راهنمای طراحی ترانسفورماتورهای نوع خشک برای کاربردهای مزرعه بادی فراساحلی

Ⅰ. مقدمه

انرژی باد به عنوان یک راه حل انرژی تجدیدپذیر با کارایی بالا و سازگار با محیط زیست، توسعه سریع در سراسر جهان را حفظ کرده است. در مقایسه با نیروی بادی خشکی، انرژی بادی فراساحلی دارای منابع بادی کافی و پایدار، اثرات زیست محیطی کم، و پشتیبانی از نصب-واحد با ظرفیت زیاد است که آن را به جهت اصلی توسعه صنعت جهانی انرژی های جدید تبدیل می کند. در سیستم های تولید برق مزارع بادی دریایی، ترانسفورماتورهای غوطه ور نفتی سنتی به دلیل محیط های عملیاتی شدید با رطوبت بالا و چگالی نمک بالا دیگر قابل استفاده نیستند. در عوض، ترانسفورماتور توزیع نوع خشک به پیکربندی استاندارد برای نصب ناسل توربین بادی دریایی تبدیل شده است، که به طور موثر فضای اشغال تجهیزات را ذخیره می کند و مشکلات حفاظتی نصب-در موقعیت پایین را حل می کند.

ترانسفورماتور نصب شده در داخل توربین بادی دریایی نزدیک به مجموعه ژنراتور است که می تواند مستقیماً ولتاژ 690 ولت تولید شده توسط توربین بادی را از طریق مبدل به 35 کیلو ولت افزایش دهد. این ساختار استفاده از کابل‌های ولتاژ پایین را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و به طور موثر هزینه کلی ساخت نیروگاه‌های بادی را کنترل می‌کند. ترانسفورماتور نوع خشک 300 kva به طور گسترده در سیستم‌های توزیع نیروی بادی سایز کوچک و متوسط ​​استفاده می‌شود، با عملکرد پایدار و سازگاری محیطی قوی، نیازهای اولیه انتقال نیرو و تبدیل واحدهای بادی توزیع شده را برآورده می‌کند.

JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD یک تولید کننده حرفه ای تجهیزات انتقال و توزیع برق است. این شرکت عمدتاً ترانسفورماتورهای قدرت غوطه‌ور در روغن،-ترانسفورماتورهای قدرت نوع خشک، ترانسفورماتورهای قدرت سه-غوطه‌ور در روغن، ترانسفورماتورهای قدرت سیم پیچی خشک-نوع سه-ترانسفورماتورهای قدرت سیم پیچی بعدی،{6}}محصول انفجار{6}}ضد خشک{7}}ترانسفورماتورهای مقاوم در برابر خشک{7}}ترانسفورماتورهای ضد خشک{7} همه{8{8{8{8}}، ترانسفورماتورهای غیر قابل حمل، ضد انفجار، تولید می‌کند. ترانسفورماتورها، ترانسفورماتورهای قدرت تنظیم کننده ظرفیت بار، ترانسفورماتورهای نوع خشک لوکوموتیو، و همچنین پست های پیش ساخته، پست های مدولار، پست های نوع جعبه انرژی باد، تابلو برق فشار قوی و پایین و سایر تجهیزات انتقال و توزیع. با{11}}تحقیق عمیق در مورد سناریوهای تجهیزات نیروی بادی دریایی، قابلیت اطمینان بالا را سفارشی می‌کنیمتبدیل توزیع نوع خشکrمحصولاتی برای محیط های دریایی برای حل نقاط درد ناشی از خوردگی، ارتعاش و اتلاف حرارت ترانسفورماتورهای بادی دریایی.

Ⅱ. الزامات فنی ویژه برای ترانسفورماتورهای نوع باد خشک دریایی

متفاوت از ترانسفورماتورهای خشکی معمولی، ترانسفورماتورهای نوع خشک که به مزارع بادی دریایی خدمت می کنند با شرایط کاری سخت مانند مه نمک بالا، رطوبت بالا و ارتعاش مداوم مواجه هستند که استانداردهای بالاتری را برای عملکرد، اندازه و قابلیت اطمینان محصول ارائه می دهد. با در نظر گرفتن ترانسفورماتور پشتیبان توربین بادی دریایی 3 مگاواتی به عنوان مثال، پارامترهای فنی اصلی برای انطباق با سناریوهای دریایی استاندارد و پالایش شده اند.

