, vilket passar mikronät med många harmoniska källor.

3. Oljeimmenserad eller torrtyp: Kontrollera först brandbekämpningsvillkoren

Detta är först och främst ett efterlevnadsproblem , sedan ett kostnads- och prestandaproblem.

Torka transformatorer

Utan olja, brandsäkra och explosionssäkra. De är lämpliga för inomhus, källare, tättbefolkade områden eller platser med strikta brandkrav, såsom handelskomplex, sjukhus, datacenter och underjordiska laddstationer. Deras ursprungliga kostnad är vanligtvis 20–30 % högre än motsvarande oljeimmenserade transformatorer, men för inomhusprojekt är brandefterlevnad en absolut krav.

Oljeimmaterade transformer

Kostnadseffektiva, avger värme väl och har god överlastkapacitet. De kan bära 120 % last i flera timmar utan att utlösa säkring. De är lämpliga för friluftens fristående stationer, öppna utrymmen och relativt milda brandkrav, såsom markmonterade PV-anläggningar, friluftsladdstationer och fristående energilagringsförstärkningsstationer. Energiklass 1-effektiva modeller, t.ex. S22, har låga tomgångsförluster och ett fördelaktigt långsiktigt driftkostnadsutfall.

Kort sagt: torkad typ för inomhusmiljöer med hög personfrekvens, oljeimpregnerad typ för öppna utomhusområden .

4. Förluster, temperaturstegring och impedansspänning: Tänk på långsiktiga kostnader

Mikronättransformatorer drivs ofta under långa perioder, så tomgångsförluster och lastförluster påverkar direkt projektavkastningen. Kräv att produkter uppfyller GB 20052 och ge företräde åt energieffektivitetsklass 1. Till exempel kan en torrtransformator på 1000 kVA i energieffektivitetsklass 1 minska tomgångsförlusterna med cirka 30 % jämfört med en enhet i klass 2. Den extra utrustningskostnaden återfås vanligtvis inom 3–5 år genom elbesparingar.

Impedansspänning för konventionella distributionstransformatorer är i allmänhet 4%–6%. Om flera transformatorer drivs parallellt får skillnaden i impedansspänning inte överstiga 10 %. Temperaturstegringsgränserna ska följa GB 1094.2; lindningens temperaturstegring bör i allmänhet inte överstiga 65 K. I högtempererade eller slutna miljöer måste värmeavledningen kontrolleras särskilt.

5. Kompatibilitet med PV-omvandlare och energilagrings-PCS

En vanlig distributionstransformator har enkelriktad effektföring. En mikronättransformator ställs inför tre ytterligare utmaningar:

Först, dubbelriktad effektföring. Effektriktningen kan växla dussin eller hundratals gånger per dag mellan laddning och urladdning. Lindningarnas mekaniska hållfasthet bör ta hänsyn till frekventa framåt- och bakåtverkande påverkan, inte bara vanliga enkelriktade distributionsstandarder.

Andra, harmonisk tolerans. PV-omvandlare och energilagrings-PCS genererar 3:e, 5:e och 7:e harmoniska, vilket orsakar ytterligare lindningsförluster och lokal överhettning. Transformatorns K-faktor bör vara minst K4 ; vid högfrekventa switchningsscenarier kan K13 krävas. Kortslutningsimpedansen bör samordnas med PCS- och omvandlartillverkare för att undvika resonans.

Tredje, reservöverlastmarginal för energilagring. Energilagringstransformatorer är vanligtvis dimensionerade för 1 timmes kontinuerlig urladdning. Korttidsöverlastkapacitet bör ha marginal; konfigurera inte en-till-en endast baserat på PCS:s nominell effekt.

6. Tekniska parametrar att lämna in innan upphandling

Innan du begär offert ska så många som möjligt av följande parametrar anges:

Grundläggande parametrar

• Nominal kapacitet (kVA), nominell hög/lågspänningsnivå (kV), frekvens (Hz), faser, vektorgrupp (t.ex. Dyn11).

Prestanda

• Tomgångsförluster (kW), lastförluster (kW), kortslutningsimpedans (%), temperaturhöjningsgräns (K), isolationsklass, delurladdning.

Miljö och konstruktion

• Installation inomhus/utomhus, skyddsklass (utomhuskapsling inte lägre än IP54), kylmetod, höjd över havet, omgivningstemperaturområde.

Mikronätsspecifika krav

• Konstruktion för tvåriktad drift, K-faktor, harmoniskt spektrum eller PCS-parametrar, krav på korttidsöverlast, samordning av nätanslutningsskydd.

Certifiering

• Testrapport för energieffektivitet, typgodkännandetst, certifikat för efterlevnad av GB 20052.

Jiangsu Unita’s motsvarande lösningar

Jiangsu Unitas produktlinje täcker ovanstående urvalskrav:

• Oljeimmersionstransformatorer för distributionsändamål (S20/S22-serien): För utomhusanläggningar för solenergi, fristående energilagringsförstärkningsstationer och laddningsstationer i öppen utrymme. Modeller med energieffektivitetsklass 1 ger låga förluster och stark överlastkapacitet för drift under lång tid.
• Torrtransformatorer (SCB18-serien): För inomhusladdningsstationer, kommersiella komplex, datacenter och källare med strikta krav på brandskydd. Utan olja, brandhämmande, energieffektivitetsklass 1 och lämpliga för harmonisk miljö från solenergi- och energilagrings-PCS.
• Skräddarsydda lösningar: Målspecifika konfigurationer av kapacitet, impedans, temperaturstegring, vektorgrupp och skyddsklass baserat på lastkurvor, harmoniska egenskaper hos PCS, anslutningsvillkor till elnätet och expansionsplaner. Vi stödjer även EPC-entreprenörer och ägare med lastverifiering och dokumentation för anslutning till elnätet.