Głębokie zanurzenie w transformatorze BESS: ładowanie cykliczne, interakcja z falownikiem i tolerancje testów fabrycznych

Zapytanie ofertowe zwykle jest dostarczane w komplecie – pełny arkusz danych falownika, gwarancja na liczbę cykli, badanie termiczne – z pozostawioną jedną linią dotyczącą transformatora: 5 MVA, 0,69/34,5 kV, Dyn11. Do momentu oddania do użytku trzy z tych czterech elementów zostaną poprawione. Rewizja transformatora jest kosztowna.

A Transformator BESSznajduje się pomiędzy blokiem akumulatorów a punktem połączenia i przejmuje wszystkie niewygodne właściwości związane z magazynowaniem: moc odwracającą się dwa razy dziennie, uzwojenia, które zmieniają się termicznie zamiast utrzymywać stałe obciążenie, oraz falownik po stronie niskiego napięcia, który ogranicza prąd zwarciowy zamiast go napędzać. Określ go w taki sam sposób, w jaki określiłbyś jednostkę zwiększającą moc fotowoltaiczną, a problem wyjdzie na jaw osiemnaście miesięcy później, jako kręty, gorący punkt, z którego nie będzie można się wydostać.

Dlaczego transformator słoneczny nie jest transformatorem BESS

Transformator podwyższający energię słoneczną pracuje na jedną zmianę dziennie. Energia przepływa z układu do sieci przez pięć do siedmiu godzin, temperatura uzwojenia wzrasta raz, utrzymuje się i spada w ciągu nocy. Zaprojektuj dla tego profilu z marginesem 10–15%, a urządzenie będzie działać przez trzydzieści lat.

Magazyn pracuje na dwie zmiany. Czterogodzinny system rozładowuje się przez cztery godziny, jest bezczynny, a następnie pochłania energię przez cztery godziny. Oznacza to dwa pełne cykle termiczne dziennie, około 700 rocznie, i jest to dokładnie ten profil, do którego odnosi się norma IEEE C57.91, odróżniająca obciążenie cykliczne od obciążenia ciągłego. Starzenie się izolacji następuje po temperaturze w najgorętszym miejscu na krzywej Arrheniusa, zatem szczyt ma większe znaczenie niż średnia – uzwojenie, które dwa razy dziennie osiąga 110 stopni, starzeje się szybciej niż uzwojenie utrzymujące 95 stopni przez całe popołudnie.

Jest jeszcze druga różnica, która przyciąga ludzi. Podczas ładowania transformator jest ładowany od strony SN, a falownik pracuje jako prostownik z wyprzedzeniem lub opóźnieniem 0,95, w zależności od kodu sieci. Ustawienie kranu, które wyglądało prawidłowo w trybie rozładowania, może być nieco gorsze w trybie ładowania. Dlatego też przełącznik zaczepów w jednostce magazynującej powinien być przełącznikiem zaczepów bez napięcia na uzwojeniu WN, ±2 × 2,5%, z regulacją napięcia pozostawioną kontroli mocy biernej falownika, a nie przełącznikiem pod obciążeniem, który reaguje za każdym razem, gdy instalacja zmienia kierunek.

Ostatni wiersz decyduje o decyzji dotyczącej rozmiaru w następnej sekcji.

Dobór: kVA, procentowa impedancja i straty, które ponosisz w stanie bezczynności

Jednostka 2,5 MVA zwykle zmienia się w zakresie od 0,69 kV do 13,8 kV; jednostka o mocy 5 MVA w zakresie od 0,69 kV do 34,5 kV; systemy kontenerowe coraz częściej wykorzystują napięcie NN 0,8 kV, aby dopasować je do szaf 1500 V DC za falownikiem. Impedancja nominalna mieści się w zakresie od 5,75% do 8,0% w zależności od wartości znamionowej i dostępnego obciążenia zwarciowego. Wartości znamionowe mieszczące się w standardowych krokach - 3.75 MVA, 6 MVA – są budowane jakoNiestandardowy transformator trójfazowykolejności i pojawiają się znacznie częściej w przypadku magazynowania niż w przypadku energii słonecznej.

Zaokrąglanie do następnego standardowego rozmiaru jest odruchem, a w przypadku magazynu jest to zwykle niewłaściwe rozwiązanie. Utrata energii bez obciążenia trwa 8760 godzin rocznie, niezależnie od tego, czy instalacja ładuje się, rozładowuje, czy też znajduje się w stanie zerowego naładowania, czekając na sygnał cenowy. Utrata obciążenia występuje tylko podczas równoważnych 2000–3500 godzin rzeczywistej przepustowości. Zwiększ rozmiar rdzenia o jeden stopień, a otrzymasz stały wzrost strat o 15–25%, który nigdy się nie wyłączy. Aproducent transformatorów montowanych na podkładkachkto rozumie obowiązek przechowywania, będzie modelował roczny rachunek za straty w oparciu o Twój profil wysyłki przed podaniem wyceny, a nie po.

