Biến áp BESS cho các dự án tại Trung Đông: Truyền tải điện hai chiều, sóng hài và hệ thống làm mát
Các dự án lưu trữ năng lượng bằng pin tạo ra một chế độ hoạt động của máy biến áp khác với tải công nghiệp một chiều thông thường. Các quá trình sạc, xả, vận hành ở chế độ chờ và nhu cầu phụ có thể gây ra các điều kiện về điện áp, dòng điện và nhiệt độ khác nhau trên cùng một đường dẫn điện. Vì lý do này, Zisheng Electric xem xét một Máy biến áp BESS dành cho các dự án tại Trung Đông với vai trò là một giao diện được thiết kế chuyên biệt giữa lưới điện, hệ thống chuyển đổi điện, các khối pin và triết lý bảo vệ của dự án.
Không thể lựa chọn máy biến áp chỉ dựa trên công suất tính bằng megawatt. Các nhà thầu EPC và chủ đầu tư cần xác định công suất biểu kiến, dải hoạt động của công suất phản kháng, dòng điện hài, thời gian quá tải, điều kiện môi trường, mức độ sự cố lưới điện, sơ đồ nối đất, ảnh hưởng của tần số chuyển mạch và trình tự vận hành dự kiến. Một yêu cầu kỹ thuật đầy đủ sẽ giúp giảm thiểu việc thiết kế lại trong giai đoạn thiết kế chi tiết và cung cấp cho các nhà thầu một cơ sở chung để so sánh.
Tại sao máy biến áp BESS cho các dự án ở Trung Đông cần phải được đánh giá lại về công suất hoạt động riêng biệt
Một máy biến áp phân phối thông thường thường được đánh giá dựa trên biểu đồ tải tương đối ổn định. Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin có thể đảo ngược dòng điện nhiều lần, thay đổi điểm làm việc một cách nhanh chóng và cung cấp hỗ trợ công suất phản kháng khi công suất hoạt động ở mức thấp. Do đó, máy biến áp phải được đánh giá dựa trên một ma trận các trạng thái hoạt động thay vì chỉ dựa vào một thông số định mức chính.
Các dự án tại Trung Đông cũng có thể phải đối mặt với lượng nhiệt mặt trời cao, bụi, bóng râm hạn chế và chu kỳ nhiệt độ hàng ngày khắc nghiệt. Những điều kiện này không nên được gộp chung thành một nhãn hiệu chung chung là “thiết kế sa mạc”. Bên mua cần cung cấp cơ sở thiết kế công trình: nhiệt độ môi trường tối đa và tối thiểu, biểu đồ nhiệt độ theo giờ (nếu có), độ cao, phân loại bụi, gió, mức độ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, bố trí vỏ bọc và các hạn chế về bảo trì. Hệ thống làm mát và cách nhiệt được đề xuất sau đó có thể được đánh giá dựa trên điều kiện lắp đặt thực tế.
Xác định ranh giới điện trước khi lựa chọn máy biến áp
Hãy bắt đầu bằng việc xác định vị trí đặt máy biến áp trên sơ đồ một dây. Một số dự án sử dụng một máy biến áp cho một khối chuyển đổi điện tổng hợp quy mô lớn. Các dự án khác lại sử dụng nhiều máy biến áp nhỏ hơn, được kết nối với các nhóm biến tần riêng biệt. Kiến trúc được lựa chọn sẽ ảnh hưởng đến chiều dài cáp, vùng bảo vệ, mức độ đóng góp vào sự cố, tính dự phòng, vận chuyển, chính sách dự phòng và lượng điện phát bị mất khi một đơn vị không hoạt động.
Việc khảo sát cần xác định điện áp phía lưới điện, điện áp phía bộ biến tần, tần số, số cuộn dây, nhóm vectơ, cách bố trí điểm trung tính, yêu cầu chuyển cấp và liệu các tải phụ có được cấp điện từ cùng một máy biến áp hay không. Nếu nhà cung cấp bộ biến tần quy định các yêu cầu đối với cuộn dây hạ áp, cần đính kèm bảng thông số kỹ thuật và dải điện áp cho phép của nhà cung cấp đó thay vì chỉ tóm tắt lại.