مشخصات فنی معمولی عبارتند از: ظرفیت نامی 3300 کیلوولت آمپر، ولتاژ بالا 35 کیلوولت، ولتاژ پایین 0.69 کیلوولت، گروه برداری Dyn11، امپدانس اتصال کوتاه 8%، سیستم عایق کلاس F با حداکثر افزایش دما 100 کیلوولت، سطح عایق استاندارد LI 7 بدون اتلاف 170} 6700 وات، اتلاف بار محدود به 25800 وات در 75 درجه، خنک کننده هوای اجباری (AF)، حداکثر نویز توان صوتی 78dB(A)، کلاس آب و هوا C2، کلاس محیطی E2 و کلاس رفتار آتش F1، وزن و محدودیت ابعاد کلی. خواه یک ترانسفورماتور ویژه{19}}با ظرفیت باد یا یک ترانسفورماتور نوع خشک 300 kva باشد، همه محصولات باید کاملاً با درجه‌های ایمنی و حفاظت از محیط زیست دریایی مطابقت داشته باشند تا از عملکرد پایدار درازمدت اطمینان حاصل شود.

Ⅲ. راه حل های طراحی تخصصی هسته برای ترانسفورماتورهای نوع باد خشک دریایی

1. طراحی الکترومغناطیسی و ساختاری بدنه

ترانسفورماتورهای نوع خشک بادی دریایی که به دلیل فضای نصب باریک و ظرفیت تحمل بار{0} بار ناسل های توربین بادی محدود شده اند، با فرض عملکرد الکتریکی تضمین شده، به اندازه فشرده و وزن سبک نیاز دارند. هسته آهنی از فولاد الکتریکی با جهت -دانه نورد سرد-با ساختار 45-درجه میتر کامل و پنج-پله استفاده می‌کند که به طور موثر تلفات بدون بار و نویز را کاهش می‌دهد.

سیم‌پیچ ولتاژ بالا ساختار استوانه‌ای تقسیم‌بندی شده دارد و با فرآیند ریخته‌گری خلاء پردازش می‌شود تا از عایق یکنواخت و مقاومت فشار قوی اطمینان حاصل شود. سیم پیچ ولتاژ پایین-ساختار سیم پیچی فویل با گذرگاه های هوای محوری را اتخاذ می کند و انتهای آن توسط رزین عایق از قبل آغشته شده برای بهبود استحکام کلی ساختار مهر و موم شده و سخت می شود. در مرحله محاسبات الکترومغناطیسی، ما مکرراً طرح‌های سیم‌پیچ مس و آلومینیوم را برای متعادل کردن اندازه و وزن مقایسه می‌کنیم و نیازهای نصب و عملیات تجهیزات ترانسفورماتور توزیع نوع بادی خشک دریایی را برآورده می‌کنیم.

2. طراحی ضد خوردگی برای محیط مه نمک دریایی

رطوبت بالا و مه نمک از عوامل اصلی خرابی ترانسفورماتور در محیط های دریایی هستند. نمک نفوذپذیر حاوی هوا، قطعات ساختاری فلزی را خورده، و یک لایه رسانا را روی سطح عایق تشکیل می‌دهد، که باعث افزایش آلودگی سطحی و حتی خطر آتش سوزی توربین بادی می‌شود.

برای حل این مشکل، ترانسفورماتور به یک پوسته بسته با سطح حفاظتی بالاتر از IP44 مجهز شده است، که از یک سیستم خنک کننده گردشی مستقل داخلی جدا شده از محیط خارجی استفاده می کند. این طراحی از ورود مه نمک خارجی و هوای مرطوب به تجهیزات جلوگیری می کند و فشار ضد خوردگی بدنه ترانسفورماتور را تا حد زیادی کاهش می دهد. این پوسته از فن‌آوری حرفه‌ای پاشش ضد خوردگی استفاده می‌کند که به طور کامل با درجه مقاومت در برابر خوردگی بالا C4 مطابق با استانداردهای پوشش صنعتی ISO 12994 مطابقت دارد، که با-خوردگی طولانی‌مدت اتمسفر دریایی سازگار است.

3. طراحی مقاومت در برابر لرزش برای عملیات توربین بادی

توربین‌های بادی فراساحلی در حین کار در حالت ارتعاش مداوم هستند و تاثیر ارتعاش در فرآیندهای انحراف و ترمز شدیدتر خواهد بود. لرزش متناوب طولانی مدت به راحتی باعث شل شدن بست و تغییر شکل ساختاری ترانسفورماتور می شود که بر ایمنی عملیاتی تأثیر می گذارد.

