تحديد حجم محولات S13 المغمورة بالزيت لتناسب إنتاج مزارع الرياح المتغير

يجعل التغير في إنتاج طاقة الرياح تحديد حجم المحول أكثر تعقيدًا من مجرد مطابقة قدرته الاسمية مع القدرة المركبة للتوربينات. ويتطلب اختيار محول طاقة مغمور بالزيت من سلسلة S13 لمزارع الرياح الموازنة بين نقل الطاقة عند ذروة الإنتاج، والأحمال المتقلبة، والحدود الحرارية، وفواقد دورة الحياة، من دون المبالغة في حجم الاستثمار. وتؤثر أنماط التوليد ومتطلبات القدرة غير الفعالة وظروف الموقع ومواصفات الربط بالشبكة كلها في القرار. وبعد تحديد هذه العوامل، يمكن لفرق الهندسة تقييم الموردين، مثل Jiangsu Shengda Power Equipment Co., Ltd.، استنادًا إلى مواصفات خاصة بالمشروع، لا إلى اسم السلسلة وحده.

تحديد الجزء الذي يخدمه المحول في مزرعة الرياح

تختلف المهام التي يواجهها محول رفع الجهد الخاص بالتوربين، ومحول مغذّي التجميع، ومحول تصدير الطاقة الرئيسي إلى الشبكة. يجب أن تتوافق وحدة التوربين مع جهد خرج المولد أو المحول الإلكتروني ونطاق تشغيله. وينقل محول التجميع إجمالي خرج التوربينات المتصلة به. أما محول التصدير الرئيسي، فيجب أن يستوعب شبكة التجميع وواجهة الربط بالشبكة، وغالبًا ما يكون ذلك عند مستوى جهد وقدرة مختلفين.

يكتسب هذا التمييز أهمية قبل اختيار طراز S13. فالتسمية لا تثبت التوافق مع أشكال موجات المحول الإلكتروني، أو نسب الجهد المطلوبة، أو جميع قدرات مزارع الرياح. تحقّق من الترتيب الفعلي للملفات والجهود المقننة وطريقة التبريد والقدرة المتاحة. كما أن وجود معدات بجهد 10 kV و35 kV في الكتالوج لا يعني تلقائيًا تغطية وصلة تصدير بجهد أعلى.

حدّد أيضًا حدود تدفق القدرة. فقد يؤدي سقف التصدير عند نقطة الربط بالشبكة إلى الحد من نقل القدرة في المراحل اللاحقة، لكنه لا يحد بالضرورة من قدرة كل محول في المراحل السابقة. ويجب أن يوضح المخطط الكهربائي وضوابط خفض الإنتاج موضع تطبيق هذا الحد.

تحديد الحجم على أساس القدرة الظاهرية، لا متوسط التوليد

يصف معامل قدرة مزرعة الرياح إنتاج الطاقة على مدى الزمن؛ ولا يُستخدم معاملًا لتحديد حجم المحول. فقد تعمل مزرعة ذات متوسط إنتاج سنوي متواضع بالقرب من قدرتها الكاملة لفترات طويلة. وقد تتعرض التوربينات المتجاورة لظروف رياح متشابهة، لذا يجب دعم أي افتراض بشأن تنوع الأحمال بدراسات توليد خاصة بالموقع.

تبدأ الحسابات الكهربائية بالقدرة الظاهرية:S = √(P² + Q²)، حيث تمثل P القدرة الفعالة وQ القدرة غير الفعالة عند أطراف المحول. وعندما ينطبق معامل قدرة محدد، تكون S = P / معامل القدرة. تحقّق من متطلبات القدرة الفعالة وغير الفعالة المتزامنة، بدلًا من جمع قيم قصوى غير متزامنة.