| Yêu cầu thiết kế | Tầm quan trọng | Kiểm tra cụ thể về việc mua sắm |
|---|---|---|
| Sạc và xả MVA | Hệ số công suất và hỗ trợ công suất phản kháng có thể làm dòng điện tăng vượt quá giá trị MW | Cung cấp các trường hợp khả năng P-Q ở cả hai hướng dòng chảy |
| Phạm vi điện áp của bộ chuyển đổi | Xác định tỷ lệ và phạm vi vặn vòi có thể sử dụng | Xác nhận điện áp đầu cuối tối thiểu, danh định và tối đa |
| Phổ dòng điện hài | Ảnh hưởng đến tổn thất cuộn dây, hiện tượng sinh nhiệt và đặc tính âm học | Gửi thông tin về phổ tần số hiện tại và các trường hợp hoạt động đồng thời |
| Biểu đồ nhiệt độ môi trường | Thay đổi biên độ làm mát và số giờ hoạt động của quạt | Hãy dựa trên cơ sở thiết kế của dự án, chứ không phải dựa trên giả định mang tính khu vực |
| Mức độ sự cố lưới điện | Ảnh hưởng đến trở kháng, hệ thống bảo vệ và chế độ làm việc của thiết bị đóng cắt | Chỉ định các giá trị tối đa và tối thiểu tại điểm kết nối |
| Triết lý nối đất | Xác định thiết bị trung tính và hành vi khi xảy ra sự cố chạm đất | Hiển thị vị trí nối đất trung tính và vị trí của CT trên sơ đồ một dây |
| Trình tự vận hành | Việc cấp điện lặp đi lặp lại hoặc đảo chiều ảnh hưởng đến quá trình chuyển mạch và điều khiển | Mô tả các trạng thái bình thường, chờ, khởi động từ trạng thái mất điện và bảo trì |
Chuyển đổi MW thành công suất máy biến áp có thể chứng minh được
Một dự án BESS được công bố có công suất 50 MW không nhất thiết phải sử dụng máy biến áp 50 MVA. Công suất định mức chính xác của máy biến áp phụ thuộc vào giới hạn công suất hoạt động, dải công suất phản kháng, tổn thất chuyển đổi, nhu cầu phụ trợ, độ đa dạng giữa các khối và bất kỳ tình huống quá tải tạm thời nào có thể xảy ra. Dòng điện của máy biến áp nên được tính toán dựa trên tổ hợp tải khắt khe nhất có thể xảy ra, chứ không chỉ dựa trên trường hợp xuất toàn bộ công suất hoạt động ở hệ số công suất bằng 1.
Kiểm tra các góc hoạt động P-Q
Ví dụ, một nhà máy có thể phải hấp thụ hoặc cung cấp công suất phản kháng trong khi công suất hữu ích của nó bị giảm. Điểm vận hành đó vẫn có thể tạo ra dòng điện đáng kể. Mô hình EPC cần kiểm tra các điểm cực trị của vùng P-Q đã được phê duyệt, bao gồm cả quá trình sạc và xả. Nếu quy định lưới điện hoặc nghiên cứu của đơn vị cung cấp điện chưa xác định ranh giới cuối cùng của vùng P-Q, yêu cầu cần nêu rõ ranh giới tạm thời và xác định nó là điểm giữ.
Các hệ thống phụ trợ cũng rất quan trọng. Các hệ thống HVAC, quản lý pin, phát hiện cháy, chiếu sáng và nguồn điện điều khiển có thể vẫn được cấp điện ngay cả khi các bộ biến tần chính đang ngừng hoạt động. Cần xác định rõ liệu các tải này được cấp điện thông qua máy biến áp chính, cuộn dây phụ trợ hay một máy biến áp phục vụ trạm riêng biệt. Một sơ đồ hệ thống phụ trợ không rõ ràng có thể làm sai lệch cả điện áp tải tối thiểu lẫn các giả định về vận hành khẩn cấp.
Xem xét đồng thời dòng điện hai chiều và điều khiển điện áp
Các nguyên lý từ tính của máy biến áp không cấm dòng điện chạy ngược, nhưng toàn bộ hệ thống lắp đặt phải được thiết kế để hoạt động ở cả hai hướng. Hướng bảo vệ, hệ thống đo lường, điều khiển các bậc lấy điện, hệ thống báo động và quy trình vận hành đều cần có các định nghĩa nhất quán. Nhà cung cấp máy biến áp cần biết mức điện áp cho phép tại từng cực trong các điều kiện sạc, xả và chờ.
Việc lựa chọn vị trí chốt phải tuân theo kết quả nghiên cứu lưới điện và dải điện áp của bộ biến tần. Bộ chuyển chốt dưới tải có thể phù hợp với một số cấu hình mạng, trong khi dải vị trí chốt ngoài mạch có thể phù hợp với các cấu hình khác. Việc có nhiều vị trí nấc hơn không tự động mang lại hiệu suất tốt hơn. Thông số kỹ thuật cần nêu rõ yêu cầu về thanh cái điều chỉnh, chủ sở hữu hệ thống điều khiển, tín hiệu vị trí nấc, phản ứng khi sự cố và sự phối hợp với bộ điều khiển nhà máy điện.