ما چندین معیار بهینه‌سازی ضد ارتعاش را اتخاذ می‌کنیم: ساختار ریختن یکپارچه باعث می‌شود سیم پیچ یک بدنه سفت و یکپارچه با عملکرد ضد لرزش عالی تشکیل دهد. افزایش تعداد پایه های پایین ترانسفورماتور و پیچ های ثابت برای تقویت تثبیت پایین؛ پیچ های بلند را روی گیره بالایی نصب کنید تا به براکت پوسته متصل شوید و بدنه ترانسفورماتور و پوسته را در یک کل یکپارچه کنید. علاوه بر این، همه بست‌ها مجهز به دستگاه‌های ضد شل شدن هستند تا از افتادن قطعات جلوگیری کرده و عملکرد پایدار را تضمین کنند.ترانسفورماتور 300 kva نوع خشکو سایر تجهیزات توزیع برق

4. طراحی بهینه تهویه و اتلاف گرما

اتلاف حرارت ترانسفورماتورهای نوع خشک بادی دریایی یک پروژه سیستماتیک است که تحت تأثیر حجم تهویه، راندمان تبادل حرارت و سیستم آب در گردش خارجی است. ما فن‌های محوری، سیستم‌های مجرای هوای اختصاصی و مبدل‌های حرارتی با راندمان بالا را روی پوسته پیکربندی می‌کنیم و صفحات انحرافی را روی بدنه ترانسفورماتور نصب می‌کنیم.

در حین کار، فن جریان محوری هوای گرم را از داخل پوسته برای تبادل حرارت متمرکز بیرون می کشد و سیستم گردش آب خارجی به طور موثر گرما را از بین می برد. هوای خنک شده از طریق مجرای اصلی هوا و گذرگاه هوای داخلی سیم پیچ ولتاژ پایین- تحت هدایت صفحه انحراف جریان می یابد و خنک شدن یکنواخت و کارآمد سیم پیچ را تحقق می بخشد. همراه با تجزیه و تحلیل شبیه‌سازی رایانه‌ای، حاشیه افزایش دما معقول در مرحله طراحی محفوظ است، و این طرح به طور مکرر با توجه به داده‌های آزمایش واقعی در تولید انبوه بهینه‌سازی می‌شود تا با عملیات بار بالا و مداوم سازگار شود.

5. طراحی بهینه سازی قابلیت نگهداری

مزارع بادی فراساحلی در نواحی دورافتاده دریایی واقع شده‌اند، با سختی تعمیر و نگهداری بالا و هزینه‌های عملیاتی و نگهداری گران قیمت. بنابراین، طراحی باید بر راحتی نگهداری بعدی تمرکز کند. پوسته ترانسفورماتور یک ساختار جداشدنی متصل به هم دارد که برای جداسازی و جایگزینی اجزای هسته مانند سیم‌پیچ‌های{2} ولتاژ بالا راحت است.

برای اجزای اتلاف حرارت اصلی، فن‌های جریان محوری در یک پیکربندی یک-فعال-با یک عمر کارکرد تا 40000 ساعت طراحی شده‌اند که به طور موثری از خاموش شدن تجهیزات و تلفات تولید برق ناشی از خرابی فن جلوگیری می‌کند، نرخ کارکرد مداوم تجهیزات مزرعه بادی را تضمین می‌کند و هزینه‌های طولانی‌مدت تعمیر و نگهداری{4} را کاهش می‌دهد.

Ⅳ. نتیجه گیری

متفاوت از ترانسفورماتورهای معمولی داخلی و خارجی، ترانسفورماتورهای نوع خشک بادی دریایی برای انطباق با شرایط کاری دریایی با رطوبت بالا، مه نمک و ارتعاش شدید، به طراحی بهینه شده هدفمند از نظر ضد خوردگی، مقاومت در برابر لرزش، اتلاف گرما و قابلیت نگهداری نیاز دارند. طراحی ساختاری علمی و ارتقاء فرآیند می تواند به طور موثر نقاط درد ناشی از خرابی تجهیزات توزیع نیروی بادی دریایی را حل کند و طول عمر و پایداری عملیاتی ترانسفورماتورها را بهبود بخشد.

با توسعه پررونق انرژی بادی فراساحلی جهانی، تقاضای بازار برای{0}}ترانسفورماتورهای اختصاصی خشک دریایی با قابلیت اطمینان بالا همچنان در حال رشد است. رعایت استانداردهای دقیق تولید،JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDترانسفورماتور توزیع نوع خشک سفارشی و با کارایی بالا و ترانسفورماتورهای نوع خشک 300 kva برای مزارع بادی فراساحلی ارائه می‌کند و به پروژه‌های انرژی جدید جهانی کمک می‌کند تا عملیات ایمن، پایدار و کارآمد را به دست آورند.