Солнечный трансформатор может работать наиболее жарко, когда фотоэлектрическая установка производит мощность, близкую к максимальной, но высокотемпературный сигнал тревоги не доказывает автоматически, что трансформатор имеет меньший размер. Пиковая генерация может совпадать с высокой температурой окружающей среды, уменьшенным запасом охлаждения, реактивной мощностью, гармоническими потерями или проблемой локального подключения.
Полезный вопрос заключается не просто в том, достигла ли станция мощности 100%. Это то, работал ли солнечный трансформатор в тепловых условиях и предположениях формы сигнала, использованных для его проектирования. это руководство показывает инженерам EPC и операторам станции, как разделить эти возможности перед изменением номиналов, настроек охлаждения или ограничений защиты.
Почему пик солнечной генерации может вызвать стресс у трансформатора
Фотоэлектрическая установка обычно приводит в движение энергию со стороны инвертора в сторону сети сбора среднего напряжения. по мере увеличения освещенности выход переменного тока инвертора увеличивается, и солнечный трансформатор несет больше тока. Потери на обмотку растут вместе с током, в то время как потери в сердечнике остаются при каждом включении устройства.
В то же время высокая солнечная мощность может возникнуть в теплую погоду. Таким образом, трансформатор должен отводить вырабатываемое изнутри тепло в среду, которая уже может обеспечить меньший запас охлаждения. Для установок минерального масла, МЭК 60076-7 загрузка звеньев, температура окружающей среды, рабочая температура и термическое старение. Для агрегатов сухого типа, МЭК 60076-12 обеспечивает соответствующую структуру загрузки.
В результате возникает тепловая проблема с несколькими переменными Солнечный трансформатор, который приемлемо работает на одном и том же электрическом выходе прохладным утром, может приблизиться к другой температуре в жаркий день. вот почему процент нагрузки сам по себе является неполным диагнозом.
Сначала подтвердите, что температура на самом деле аномальна
Прежде чем рассматривать показания как перегрев, определите, что измеряется. Температура верхнего масла, индикация горячей точки обмотки, температура воздуха в корпусе и показания инфракрасной поверхности - это разные величины. Сравните каждое значение с пределом, настройкой сигнализации и расположением датчика, определенным для этого измерения.
Просмотрите временные метки, а также. температура трансформатора часто отстает от изменений солнечной мощности, потому что активные части и изолирующая среда имеют тепловую массу. самая высокая температура может возникнуть после самой высокой мгновенной генерации. диаграмма, которая сравнивает значение мощности в полдень с более поздним температурным сигналом, поэтому может иметь смысл, но только если данные выровнены по времени.
Проверьте, правильно ли настроен канал мониторинга Измененное масштабирование датчика, неисправный зонд или неправильная метка могут создать видимое тепловое событие Независимая проверка квалифицированным персоналом должна быть частью расследования до того, как установка будет снижена или спецификация солнечного трансформатора будет изменена.
Сравните активную силу, реактивную силу и видимую силу
Ток трансформатора следует за видимой мощностью, а не только за активной мощностью. для трехфазной системы кажущаяся мощность связана с активной и реактивной мощностью S = √(P² + Q²). если станция экспортирует реактивную мощность одновременно с реальной мощностью, трансформатор может нести больше кВА, чем предполагает информационная панель только с МВт.
Например, рассмотрим гипотетическую станцию, экспортирующую 2,4 МВт и 0,8 МВАр в период поддержки сети. Кажущаяся мощность составляет примерно 2,53 МВА. Пример не является рейтингом Ланьшаня или рекомендацией; он просто показывает, почему МВт и МВА не следует рассматривать как идентичные.
Включите команды коэффициента мощности инвертора или реактивной мощности в обзор солнечного трансформатора. Также проверьте, выполняет ли станция поддержку напряжения в ночное время или другую реактивную работу, когда активная генерация низкая. В зависимости от управления проектом трансформатор все еще может передавать ток за пределы профиля нормальной генерации.
Проверьте, соответствует ли выход инвертора основам конструкции трансформатора
Солнечный трансформатор следует проверять на соответствие количеству подключенных инверторов, их номиналам переменного тока, напряжению, максимальному рабочему току и режимам управления. Размер массива постоянного тока является полезной информацией проекта, но он не определяет напрямую нагрузку переменного тока трансформатора, поскольку пределы инвертора и элементы управления экспортом сети находятся между массивом и трансформатором.
Запросите фактические рабочие данные инвертора во время теплового события. если несколько инверторов используют один трансформатор, сравните их выходные данные и определите, работала ли одна группа по-разному. Подтвердите, изменила ли какая-либо замена инвертора, обновление прошивки или изменение управления установкой профиль тока или реактивной мощности.