Trong trường hợp có nhiều máy biến áp hoạt động trên cùng một thanh cái, cần xác định liệu chúng có bao giờ được đấu song song hay không và cách kiểm soát dòng điện tuần hoàn. Trước khi đóng mạch nối thanh cái, cần nghiên cứu tỷ số biến áp, độ lệch pha và tính tương thích trở kháng. Nếu thiết kế chỉ yêu cầu quá trình chuyển đổi sang trạng thái đóng mạch trong thời gian ngắn, cần mô tả trạng thái đó riêng biệt so với chế độ vận hành song song liên tục.
Hãy sử dụng nghiên cứu về sóng hài của bộ chuyển đổi, chứ không phải hệ số K chung chung
Các hệ thống chuyển đổi điện có thể tạo ra dòng điện hài, với độ lớn phụ thuộc vào cấu trúc mạch chuyển đổi, bộ lọc, chế độ điều khiển và điểm làm việc. Một tuyên bố chung chung như “phù hợp với dòng điện hài” không phải là thông số đầu vào thiết kế. Nhà sản xuất máy biến áp cần được cung cấp thông tin về phổ dòng điện dự kiến, dòng điện RMS tổng, dòng điện cơ bản, các giả định liên quan đến quá trình chuyển mạch và các trường hợp có thể xảy ra đồng thời.
Sóng hài có thể làm tăng tổn hao cuộn dây và tổn hao kết cấu, đồng thời có thể ảnh hưởng đến sự tăng nhiệt độ, tiếng ồn và các điểm nóng cục bộ. Quá trình rà soát thiết kế cần xác định cách tính toán các tổn hao bổ sung, phạm vi dự trữ nhiệt độ được duy trì ở đâu và những giá trị nào sẽ được đảm bảo. Nếu dữ liệu về bộ biến tần còn ở giai đoạn sơ bộ, hợp đồng cần bao gồm một mốc cập nhật rõ ràng trước khi hoàn thiện thiết kế điện từ.
Đừng cho rằng chỉ riêng giá trị méo hài tổng thấp đã đủ để chứng minh tính phù hợp. Hai phổ có cùng tỷ lệ phần trăm tổng hợp vẫn có thể phân phối dòng điện khác nhau trên các tần số. Việc đánh giá máy biến áp cần dựa trên phổ thực tế và phương pháp kỹ thuật phù hợp đã được thống nhất cho dự án.
Sự tương quan giữa trở kháng, tỷ lệ sự cố và hiệu suất bộ biến tần
Trở kháng của máy biến áp ảnh hưởng đến dòng điện ngắn mạch, độ dao động điện áp và sự tương tác giữa bộ biến tần và lưới điện. Giá trị cao hơn có thể làm giảm dòng điện sự cố nhưng có thể làm tăng sụt áp và nhu cầu công suất phản kháng. Giá trị thấp hơn có thể cải thiện độ ổn định điện áp đồng thời làm tăng tải làm việc của thiết bị đóng cắt. Do đó, việc lựa chọn giá trị này cần được xem xét trong khuôn khổ nghiên cứu tổng thể của hệ thống.
Yêu cầu các nhà thầu nêu rõ cơ sở tính trở kháng, dung sai và nhiệt độ tham chiếu. Sử dụng cùng một cơ sở MVA và điện áp khi so sánh các phương án thay thế. Nhóm bảo vệ cần kiểm tra mức sự cố tối đa và tối thiểu cho mọi trạng thái mạng được phép, bao gồm cả trường hợp một máy biến áp hoặc một khối biến tần ngừng hoạt động.
Nhà cung cấp bộ biến tần cũng cần xác nhận bất kỳ giới hạn nào liên quan đến trở kháng nguồn và độ ổn định điều khiển. Nếu nghiên cứu lưới điện, mô hình bộ biến tần và bảo hành máy biến áp sử dụng các cơ sở khác nhau, sự nhất quán bề ngoài có thể gây hiểu lầm. Một sổ đăng ký giao diện được quản lý chặt chẽ cần ghi lại chủ sở hữu của từng mô hình và phiên bản được sử dụng cho việc mua sắm.
