Йо! Като доставчик на вятърни трансформатори често ме питат за теоретичната основа зад тези невероятни парчета технологии. И така, реших, че ще ви го разбия в тази публикация в блога.
Да започнем с основите. Вятърният трансформатор е ключов компонент в системите за производство на вятърна енергия. Основната му работа е да се активизира или да се оттегли напрежението на електричеството, произведено от вятърни турбини. Но за да разберем как се прави това, трябва да се разровим в някои основни електрически теории.
Електромагнитна индукция
В основата на всеки трансформатор, включително вятърните трансформатори, е принципът на електромагнитната индукция. Това е открито от Майкъл Фарадей през 19 век. В него се посочва, че когато проводник е поставен в променящо се магнитно поле, в проводника се индуцира електромоторна сила (EMF).
При вятърния трансформатор имаме две бобини от тел - първичната намотка и вторичната намотка. Тези намотки са навити около ядро, направено от магнитен материал, обикновено желязо. Когато променлив ток (AC) тече през първичната намотка, той създава променящо се магнитно поле в сърцевината. След това това променящо се магнитно поле предизвиква ЕМП във вторичната намотка.
Връзката между броя на завоите в първичните и вторичните намотки и индуцираните напрежения е дадена от уравнението на трансформатора:
$ V_p / v_s = n_p / n_s $
Когато $ v_p $ е напрежението в основната намотка, $ v_s $ е напрежението във вторичната намотка, $ n_p $ е броят на завоите в основната намотка, а $ n_s $ е броят на завоите във вторичната намотка.
Това уравнение ни казва, че ако искаме да засилим напрежението (увеличете $ v_s $), трябва да имаме повече завои във вторичната намотка, отколкото в първичната намотка ($ n_s> n_p $). И обратно, ако искаме да се оттеглим на напрежението, се нуждаем от по -малко завои във вторичната намотка ($ n_s <n_p $).
Защо да се активизираш или да се оттеглиш?
Може би се чудите защо трябва да се активизираме или да отстъпим напрежението в системата на вятърната енергия. Е, всичко се свежда до ефективността и предаването.
Когато вятърната турбина генерира електричество, напрежението обикновено е сравнително ниско. Но за ефективно предаване на електроенергия с дълъг разстояние, трябва да засилим напрежението. Това е така, защото загубата на мощност в преносна линия се дава от $ p_ {загуба} = i^{2} r $, където $ i $ е токът, който преминава през линията и $ r $ е съпротивлението на линията. Като засилим напрежението, можем да намалим тока (тъй като $ p = vi $, където $ p $ е мощността) и по този начин да намалим загубата на мощност по време на предаването.
От друга страна, когато електричеството достигне местоназначението си, като жилищна зона или индустриален завод, трябва да се оттеглим на напрежението до безопасно и използваемо ниво. Именно там влизат стъпката - надолу трансформатори.
Видове вятърни трансформатори
Има различни видове вятърни трансформатори, всеки предназначен за специфични приложения. Някои са подобни на други видове трансформатори, с които може да сте запознати, катоФотоволтаичен трансформатор,Трансформатор на токоизправителиТрансформатор за разпределение.
- Генератор - странични трансформатори: Те са свързани директно с генераторите на вятърните турбини. Основната им функция е да засилят електричеството с ниско напрежение, генерирано от турбините до средно ниво на напрежение, подходящо за локално събиране и разпределение в вятърната централа.
- Субстанционни трансформатори: Това са по -големи трансформатори, разположени на подстанцията на вятърната ферма. Те засилват електричеството на средното напрежение от генератора - странични трансформатори до високо ниво на напрежение за дългосрочно предаване на разстояние до мрежата.
- Мрежа - Трансформатори за връзка: Тези трансформатори се използват за свързване на вятърната централа към съществуващата електроенергия. Те гарантират, че напрежението и честотата на електричеството от вятърната централа съвпадат с тези на мрежата.
Основен дизайн и материали
Ядрото на вятърния трансформатор играе решаваща роля за нейното изпълнение. Както бе споменато по -рано, обикновено се изработва от желязо или други магнитни материали. Изборът на основен материал и неговия дизайн може да повлияе на ефективността, размера и цената на трансформатора.
- Ламинирани ядра: Повечето вятърни трансформатори използват ламинирани ядра. Ламиниранията са тънки листове от магнитен материал, които са изолирани един от друг. Това помага да се намалят загубите на текущия текущ. Вихровите токове са циркулиращи токове, индуцирани в самата сърцевина от променящото се магнитно поле. Използвайки ламинирани ядра, можем да разделим тези вихрови токове и да сведем до минимум свързаните загуби на мощността.
- Аморфни метални ядра: В някои високоефективни вятърни трансформатори се използват аморфни метални ядра. Аморфните метали имат нарушена атомна структура, което им дава по -ниски загуби на сърцевината в сравнение с традиционните ламинирани железни ядра. Те обаче са по -скъпи, така че обикновено се използват в приложения, където високата ефективност е основен приоритет.
Охлаждащи системи
Вятърните трансформатори генерират топлина по време на работа поради загубите на мощност в намотките и сърцевината. За да се гарантира тяхната надеждна и ефективна работа, са необходими правилни системи за охлаждане.
- Масло - охладени трансформатори: Много вятърни трансформатори са маслени - охладени. Трансформаторът се пълни със специално изолационно масло, което не само осигурява електрическа изолация, но също така помага за прехвърляне на топлината от бобините и сърцевината. Маслото се циркулира през охлаждаща система, която може да включва радиатори или топлообменници, за да се разсее топлината в заобикалящата среда.
- Въздух - охладени трансформатори: В някои случаи, особено за по -малки вятърни трансформатори или в райони, където нефтените системи не са подходящи, се използват охладени въздух. Тези трансформатори имат перки или други топлинни конструкции на външната си повърхност и вентилаторите се използват за издухване на въздух върху тези повърхности, за да се отстрани топлината.
Заключение
И така, там го имате - теоретичната основа на вятърните трансформатори. От електромагнитната индукция до трансформацията на напрежението, основните дизайни и охлаждащите системи, всеки аспект на тези трансформатори се основава на добре установени електрически и магнитни принципи.
Ако сте на пазара за вятърни трансформатор, независимо дали е за малък мащабен проект за вятър или с голяма мащабна вятърна централа, ние ви покриваме. Нашите вятърни трансформатори са проектирани и произведени по най -високите стандарти, като гарантират висока ефективност, надеждност и дългосрочна ефективност.
Чувствайте се свободни да се свържете с нас, за да обсъдим вашите специфични изисквания и да започнете процеса на обществени поръчки. Тук сме, за да ви помогнем да се възползвате максимално от инвестициите си в вятърната енергия.
ЛИТЕРАТУРА
- Гроувър, FW (1946). Изчисления на индуктивност: Работни формули и таблици. Dover Publications.
- Chapman, SJ (2012). Основи на електрически машини. McGraw - Hill Education.
- Fitzgerald, AE, Kingsley, C., Jr., & Umans, SD (2003). Електрически машини. McGraw - Hill Education.