Ланьшань описывает свой солнечный трансформатор как настраиваемый трансформатор возобновляемой энергии для фотоэлектрических проектов коммунального масштаба, распределенных и промышленных проектов, мощность, коэффициент напряжения, охлаждение и защита которого выбраны в соответствии с требованиями проекта. Рассматривайте эти варианты как отправную точку для таблицы данных по конкретному проекту, а не как один универсальный тепловой рейтинг.
Не игнорируйте гармонические компоненты тока и высокой частоты
В фотоэлектрических инверторах используется силовая электроника, поэтому форма сигнала тока не является идеально синусоидальной Современные инверторы предназначены для управления искажениями, но правильный инженерный вопрос - это гармонический спектр, который достигает трансформатора в реальных условиях работы установки.
IEEE C57.110 предоставляет методы оценки способности трансформатора погруженного в жидкость и сухого типа при подаче несинусоидальных токов нагрузки. Гармонические токи могут увеличивать вихревые и другие потери на случай паразитных колебаний, что может повысить температуру обмотки сверх того, что предсказывает простой расчет тока основной частоты.
Не применяйте общий K-фактор или процент автоматического снижения к каждому солнечному трансформатору. Получите данные гармонического тока производителя инвертора на соответствующих уровнях выходных данных и попросите разработчика трансформатора подтвердить основу потерь и повышения температуры для этого спектра. Если используются полевые измерения, запишите, где они были проведены и при каких условиях мощности установки.
Отдельное гармоническое отопление от проблем высокочастотного ЭМС
Компоненты гармонической нагрузки низкого порядка и коммутации более высокой частоты связаны с работой силовой электроники, но это не один и тот же инженерный вопрос. МЭК 62920 устанавливает требования ЭМС к фотоэлектрическому преобразовательному оборудованию и распознает оборудование, подключенное к сетям среднего или высокого напряжения через трансформаторы.
Для исследования перегрева солнечного трансформатора используйте измеренные или заданные данные спектра тока, а не предполагайте, что инвертор, совместимый с ЭМС, устраняет все проблемы с потерями трансформатора. И наоборот, высокочастотная форма сигнала, наблюдаемая в одной точке системы, сама по себе не доказывает, что она вызвала тепловую тревогу.
Практический подход заключается в корреляции данных формы сигнала с током, температурой и рабочим состоянием. что доказательства более полезны, чем маркировка трансформатора просто как “гармонический нагруженный.”
Обзор температуры окружающей среды, солнечной радиации и условий содержания
Оборудование для использования возобновляемых источников энергии на открытом воздухе подвергается воздействию температуры, превышающей температуру метеостанции. На местный воздух вокруг солнечного трансформатора могут влиять прямое солнце, близлежащее инверторное тепло, отраженное излучение, ограниченный поток воздуха и расположение сборного корпуса.
Записывайте температуру окружающей среды близко к трансформатору, предпочтительно в месте, представляющем его охлаждающий воздух, а не датчик удаленного участка. сравнивайте солнечные и пасмурные дни с одинаковой электрической мощностью, когда это возможно. Это помогает отделить нагрев, связанный с генерацией, от нагрева окружающей среды.
Если солнечный трансформатор установлен внутри компактной подстанции, рассмотрите трансформатор и корпус как одну тепловую систему. На странице Lanshan, посвященной солнечному трансформатору, перечислены варианты с масляным и сухим типом, а также конфигурации охлаждения ONAN, ONAF, AN и AF. Разрешенная оценка должна быть подтверждена для точного корпуса, устройства охлаждения и условий на площадке.
Проверьте наличие охлаждения, прежде чем обвинять мощность трансформатора
Для солнечного трансформатора, погруженного в масло, убедитесь, что указанные радиаторы, вентиляторы и другие охлаждающие устройства доступны в рассматриваемом режиме работы. Для конструкции сухого типа проверьте естественное или принудительное воздушное охлаждение и окружающий путь вентиляции.
Команда запуска вентилятора не является доказательством подаваемого воздушного потока. проверьте состояние вентилятора, вспомогательное питание, заблокированные радиаторы или фильтры, поврежденные жалюзи и любые изменения на месте, которые могут привести к рециркуляции горячего выхлопного воздуха. Проверкой должны управлять инструкции по техническому обслуживанию производителя и утвержденные процедуры безопасности.
Держите нормальные и резервные рейтинги охлаждения отдельно. если установка зависит от принудительного охлаждения для экспорта полной мощности, в рабочей процедуре должно быть указано, что происходит, когда это охлаждение недоступно. Увеличение настройки температурного отключения не заменяет решение проблемы охлаждения.