على سبيل المثال التوضيحي فقط، يتطلب نقل قدرة 2 MW عند معامل قدرة 0.95 نحو 2.11 MVA قبل تطبيق خفض القدرة بسبب ظروف الموقع أو أي هوامش تصميم أخرى. وهذا مثال على الحساب، وليس توصية بقدرة محول محددة. ويظل على الوحدة المختارة تلبية متطلبات تغير الجهد، والتسخين الناتج عن التوافقيات، ونظام التشغيل الحراري المتفق عليه.

قد تكون هناك حاجة أيضًا إلى دعم القدرة غير الفعالة عند انخفاض إنتاج الرياح. حدّد ما إذا كانت محولات التوربينات الإلكترونية أو معدات تعويض منفصلة أو كلاهما توفر هذا الدعم، وعيّن المحول الذي سيمر فيه هذا التيار. فانخفاض القدرة بالـ MW لا يعني دائمًا انخفاض تحميل المحول.

استخدام ملف زمني للحمل للتحقق من الحدود الحرارية

يساعد منحنى مدة الحمل على تقدير الفواقد، لكنه لا يبيّن ما إذا كانت ساعات الإنتاج المرتفع متتالية. ويتطلب التقييم الحراري ملفًا زمنيًا متسلسلًا، لأن درجات حرارة النقطة الساخنة للملفات والزيت تعتمد على الأحمال السابقة، إلى جانب الحمل الحالي.

زوّد الشركة المصنّعة ببيانات القدرة الفعالة وغير الفعالة المتسلسلة زمنيًا، ودرجات الحرارة المحيطة، وجهد التشغيل المتوقع، ومدى توافر التبريد. واطلب تقييمًا للتحميل وفقًا للمعيار IEC 60076-7 المعمول به أو معيار المشروع المقابل. وينبغي أن يوضح التقييم افتراضاته وحدود درجات الحرارة وآثارها على تقادم العزل.

يساعد عرض القدرة الظاهرية للمحول إلى جانب درجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة النقطة الساخنة المتوقعة على تحديد فترات استمرار الحمل المرتفع بسهولة أكبر.

لا تتعامل مع قدرة التحميل الزائد كما لو كانت سعة مستمرة مجانية. يجب تحديد مدة أي سماح بالتحميل الزائد ودرجة الحرارة عند بدء التحميل وظروف التبريد والضوابط التشغيلية. وإذا كان المشروع يعتمد على خفض الإنتاج لحماية المحول، فيجب إدراج هذا الاعتماد في مواصفات التحكم واتفاقية التشغيل.

معالجة قيود الموقع والشبكة قبل تثبيت القدرة الاسمية

يمكن للارتفاع عن سطح البحر وارتفاع درجة الحرارة المحيطة أو محدودية تدفق الهواء حول المحطة الفرعية المدمجة أن تقلل القدرة الحرارية القابلة للاستخدام. كما تفرض الملوثات الساحلية والتعرض للتآكل والتشغيل في درجات الحرارة المنخفضة متطلبات تصميم إضافية، حتى إن لم تغيّر القدرة الاسمية بوحدة MVA مباشرةً.

• توافقيات المحول الإلكتروني: اطلب طيف التيار المتوقع وقيّم الفواقد الإضافية في الملفات والفواقد الشاردة. فتصنيف المحول على أنه منخفض الفواقد لا يثبت ملاءمته للتوافقيات.
• الممانعة وتحمل تيار العطل: نسّق ممانعة القصر مع تنظيم الجهد وإعدادات الحماية ومستويات تيار العطل في الشبكة. وتحقّق من متطلبات تحمل القصر بشكل منفصل.
• التحكم في الجهد: حدّد نطاق مآخذ التغيير وما إذا كان الضبط دون حمل كافيًا. وينبغي أن يستند اختيار مغير مآخذ التوصيل تحت الحمل إلى دراسة التحكم في الجهد، لا أن يُضاف تلقائيًا.
• العزل والتأريض: حدّد مستويات العزل ومجموعة المتجهات وترتيب نقطة التعادل والحماية من زيادة الجهد استنادًا إلى تصميم نظام التجميع.