Impedancja zatrzymuje tę samą pułapkę w odwrotnej kolejności. Wyższy %Z ogranicza prąd zwarciowy NN, co wydaje się bezpieczne, dopóki nie zauważysz, że falownik ogranicza już prąd zwarciowy do około 1,1–1,2 wartości znamionowej –Transformator BESSnie jest ogranicznikiem prądu w tym systemie. Wyższa impedancja powoduje spadek napięcia i pobór mocy biernej przy pełnej mocy, co instalacja musi następnie kompensować zdolnością reaktywną falownika, której może potrzebować do obsługi sieci. W przypadku jednostki 5 MVA przejście z 5,75% na 7,5% kosztuje około 1,5% dodatkowej regulacji przy prądzie znamionowym w zamian za redukcję prądu zwarciowego, którą falownik już zapewniał. W przypadku projektów wymagających niestandardowego NN lub uzwojenia o podwójnej wartości znamionowej, aNiestandardowy transformator trójfazowykonstrukcja jest zwykle tańsza niż dwie standardowe jednostki plus wyłącznik remisowy.

Interakcja falownika: harmoniczne, poziom usterek i przejazd

Falownik podążający za siecią przełącza się w niskim zakresie kiloherców i pozostawia za sobą widmo harmoniczne. Na uzwojeniu niskiego napięcia widmo to staje się dodatkowym prądem wirowym i stratami błądzącymi; po stronie SN staje się to odkształceniem napięcia w miejscu wspólnego sprzężenia.IEEE 519-2022wyznacza istotne limity: 5% całkowitego odkształcenia harmonicznego napięcia na PCC dla systemów o napięciu 69 kV lub niższym, z ograniczeniem poszczególnych harmonicznych i zniekształceniem prądu wyrażonym jako TDD w stosunku do dostępnej przekładni zwarciowej. Instalacje magazynujące są niezwykłe, ponieważ źródło harmonicznych znajduje się po stronie nn, a punkt pomiarowy po stronie SN –Transformator BESSImpedancja i grupa połączeń decydują o tym, jaka część widma dociera do miernika.

W przypadku stosowania urządzeń typu suchego – w pomieszczeniach zamkniętych, w pobliżu kontenerów lub tam, gdzie zabronione jest stosowanie oleju – w specyfikacji należy podać zarówno ekran elektrostatyczny, jak i współczynnik K. Standardowy transformator suchy K-1 przenoszący harmoniczne inwertera nagrzewa się bardziej, niż przewiduje to jego tabliczka znamionowa, a test wzrostu temperatury, który przeszedł pozytywnie w fabryce, nie opisuje urządzenia w eksploatacji.

Przejazd to druga połowa historii.IEEE 1547-2018wymaga, aby instalacja pozostawała połączona w przypadku określonych zakłóceń napięcia i częstotliwości, a nie wyłączała się w trybie offline, co oznacza, że ​​transformator absorbuje powtarzające się głębokie spadki napięcia, po których następuje odzysk, a także przesunięcie prądu stałego i rozruch przy każdym ponownym zasileniu. Jednostki charakteryzujące się dużą gęstością strumienia rdzenia w celu zmniejszenia kosztów to te, które nasycają się i przeżywają te zdarzenia. W przypadku przechowywania określamy strumień rdzenia na konserwatywnym końcu dopuszczalnego pasma i podajemy go w karcie katalogowej.

Certyfikacja: Co właściwie otwiera recenzent

W przypadku projektu pamięci masowej odbywają się dwie oddzielne rozmowy certyfikacyjne, a kupujący często je mylą. Falownik posiada certyfikat UL 1741; od 2021 r. odpowiednią edycją jest Dodatek SB, który dostosowuje funkcje inteligentnego falownika do normy IEEE 1547-2018.Program certyfikacji falowników ULopisuje, w jaki sposób testowane są te funkcje obsługi sieci. Transformator należy do całkowicie innej rodziny standardów.

W Ameryce Północnej trójfazowe jednostki montowane na podkładkach o napięciu 34,5 kV i niższym są zwykle budowane i testowane zgodnie z IEEE C57.12.34, przy użyciu procedur testowych IEEE C57.12.90 i limitów strat określonych w zasadzie efektywności DOE 2016 dla transformatorów dystrybucyjnych wypełnionych cieczą. Jednostki typu suchego powyżej 600 V podlegają normie UL 1562; W projektach kanadyjskich dodano CSA C22.2 nr. 66.1 oraz znak cULus lub CSA, a numer certyfikatu musi być czytelny na tabliczce znamionowej – celnicy najpierw go szukają, a potem patrzą na cokolwiek innego. DoświadczonyDostawca transformatorów znajdujący się na liście ULwręcza Ci raport z testu i zapis aukcji, ponieważ sam raport nie dowodzi niczego na temat aukcji.