Ищите местные горячие точки, которые может скрыть процент нагрузки на уровне растения
Повышение температуры по всему корпусу указывает на другую проблему, чем один необычно горячий терминал или соединение. Локализованный нагрев может возникнуть в результате более высокого сопротивления, неравномерного распределения тока или состояния соединения, даже если общая нагрузка солнечного трансформатора кажется нормальной.
Сравните фазные токи и аналогичные точки соединения Квалифицированный персонал может использовать соответствующим образом скорректированные термографические наблюдения в качестве одного из источников доказательств, но самый горячий цвет на изображении не является полным диагнозом Состояние поверхности, излучательная способность, угол обзора и нагрузка в момент проверки влияют на интерпретацию.
Местную точку доступа следует исследовать как проблему электрического соединения, а не маскировать, добавляя больше вентиляции корпуса. Любая внутренняя проверка или корректирующая работа должны соответствовать утвержденным процедурам изоляции и инструкциям производителя.
Используйте ежедневный термический велосипед как часть обзора дизайна
Солнечная генерация обычно поднимается после восхода солнца, достигает дневного максимума и падает ближе к вечеру. Этот повторяющийся цикл загрузки отличается от заводского трансформатора, который может работать при относительно постоянной нагрузке в течение длительных смен. Конструкция трансформатора и обзор нагрузки должны отражать фактическую нагрузку, а не предполагаемую постоянную нагрузку 100%.
Тепловой цикл не означает автоматически, что солнечный трансформатор нуждается в более крупном номинальном знаке шильдика Его значение зависит от пиковой продолжительности, окружающих условий, распределения потерь, системы изоляции и охлаждения Направляющие для загрузки предназначены для оценки рабочей температуры и старения с течением времени, а не для замены проектных данных производителя.
Для проекта с сезонным ограничением или сокращением сети включите также эти режимы работы. Трансформатор, выбранный только из постоянного тока фотоэлектрического модуля, может вводить в заблуждение, поскольку профиль экспорта переменного тока может регулироваться ограничениями инвертора и сети.
Пример: высокая температура в ясный полдень
Рассмотрим гипотетическую солнечную электростанцию, где сигнализация трансформатора появляется в ясные дни. станция экспортирует близко к разрешенному пределу переменного тока, и сигнализация возникает примерно через час после пика генерации. трансформатор не непрерывно превышает свою шильдик кВА.
Исследование должно сначала выровнять инвертор MW, MVAr, фазный ток, местную температуру окружающей среды, температуру трансформатора и состояние охлаждения на одной и той же временной шкале. Предположим, что обзор обнаружит, что кажущаяся мощность остается близкой к ожидаемой, но один охлаждающий вентилятор не запускается, а местный впускной воздух значительно теплее, чем сообщает метеостанция.
Эти наблюдения сделают доступность охлаждения и приоритеты местной окружающей среды для исследования. Они еще не докажут, что трансформатор имеет правильный размер, а также не исключат проблем с гармоникой или подключением.
Теперь предположим, что второе событие происходит со всеми доступными вентиляторами, но измерения текущего спектра показывают рабочее состояние, не включенное в исходные данные трансформатора. Инженерный вопрос меняется. Следующий шаг - заставить разработчика трансформатора оценить измеренный спектр и потери, а не предполагать ту же первопричину, что и первое событие.
Создайте набор диагностических данных перед сменой оборудования
Полезное исследование солнечного трансформатора должно объединить электрические, тепловые и экологические данные. В таблице ниже представлен практический запрос данных для групп EPC и операторов электростанций.
| Группа данных | Что собирать | Почему это важно |
|---|---|---|
| Генерация и инверторные данные | МВт, МВАр, кВА или ток, состояние и сокращение инвертора | Показывает фактическое электрическое напряжение во время мероприятия |
| Температура трансформатора | Датчики верхнего масла, индикации намотки или сухого типа с временными метками | Определяет, какая тепловая величина приближается к пределу |
| Окружающая среда | Местная температура окружающей среды, воздействие солнца и условия содержания | Отделяет электрический нагрев от уменьшенного запаса на охлаждение |
| Система охлаждения | Состояние вентилятора или насоса, вспомогательная подача и сигнализация | Подтверждает, был ли доступен предполагаемый режим охлаждения |
| Качество мощности | Текущий THD и гармонический спектр, где это уместно | Поддерживает оценку потерь несинусоидального тока |
| Доказательства технического обслуживания | Термография, история соединения и последние модификации | Помогает обнаружить локальные, а не целые проблемы трансформатора |
Знайте, когда более крупный солнечный трансформатор действительно оправдан
Более крупный солнечный трансформатор может быть оправдан, когда утвержденная будущая рабочая пошлина, после рассмотрения реактивной мощности и эффектов формы сигнала, превышает подтвержденную способность существующей конструкции. Это также может быть частью перепроектирования, когда предел экспорта установки или мощность инвертора намеренно увеличены.