Thiết kế hệ thống làm mát phù hợp với đặc điểm địa hình công trình và thực tế bảo trì
Nhiệt độ môi trường cao làm giảm chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt máy biến áp và không khí xung quanh, từ đó có thể làm giảm biên độ làm mát. Bụi tích tụ cũng có thể làm tắc nghẽn bề mặt bộ tản nhiệt hoặc bộ lọc trong các thiết bị kín. Những tác động này cần được xử lý thông qua nghiên cứu nhiệt của dự án, cách bố trí bộ tản nhiệt, chế độ vận hành theo giai đoạn của quạt, cài đặt cảnh báo, lối tiếp cận để kiểm tra và kế hoạch vệ sinh.
Đối với thiết bị ngâm dầu, cần xác nhận thông số làm mát, bố trí bộ tản nhiệt, khoảng trống cần thiết, tính dự phòng của quạt (nếu có quy định) và tác động của việc một nhóm quạt bị hỏng. Nếu máy biến áp được đặt bên trong thùng chứa hoặc vỏ cách âm, cần cung cấp kết quả tính toán thông gió và nhiệt độ không khí vào tối đa. Nhiệt độ môi trường xung quanh ghi trên nhãn kỹ thuật bên ngoài vỏ cách âm có thể không phản ánh chính xác nhiệt độ của không khí thực tế đi vào các bộ làm mát.
Việc tiếp cận để bảo trì cần được kiểm tra bố trí ngay từ giai đoạn đầu. Các kỹ thuật viên cần có không gian an toàn để lắp đặt van, điểm lấy mẫu, thiết bị đo nhiệt độ, tủ phân phối, đầu nối cáp và bất kỳ thiết bị chuyển mạch nào. Một cách bố trí chật chội, khiến việc kiểm tra hoặc vệ sinh không thể thực hiện được mà không phải ngừng hoạt động các khối lân cận, có thể làm giảm khả năng sẵn sàng hoạt động.
Giao diện bảo vệ, nối đất và điều khiển
Một phương án bảo vệ toàn diện thường phối hợp các chức năng bảo vệ vi sai máy biến áp, bảo vệ quá dòng và sự cố chạm đất, nhiệt độ cuộn dây và dầu, các thiết bị đo áp suất, bảo vệ khí (nếu có), sự cố ngắt mạch, hiện tượng ngắt đồng bộ và tín hiệu chặn bộ biến tần. Sơ đồ cụ thể sẽ tùy thuộc vào từng dự án. Hồ sơ thầu cần bao gồm sơ đồ một dây bảo vệ, dữ liệu CT và ma trận nguyên nhân-hậu quả.
Xác nhận bố trí nối đất trong mọi trạng thái vận hành. Nếu điểm trung tính của máy biến áp được dẫn ra ngoài, cần nêu rõ mức cách điện của điểm trung tính, thiết bị nối đất, dòng định mức và vị trí của CT bảo vệ. Nếu sử dụng cuộn dây kết nối tam giác, cần xác định cách đáp ứng các yêu cầu về dòng thứ tự không tại các vị trí khác trong hệ thống. Các bản vẽ máy biến áp, thiết bị đóng cắt và hệ thống bảo vệ phải thể hiện cùng một ranh giới.
Hệ thống dây điều khiển cần xác định điện áp tín hiệu, cách bố trí các đầu nối, giao thức, đồng bộ hóa thời gian và trách nhiệm đối với cổng giao tiếp. Danh sách dài các thiết bị giám sát tùy chọn không thể thay thế cho bảng phân bổ tín hiệu đã được phê duyệt. Hãy lựa chọn những thông tin hỗ trợ công tác bảo vệ, đánh giá tình trạng và các quyết định vận hành.
Lập kế hoạch FAT dựa trên các bằng chứng cần thiết để giải phóng khu vực
Việc thử nghiệm nghiệm thu tại nhà máy cần kiểm tra máy biến áp dựa trên các tài liệu thiết kế và thông số kỹ thuật đã được phê duyệt. Kế hoạch kiểm tra và thử nghiệm có thể bao gồm các thử nghiệm điện định kỳ, đo tỷ số biến áp và độ lệch pha, đo trở kháng và tổn hao, kiểm tra cách điện, vận hành các phụ kiện, các tiếp điểm báo động và ngắt mạch, hệ thống điều khiển làm mát, hệ thống dây dẫn kết nối và chức năng bộ chuyển nấc theo quy định trong hợp đồng.
Phân biệt thử nghiệm FAT cho máy biến áp riêng biệt với các thử nghiệm tích hợp tại nhà máy
Không nên coi FAT là bằng chứng cho thấy nhà máy BESS đã hoàn thiện. Các hệ thống điều khiển bộ chuyển đổi, logic điều khiển nhà máy, hệ thống bảo vệ lưới điện và các chuỗi vận hành tích hợp thường đòi hỏi phải tiến hành thử nghiệm tại hiện trường hoặc ở cấp hệ thống. Dự án cần phân biệt rõ bằng chứng FAT của máy biến áp với bằng chứng vận hành thử tích hợp.
