Трансформатор 800 000 вольт для высоковольтной передачи постоянного тока. Ядром системы являются десять трансформаторов напряжением 800 кВ. Каждый из них размером с дом и весит 350 тонн. На снимке показан первый трансформатор мощностью 800 кВ, который готов к отправке во время электрических испытаний на заводе Siemens в Нюрнберге, Германия.
Ключевой компонент
Трансформаторы HVDC являются ключевыми компонентами станций HVDC.
Преобразователи HVDC и инверторные станции завершают линии передачи данных на дальние расстояния или подводные кабели постоянного тока. Этот тип трансформатора обеспечивает интерфейс между сетями переменного тока и мощными выпрямителями и используется для управления потоком нагрузки по линиям передачи постоянного тока.
Эти участники адаптируют напряжение сети переменного тока на соответствующий уровень, который подходит для подачи клапанной системы преобразователя постоянного тока и инвертора.
Варианты дизайна
Концепция конструкции трансформаторов HVDC в основном зависит от номинального напряжения, номинальной мощности и транспортных требований, таких как размеры, вес и способ транспортировки. Многие большие преобразователи частоты HVDC расположены в сельских районах с низкой инфраструктурой.
Часто необходимо выполнять специальные геометрические профили для перемещения таких трансформаторов по железной дороге.
Рисунок 1 - Трансформатор преобразователя для биполярной системы передачи UHVDC ± 800 кВ, 6 400 МВт; 2, 071 км: однофазное; 550 kVAC, 816 кВDC; 321 МВА; высокая подача импульсной системы
Как правило, трансформаторы HVDC представляют собой однофазные блоки, содержащие 2 обмотки. Эта концепция может включать в себя либо две параллельные обмотки клапана (две для дельта, либо две для системы звёзд, рис. 1) или две разные обмотки клапана (одна для дельта и одна для уайя, рисунок 2).
Для того, чтобы уменьшить общую высоту транспортировки, основная сборка включает в себя 2 возвратных конечности.
Рисунок 2 - Трансформатор преобразователя для биполярной системы передачи HVDC ± 500 кВDC; 2500 МВт: однофазное; 420 кВА; 515 кВDC; 397 МВА; (левая сторона фигуры) и дельта-системы (правая сторона рисунка)
Из-за требований резервирования на станциях HVDC 3 фазовых блока довольно необычны.
Обмотки клапана подвержены электрическому напряжению переменного и постоянного тока, и поэтому необходим специальный изоляционный узел. Кроме того, необходимо установить специальные ведущие системы, соединяющие башенки и обмотки, чтобы выдерживать постоянное напряжение выпрямителя.
Кроме того, ток нагрузки содержит гармонические составляющие значительной энергии, что приводит к более высоким потерям и увеличению шума.
Прежде всего, специальные втулки необходимы, чтобы сторона клапана имела доступ к верхним и нижним клеммам обмотки каждой системы снаружи. Окончательно, две идентичные втулки установлены для звездной или дельта-системы.
Для утверждения правильной конструкции и качества изготовления необходимо выполнить специальные приемочные испытания на постоянную и постоянную полярность. Испытательный отсек должен быть оснащен испытательным аппаратом постоянного тока соответственно и должен обеспечивать достаточную геометрию, чтобы выдерживать испытательное напряжение постоянного тока.
Технические вопросы
В дополнение к стандартным параметрам силовых трансформаторов для проектирования трансформаторов HVDC должны быть известны специальные требования к характеристикам.
Эти параметры совместно определяются разработчиками станции HVDC и инженерами-конструкторами трансформаторов, чтобы достичь рентабельного дизайна всего оборудования. Специальные параметры:
- Уровни тестирования: постоянный ток, постоянная полярность и длительный переменный ток определяют изоляционный блок трансформатора
- Гармонический спектр тока нагрузки и фазового отношения создает дополнительные потери, которые должны компенсироваться контуром охлаждения
- Импеданс напряжения, влияющий на размеры обмоток и общую высоту трансформатора
- Уклонение постоянного тока в нагрузке, токе и нейтрали трансформатора должно учитываться для шума без нагрузки и потерь при полной нагрузке
- Производный ток нагрузки (di / dt) является ключевым параметром для устройства РПН
- Требования к перегрузке должны учитываться для схемы охлаждения и емкости охладителей
- Диапазон регулирования и количество шагов влияют на напряжение за ход, что является ключевым параметром конструкции
- Сейсмические требования должны учитываться для механической прочности башен, выходов и втулок.
HVDC - Подключение удаленного производства электроэнергии к рынку
Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
Справка: Siemens Energy Sector - Руководство по энергетическому руководству 7.0