Это не оправдано автоматически, потому что произошел один температурный сигнал тревоги Если основной причиной является недоступное охлаждение, локальное высокоомное соединение или проблема установки, увеличение кВА может оставить неисправность на месте.
Прежде чем менять мощность, спросите у производителя трансформатора основу нагрузки и тепловой базы для конкретного проекта. Для минерально-нефтяного оборудования, МЭК 60076-7 содержит рекомендации по температуре и нагрузке; для оборудования сухого типа, МЭК 60076-12 применяется в рамках его сферы применения. в окончательном решении должны использоваться фактическая конфигурация, условия окружающей среды и ожидаемая пошлина.
Что отправить Ланьшань для обзора солнечного трансформатора
При запросе нового устройства или рассмотрении проблемы перегрева отправьте однострочную диаграмму, расписание инверторов, соотношение и мощность трансформатора, напряжение подключения к сети и данные об окружающей среде на объекте. Включите измеренный профиль нагрузки, а не только номинал постоянного тока фотоэлектрической батареи.
Для тепловой проблемы добавьте температуры трансформатора с отметкой времени, местную температуру окружающей среды, состояние охлаждения и соответствующие записи о качестве мощности. Укажите, является ли трансформатор масляным или сухим и работает ли он внутри сборной подстанции.
Ланьшань солнечный трансформатор диапазон поддерживает конфигурации мощности, напряжения, охлаждения и защиты для конкретного проекта. Попросите график гарантированных данных для точной предлагаемой конструкции, включая эксплуатационные предположения, подтверждающие ее тепловую способность.
Для более широких вариантов трансформатора просмотрите диапазон силовых трансформаторов. Если трансформатор встроен в упакованную установку, согласуйте проверку трансформатора с корпусом и соответствующим распределительным устройством, а не утверждайте каждый элемент изолированно.
Заключение
Перегрев солнечного трансформатора на пике генерации является симптомом для исследования, а не диагнозом сам по себе. Выровняйте электрическую мощность, реактивную мощность, данные о форме сигнала, местные условия окружающей среды и состояние охлаждения, прежде чем решить, перегружен ли трансформатор или тепловой запас уменьшается в другом месте.
В ходе тщательного исследования отопление всего энергоблока отделяется от местных горячих точек и используется точная конструкция и режим работы трансформатора. Свяжитесь с Lanshan Electric с вашим графиком работы инвертора, температурными записями и условиями на объекте, чтобы просмотреть конфигурацию солнечного трансформатора для проекта.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Почему солнечный трансформатор становится самым горячим вблизи пика генерации?
Пиковая генерация увеличивает потери, связанные с током и нагрузкой, в то время как тот же период может совпадать с высокой локальной температурой окружающей среды. Конечная температура также зависит от охлаждения, мощности реактивной мощности и потерь, связанных с формой сигнала, поэтому одного процента генерации недостаточно для выявления причины.
Может ли солнечный трансформатор перегреться ниже своей паспортной MVA?
Да. высокая температура окружающей среды, недоступное охлаждение, гармонические потери или локальная электрическая горячая точка могут повысить температуру даже тогда, когда кажущаяся мощность остается ниже номинальной паспортной таблички. утвержденные условия нагрузки и фактические измерения необходимо пересмотреть вместе.
Всегда ли солнечные инверторы требуют детонации трансформатора?
Никакой универсальный процент деривации не применяется к каждому проекту. Получите спектр гармонического тока и рабочий профиль инвертора, а затем попросите разработчика трансформатора оценить ожидаемые потери несинусоидального тока с использованием применимого инженерного метода.
Показывают ли показания высокой МВт полную нагрузку трансформатора?
Нет. Трансформаторный ток относится к видимой мощности. Реактивная мощность может увеличивать кВА и ток, даже если МВт не изменилась. Рассмотрите МВт, MVAr, коэффициент мощности и ток вместе во время теплового события.
Какие данные мне следует отправить для проверки перегрева солнечного трансформатора?
Отправьте выровненные по времени МВт, MVAr или ток, температуру трансформатора, местную температуру окружающей среды и состояние системы охлаждения. Добавьте детали инвертора, гармонические измерения, где это уместно, недавние изменения в обслуживании и точную конфигурацию трансформатора.
