Ⅰ. вступ
Як високо-ефективне та екологічно безпечне рішення для відновлюваних джерел енергії вітроенергетика швидко розвивається по всьому світу. Порівняно з береговою вітроенергетикою офшорна вітроенергетика має достатні та стабільні ресурси вітру, низький вплив на навколишнє середовище та підтримує встановлення-станцій великої потужності, що робить її основним напрямком розвитку світової нової енергетичної галузі. У морських вітрових електростанціях традиційні масляні-трансформатори більше не застосовуються через екстремальні робочі середовища з високою вологістю та високою щільністю солі. Замість цього розподільний трансформатор сухого типу став стандартною конфігурацією для встановлення гондол морської вітрової турбіни, ефективно заощаджуючи простір для обладнання та вирішуючи труднощі захисту, пов’язані з установкою на низькій -позиції.
Трансформатор, встановлений всередині морської вітрової турбіни, розташований поруч із генераторною установкою, яка може безпосередньо підвищити напругу 690 В, вироблену вітровою турбіною, до 35 кВ через перетворювач. Ця структура значно скорочує використання кабелів низької-напруги та ефективно контролює загальну вартість будівництва вітрових електростанцій. Сухий трансформатор потужністю 300 ква широко використовується в малих і середніх-розмірних офшорних вітрових системах розподілу електроенергії, зі стабільною продуктивністю та сильною адаптованістю до навколишнього середовища, задовольняючи основні потреби в передачі електроенергії та трансформації розподілених вітроелектростанцій.
JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD є професійним виробником обладнання для передачі та розподілу електроенергії. Компанія в основному виробляє масляні силові трансформатори, сухі-силові трансформатори, масляні три{3}}вимірні спіральні силові трансформатори, сухі-три-вимірні спіральні силові трансформатори, шахтні вибухозахищені-сухі-трансформатори, шахтні вибухозахищені-пересувні підстанції, силові трансформатори з аморфних сплавів, на силові трансформатори для регулювання навантажувальної потужності, локомотивні сухі-трансформатори, а також збірні підстанції, модульні підстанції, вітроенергетичні коробчасті підстанції, розподільні пристрої високої та низької напруги та інше обладнання для передачі та розподілу. Завдяки-поглибленим дослідженням сценаріїв офшорного вітроенергетичного обладнання ми налаштовуємо високу{12}}надійністьсухий розподільний трансформаторrпродукти для морських середовищ для вирішення проблемних точок корозії, вібрації та розсіювання тепла офшорних вітряних трансформаторів.
Ⅱ. Спеціальні технічні вимоги до морських вітрових сухих трансформаторів
На відміну від звичайних наземних трансформаторів, сухі трансформатори, які обслуговують офшорні вітряні електростанції, працюють у важких умовах, таких як високий соляний туман, висока вологість і безперервна вібрація, що висуває вищі стандарти щодо продуктивності, розміру та надійності продукції. Візьмемо як приклад основний допоміжний трансформатор морської вітрової турбіни потужністю 3 МВт, основні технічні параметри стандартизовані та вдосконалені для адаптації до морських сценаріїв.
Типові технічні характеристики включають: номінальна потужність 3300 кВА, висока напруга 35 кВ, низька напруга 0,69 кВ, векторна група Dyn11, імпеданс короткого замикання 8%, система ізоляції класу F із максимальним підвищенням температури 100 К, стандартний рівень ізоляції LI 170 AC 70/AC 3, відсутність-втрат навантаження не перевищує 6700 Вт, втрата навантаження обмежена 25800 Вт при 75 градусах, примусове повітряне охолодження (AF), максимальна акустична потужність шуму 78 дБ (A), кліматичний клас C2, екологічний клас E2 і клас пожежної поведінки F1, обмеження ваги та габаритних розмірів. Незалежно від того, чи йдеться про великий{19}}енергетичний вітряний трансформатор чи відповідний сухий трансформатор потужністю 300 ква, усі продукти мають суворо відповідати вимогам щодо захисту морського навколишнього середовища та рівням безпеки, щоб забезпечити -тривалу стабільну роботу.
Ⅲ. Основні спеціалізовані конструктивні рішення для офшорних вітрових сухих трансформаторів
1. Електромагнітна та структурна конструкція кузова
Обмежені вузьким простором для встановлення та-несучою здатністю гондол вітрових турбін, офшорні вітрові сухі трансформатори вимагають компактних розмірів і малої ваги за умови гарантованої електричної ефективності. Залізний сердечник використовує холоднокатану електротехнічну сталь-з орієнтованою зернистістю з кутом повного скосу 45-градусів і п’яти{6}}ступеневою конструкцією, що ефективно зменшує втрати холостого ходу та шум.
Котушка високої{0}}напруги має сегментовану циліндричну структуру та оброблена за допомогою процесу вакуумного лиття для забезпечення рівномірної ізоляції та високого опору тиску. Котушка низької{2}}напруги має структуру намотування фольги з осьовими повітряними проходами, а кінець ущільнений і затверділий попередньо-просоченою ізоляційною смолою для покращення загальної жорсткості конструкції. На етапі електромагнітного розрахунку ми неодноразово порівнюємо схеми мідної та алюмінієвої обмоток, щоб збалансувати розмір і вагу, відповідаючи вимогам до установки та експлуатації сухого розподільного трансформаторного обладнання морського вітру.