Testy fabryczne, które decydują, czy jednostka przejdzie świadczenie

Każdy transformator magazynujący, który budujemy, przechodzi rutynowe testy IEEE C57.12.90: stosunek i polaryzacja, zależność fazowa, utrata obciążenia i prąd wzbudzenia, utrata obciążenia i impedancja, przyłożony potencjał i potencjał indukowany. Wzrost temperatury to test projektowy przeprowadzany na reprezentatywnym urządzeniu, a nie na każdym numerze seryjnym, i jest to test, który faktycznie potwierdza opłacony margines termiczny.

Dwie liczby mają większe znaczenie w przypadku opłat za składowanie niż w przypadku zwykłej opłaty za dystrybucję. Pierwsza to impedancja w temperaturze odniesienia - mierzona w temperaturze otoczenia i skorygowana do 85 stopni, z tolerancją ±7,5% określonej wartości zgodnie z IEEE C57.12.00, obok ±0,5% współczynnika i +6% całkowitych strat. Drugi to poziom dźwięku, ponieważ zakłady BESS znajdują się bliżej ogrodzeń i granic posesji niż kiedykolwiek wcześniej podstacje, a jednostka przekraczająca gwarantowany poziom o 3 dB stanowi problem z pozwoleniem, a nie gwarancję.

Naszym zwyczajem jest poddawanie pierwszego artykułu każdego nowego projektu magazynu pełnemu testowi wzrostu temperatury z wykorzystaniem widma harmonicznych faktycznie wytwarzanego przez falownik klienta, a nie sinusoidalnego prądu testowego. Pozwoliło to zaoszczędzić więcej niż jeden projekt dzięki przeprojektowaniu kanału chłodzącego po instalacji. Różnica między ADostawca transformatorów znajdujący się na liście ULi firma handlowa pojawia się właśnie tam – niezależnie od tego, czy ktoś ponownie przeprowadza test termiczny dla Twojego widma harmonicznego.

Ryan Electric: Co kryje się za cytatem

Ryan Electric zbudował transformatory w Haian w Jiangsu od 2007 - 120 000 m² fabryki, ponad 180 zestawów sprzętu produkcyjnego i testowego, 37 patentów - a od 2023 roku działamy jako partner joint venture Eaton. Ta zależność jest jednym z powodów, dla których nasze dane z testów typu pozwalają na przeprowadzenie przeglądu użyteczności publicznej w Ameryce Północnej bez drugiej rundy pytań.

Do prac związanych z magazynowaniem budujemy obie części specyfikacji: jednostki suche typu lanego z żywicy, w których obudowa znajduje się wewnątrz lub z wyłączeniem oleju, oraz jednostki zanurzane w oleju, montowane na podkładce do 34,5 kV, gdzie instalacja znajduje się na zewnątrz. jakoproducent transformatorów montowanych na podkładkachwysyłając do projektów użyteczności publicznej w Ameryce Północnej, przechowujemy dowody badania typu w dokumentach wysyłkowych, aby kontrola mediów nie rozpoczynała się od nowa w momencie dostawy. Jednostki dostarczane są z oznaczeniami UL i CSA oraz dokumentacją IEEE, IEC i DEKRA, jeśli wymaga tego kodeks sieci.

Co wysłać wraz z zapytaniem ofertowym

O tym, czy wycena transformatora magazynującego będzie obowiązywać przez cały okres realizacji projektu, decyduje pięć dokumentów: schemat jednokreskowy, arkusz danych falownika zawierający ograniczenie prądu i widmo harmonicznych, profil wysyłki z liczbą cykli dziennych i głębokością rozładowania, temperaturą otoczenia i wysokością nad poziomem morza oraz kod sieci, w ramach której instalacja musi być połączona. Należy dodać dopuszczalny poziom hałasu, jeśli na terenie działki znajduje się granica nieruchomości w promieniu 100 metrów. Mając te pięć, zamiast zakresu, możemy określić wartość znamionową, impedancję i wartość strat.

Wyślij je do naszego zespołu inżynierów, a otrzymasz arkusz rozmiarów, kalkulację strat na podstawie Twojego profilu wysyłki oraz matrycę certyfikacji dla rynku docelowego – zwykle w ciągu dwóch dni roboczych. W przypadku decyzji dotyczących arkusza danych podejmowanych przed tym etapem – klasa napięcia, zakres zaczepów, układ dwóch lub trzech uzwojeń oraz parametry obudowy – nasze wcześniejszePrzewodnik po specyfikacji transformatora BESSprzechodzi przez ten sam projekt z drugiej strony.

O autorze- Ten artykuł został napisany przez zespół inżynierów transformatorów w Ryan Electric, producencie posiadającym certyfikat UL/CSA i partnerze joint venture firmy Eaton z siedzibą w Jiangsu w Chinach, dostarczającym transformatory suche, zanurzone w oleju i montowane na podkładkach do centrów danych, magazynowania energii, projektów odnawialnych i użyteczności publicznej w Ameryce Północnej, na Bliskim Wschodzie, w Azji Południowo-Wschodniej i Afryce.