Ghi chép kết quả đo lường, thông tin nhận dạng thiết bị, cấu hình thử nghiệm, tiêu chí chấp nhận và các hành động còn tồn đọng. Sử dụng sổ đăng ký phát hành để đảm bảo các mục tài liệu chưa hoàn tất, công tác chuẩn bị xuất hàng và các bước xác minh tại hiện trường không bị bỏ sót sau khi kiểm tra tại nhà máy.
Danh sách kiểm tra mua sắm đối với đề xuất cần xem xét
Lập một bảng dữ liệu duy nhất, trong đó phân tách rõ các giá trị bắt buộc, cam kết của nhà cung cấp và các ghi chú. Bảng này phải bao gồm công suất định mức theo từng hướng, tỷ số điện áp, tần số, nhóm vectơ, dải vị trí chốt, trở kháng, đánh giá tổn hao, hệ thống làm mát, điều kiện môi trường xung quanh, độ cao, phổ sóng hài, yêu cầu cách điện, bố trí đầu nối, dữ liệu cáp, thiết bị trung tính, hệ thống giám sát, phụ kiện, kích thước, khối lượng và giới hạn vận chuyển.
Yêu cầu cung cấp bảng đối chiếu tuân thủ với các điểm sai lệch được nêu rõ. Tuyên bố “tuân thủ” là không đủ khi đề xuất thay đổi phương án làm mát, dải công suất, vị trí ống lót hoặc cơ sở tính tổn hao được đảm bảo. Yêu cầu cung cấp bản vẽ tổng thể cập nhật, tải trọng móng, bản vẽ hộp cáp, sơ đồ điều khiển và danh mục tài liệu trước khi phê duyệt thiết kế.
Để biết thêm thông tin về quy hoạch khu vực liên quan, vui lòng tham khảo Hướng dẫn mua sắm máy biến áp công nghiệp Gulf 33 kV và Các yêu cầu lắp đặt máy biến áp kiểu khô tại Trung Đông. . Hướng dẫn điều chỉnh điện áp máy biến áp giải thích các yếu tố đầu vào khác cũng có ý nghĩa quan trọng khi bộ chuyển đổi hoạt động trong dải điện áp rộng.
Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm Zisheng Electric máy biến áp ngâm dầu, Các giải pháp về máy biến áp trạm biến áp và máy biến áp loại khô. Đây là các dòng sản phẩm; cần phải xác nhận cấu tạo và thông số kỹ thuật phù hợp dựa trên điều kiện vận hành cụ thể của dự án.
Thông tin cần gửi cho Zisheng Electric
Đáng tin cậy Máy biến áp BESS dành cho các dự án tại Trung Đông được lựa chọn từ một phạm vi hoạt động đã thỏa thuận thay vì một con số MW cụ thể. Vui lòng gửi các bản vẽ, bảng dữ liệu máy biến áp, danh sách tải, thông số kỹ thuật, sơ đồ một dây, các thông số lưới điện, dữ liệu bộ chuyển đổi, khả năng P-Q, phổ sóng hài, nguyên tắc bảo vệ, cơ sở thiết kế môi trường, các hạn chế về vận chuyển và điều kiện tại địa điểm lắp đặt. Ghi chú các giá trị tạm thời và nêu rõ thời điểm sẽ cung cấp dữ liệu chính thức.
Zisheng Electric có thể rà soát các cấu hình của máy biến áp ngâm dầu, máy biến áp khô và máy biến áp trạm biến áp dựa trên các thông số kỹ thuật điện và các yêu cầu về mặt bằng đã được xác nhận. “Đội ngũ kỹ sư của chúng tôi sẽ rà soát các yêu cầu và trả lời các thắc mắc về dự án trong vòng 24 giờ.”
Giới thiệu về ZISHENG ELECTRICAL
Zisheng là nhà sản xuất chuyên nghiệp với 19 năm kinh nghiệm Máy biến áp ngâm dầu, Trạm biến áp gọn, Biến Áp Gắn Trên Tấm, Máy biến áp gắn cột và Biến Áp Kiểu Khô. Chúng tôi sở hữu các chứng chỉ ISO/CE/IEC 60076 và TUV Rheinland.
Máy biến áp trải qua kiểm tra FAT và kiểm tra loại nghiêm ngặt, hỗ trợ tùy chỉnh điện áp/công suất. Chào mừng bạn đến tư vấn về Danh mục và Sản phẩm. bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua email [email protected].