2. Анти{1}}корозійний проект для середовища морського соляного туману
Висока вологість і соляний туман є основними факторами, що призводять до виходу з ладу трансформатора в морських умовах. Проникне повітря,-що містить сіль, роз’їдає металеві конструктивні частини та утворює провідну плівку на поверхні ізоляції, викликаючи спалах поверхневого забруднення та навіть викликаючи ризик пожежі вітрової турбіни.
Щоб вирішити цю проблему, трансформатор оснащений закритою оболонкою з рівнем захисту вище IP44, використовуючи внутрішню незалежну циркуляційну систему охолодження, ізольовану від зовнішнього середовища. Така конструкція запобігає потраплянню зовнішнього соляного туману та вологого повітря в обладнання, що значно знижує анти{2}}корозійний тиск корпусу трансформатора. Оболонка використовує професійну технологію проти-корозійного напилення, що повністю відповідає високому-класу стійкості до корозії C4 відповідно до стандартів промислового покриття ISO 12994, яке адаптується до тривалої-морської атмосферної корозії.
3. Конструкція вібростійкості для роботи вітрової турбіни
Офшорні вітряні турбіни під час роботи перебувають у стані постійної вібрації, і вплив вібрації буде більш інтенсивним під час процесів повороту й гальмування. Тривала -перемінна вібрація легко спричинить ослаблення кріплення та структурну деформацію трансформатора, що вплине на безпеку експлуатації.
Ми вживаємо численні заходи для оптимізації анти-вібрації: цілісна структура заливки робить котушку цілісним твердим тілом із чудовими анти-вібраційними характеристиками; збільшити кількість ніжок днища трансформатора та кріпильних болтів для посилення фіксації днища; встановіть довгі болти на верхній затискач для з’єднання з кронштейном корпусу, об’єднуючи корпус трансформатора та корпус в одне ціле. Крім того, усі кріплення оснащено пристроями проти -розкручування, щоб запобігти падінню деталей і забезпечити стабільну роботуСухий трансформатор 300 квата інше обладнання для розподілу електроенергії.
4. Оптимізована конструкція вентиляції та розсіювання тепла
Розсіювання тепла офшорних вітрових сухих трансформаторів є систематичним проектом, на який впливають об’єм вентиляції, ефективність теплообміну та зовнішня система циркуляції води. Ми налаштовуємо осьові вентилятори, спеціальні системи повітропроводів і високо-ефективні теплообмінники на корпусі та встановлюємо розподільні пластини на корпус трансформатора.
Під час роботи осьовий вентилятор забирає гаряче повітря всередину корпусу для централізованого теплообміну, а система зовнішньої циркуляції води ефективно відводить тепло. Охолоджене повітря проходить через головний повітропровід і внутрішній повітряний канал котушки низької-напруги під керівництвом пластини відхилення, забезпечуючи рівномірне та ефективне охолодження котушки. У поєднанні з аналізом комп’ютерного моделювання на стадії проектування резервується розумний запас підвищення температури, а схема ітеративно оптимізується відповідно до фактичних даних випробувань у масовому виробництві для адаптації до безперервної роботи з високим -навантаженням.
5. Проектування оптимізації ремонтопридатності
Офшорні вітряні електростанції розташовані у віддалених морських районах, з великими труднощами в обслуговуванні та дорогими витратами на експлуатацію та обслуговування. Тому дизайн повинен бути зосереджений на зручності подальшого обслуговування. Корпус трансформатора має зрощену знімну конструкцію, що зручно для розбирання та заміни компонентів сердечника, таких як високо-котушки напруги.
Що стосується основних компонентів розсіювання тепла, осьові вентилятори сконструйовано в конфігурації один-активний-резервний із терміном служби до 40 000 робочих годин, що ефективно запобігає зупинці обладнання та втратам електроенергії, спричиненим несправністю вентилятора, забезпечує безперервну швидкість роботи обладнання вітрової електростанції та зменшує-тривалі витрати на експлуатацію та обслуговування.
Ⅳ. Висновок
На відміну від звичайних внутрішніх і зовнішніх трансформаторів, офшорні вітряні сухі трансформатори потребують спеціально оптимізованої конструкції з точки зору анти-корозійної стійкості, вібраційної стійкості, розсіювання тепла та ремонтопридатності для адаптації до умов високої вологості, соляного туману та сильної вібрації на морі. Наукове структурне проектування та модернізація процесу можуть ефективно вирішити проблеми, пов’язані з несправністю офшорного обладнання для розподілу вітрової енергії, а також покращити термін служби та стабільність роботи трансформаторів.
З бурхливим розвитком глобальної офшорної вітроенергетики ринковий попит на високо-надійні офшорні спеціалізовані сухі трансформатори продовжує зростати. Дотримуючись суворих стандартів виробництва,JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDнадає індивідуальні та високо{0}}продуктивні сухі розподільні трансформатори та сухі трансформатори 300 ква для офшорних вітряних електростанцій, допомагаючи новим глобальним енергетичним проектам забезпечити безпечну, стабільну та ефективну роботу.