كما ينبغي مراجعة احتواء الزيت والفصل ضد الحريق وإمكانية الوصول وقيود النقل في وقت مبكر. فالمحول الذي يتوافق كهربائيًا، لكنه يتطلب إعادة تصميم متأخرة للأساس أو الغلاف، قد يعطل الجدول الزمني للمشروع.

مقارنة الفواقد على امتداد نمط التشغيل

يوفر المحول ذو الحجم الأكبر هامشًا إضافيًا، لكنه قد يتسبب في ارتفاع فواقد اللاحمل والتكلفة الرأسمالية. أما المحول الأصغر من المطلوب فقد يفرض قيودًا حرارية أو يجبر على خفض التوليد. قارن القدرات الاسمية المرشحة استنادًا إلى طاقة الفواقد السنوية والقيود التشغيلية، لا إلى سعر الشراء وحده.

لإجراء حساب أولي، يمكن تقدير الفواقد بالمعادلة P₀ + Pk × x²، حيث تمثل P₀ فواقد اللاحمل، وPk فواقد الحمل المقنن، وx نسبة التحميل بوحدة قياس نسبية. طبّق ذلك على امتداد ملف الحمل، مع مراعاة ساعات تشغيل المحول. وينبغي أن يراعي التقييم التفصيلي درجة الحرارة والتوافقيات ومعدات التبريد المساعدة عند الاقتضاء.

يوفر محول الطاقة المغمور بالزيت من سلسلة S11 من Shengda خيارًا ذا صلة للمقارنة، بقدرات مقننة مدرجة من 30 إلى 2,500 kVA وتصميم خزان مموج محكم الإغلاق بالكامل. وتُعد مواصفات الفولاذ السيليكوني المدرفل على البارد والنحاس الخالي من الأكسجين تفاصيل إنشائية، وليست بديلًا عن قيم الفواقد المضمونة. قارنه بعرض S13 عند تكافؤ المهمة الكهربائية وظروف الاختبار فقط؛ ولا تنقل مواصفات S11 إلى معدات S13.

جعل مراجعة المورد محددة بما يكفي لمنع الاستبدال

تطوّر شركة Jiangsu Shengda Power Equipment Co., Ltd. معدات المحولات وتصنعها وتبيعها، بما في ذلك سلسلة S13 وغيرها من السلاسل منخفضة الفواقد، والمحطات الفرعية المدمجة، والمحولات الجافة، والتصاميم المزودة بمغير مآخذ التوصيل تحت الحمل. ويتيح هذا النطاق مناقشة المحول والتركيبات المحيطة به، لكن يظل من الضروري توثيق مدى ملاءمة كل طراز معروض لمتطلبات تشغيل مزرعة الرياح.

تذكر الشركة أنها حاصلة على شهادة ISO9001، وتشير إلى المعيارين GB1094.1-2-1996 وGB/T6451-2008. وهذه مراجع لمعايير صينية؛ لذا تحقّق من إصداراتها ومن أي معايير إضافية يتطلبها المشروع. ولا تغني شهادة نظام إدارة الجودة عن أدلة الاختبار الخاصة بالمنتج.

قبل اعتماد القدرة الاسمية، احصل على قيم الفواقد المضمونة وحدود ارتفاع درجة الحرارة وتفاوتات الممانعة والرسومات وواجهات الحماية وخطة اختبار مصنع متفق عليها. وحدّد ما إذا كانت تقارير اختبارات النوع ذات الصلة تنطبق على التصميم المعروض، وما الاختبارات التي ستتم معاينتها. لا تثبّت قدرة المحول الاسمية إلا بعد توافق الدراسة الكهربائية والتقييم الحراري وظروف الموقع وضمانات المورد. وإذا لم تتوافق، فعالج هذا التعارض بتعديل القدرة الاسمية أو ترتيب التبريد أو تحديد حد تشغيلي صريح، لا بهامش أمان غير موثق.