L'installazione della turbina eolica in una posizione è solo una cosa. Dopo che l'energia elettrica è generata da una turbina eolica, l'elettricità passa immediatamente attraverso almeno due trasformatori elevatori e una sottostazione che quasi nessuno vede dopo. Il percorso nascosto è dove vengono prese le varie decisioni ingegneristiche per le persone coinvolte nella pianificazione, costruzione o acquisto di turbine eoliche.
Il Esplora una turbina eolica Un documento informativo del Dipartimento dell'Energia presenta una panoramica della generazione di elettricità utilizzando l'energia eolica. Affermano che ogni turbina in un parco eolico genera invariabilmente elettricità e la invia a una sottostazione prima di raggiungere la rete. Ciò che è nascosto è ciò che viene fatto per produrre questo sistema. È necessario comprendere che tipo di trasformatore viene utilizzato nella turbina eolica, che tipo di trasformatore viene utilizzato nella sottostazione principale, perché l'energia viene raccolta a 33 kV in un paese e a 34,5 kV negli altri, e quali requisiti devono essere presi in considerazione per l'appaltatore EPC.
Questo documento colma il divario nelle informazioni sopra poiché descrive il sistema elettrico completo di un parco eolico a partire dai terminali del generatore e terminando con il punto di connessione fornendo tutti i calcoli necessari e le liste.
A sottostazione della turbina eolica è l'attrezzatura di trasformazione della tensione e di commutazione che trasporta elettricità da una turbina eolica alla rete elettrica. Di solito funziona in due fasi. Prima, un trasformatore elevatore accanto o all'interno di ogni turbina aumenta la tensione del generatore (tipicamente 0,69 kV) a una tensione di raccolta media di 33 kV, 34,5 kV o 35 kV. Secondo, una sottostazione del parco eolico raccoglie l'uscita di molte turbine e la aumenta nuovamente a una tensione di trasmissione come 110 kV, 132 kV o 230 kV. Senza entrambe le fasi, la corrente di linea e le perdite di cavo sarebbero troppo elevate per consegnare l'energia eolica in modo economico.
Che cos'è una sottostazione della turbina eolica?
Nel linguaggio comune, due dispositivi diversi sono indicati con un unico termine, il che rende facile confonderli. Il primo passo per descrivere correttamente un progetto eolico è fare la distinzione.
Come l'elettricità viaggia da una turbina eolica alla rete
Il rotore è azionato dal vento, seguito dalla generazione di elettricità dal generatore. L'elettricità dal generatore, nella maggior parte dei casi, passa attraverso un convertitore di potenza, portando al rilascio di corrente alternata trifase. Questa bassa tensione non consentirà di coprire distanze; viene quindi elevata tramite la turbina eolica e portata attraverso cavi sotterranei o linee aeree asfaltate.
Unità di elevazione della turbina vs Sottostazioni di raccolta del parco eolico
Una turbina è servita dall'unità a livello turbina. Può essere definita come un trasformatore elevatore della turbina eolica e di solito viene fornita come un trasformatore confezionato con interruttori e protezioni a media tensione in un'unica custodia (a volte chiamata stazione combinata o stazione a tipo box). La sottostazione di raccolta serve l'intero parco eolico. È una stazione ad alta tensione completamente funzionale con uno o più trasformatori pesanti, interruttori automatici, barre di distribuzione, edificio di controllo e relè di protezione.
| Caratteristica | Unità elevatrice della turbina | Sottostazione di raccolta del parco eolico |
| Serve | Una turbina | Tutte le turbine nel progetto |
| Rapporto di tensione tipico | 0,69 kV a 33, 34,5 o 35 kV | 33–35 kV a 66–230 kV o superiore |
| Valutazione tipica | Abbinato a una turbina, di solito alcuni MVA | Decine a centinaia di MVA |
| Posizione | Nacelle, base della torre o piattaforma accanto alla torre | Sito recintato al bordo del parco eolico |
| Dispositivo di commutazione | Interruttore di carico con fusibili, o un interruttore automatico | Interruttori automatici HV e disconnettori |
| Principali standard | IEC/IEEE 60076-16, IEC 62271-202 | Serie IEC 60076, serie IEC 62271, IEC 61936-1 |
Ogni turbina eolica ha bisogno della propria sottostazione?
Ogni turbina di utilità su rete richiede un trasformatore proprio. Tuttavia, non richiede una sottostazione completa. Il dispositivo specifico per la turbina è considerato un trasformatore con commutazione locale invece di una sottostazione completa con protezione e controllo delle barre. Una stazione di raccolta è normalmente collegata a più turbine. Le turbine distribuite collegate a una linea a bassa tensione locale sono un'eccezione alla regola; possono essere collegate senza alcuna trasformazione alla media tensione.
Come funziona un sistema elettrico di un parco eolico
Un diagramma semplificato della sottostazione del parco eolico, disegnato come un diagramma a linea singola per un progetto onshore tipico, segue questo percorso:
- Generatore e convertitore della turbina eolica: tensione AC trifase, normalmente 0,69 kV
Trasformatori per l'elevazione della turbina: 0,69 kV a 33, 34,5 o 35 kV
Linee di potenza di raccolta a media tensione: diverse installazioni in serie in ogni cavo
Sottostazione per la raccolta della potenza: interruttori di alimentazione MV e il trasformatore principale (34,5/230 kV o 33/132 kV)
Circuito di trasmissione e punto di connessione alla rete elettrica.Questi livelli di tensione sono rappresentativi; i numeri reali dipendono dal design della turbina, dalla tensione di trasmissione in prossimità del luogo di installazione e dagli standard di rete.
Uscita del generatore e convertitore della turbina eolica
Diverse turbine utilizzate nel mondo di oggi sono denominate turbine a velocità variabile. La corrente elettrica proveniente dal generatore deve essere convertita in DC, il che avviene all'interno della turbina. Dopo di che, questa corrente elettrica viene nuovamente cambiata in AC con la frequenza della tensione di rete nelle turbine a convertitore completo. Il risultato finale è AC ai terminali della turbina, ma il tipo di corrente elettrica fornita dalla turbina influisce sulle prestazioni di diversi apparecchi situati a valle di questa turbina.
Trasformatori elevatori a livello turbina
Il trasformatore utilizzato nella turbina eolica aumenta la tensione terminale al livello di raccolta e la sua potenza nominale dovrebbe essere in grado di accogliere la potenza apparente totale della turbina, a differenza della semplice potenza reale prodotta. Una turbina con una capacità di 4 MW e un fattore di potenza di 0,95 produce 4,2 MVA, quindi il trasformatore dovrebbe avere una potenza nominale superiore alla sua capacità in MW, tenendo conto della potenza reattiva e del riscaldamento dovuto agli armonici.
Alimentatori di Raccolta a Media Tensione
Il sistema di raccolta del parco eolico collega le turbine. Lo studio di NREL su un grande impianto di energia eolica descrive circuiti di alimentazione, cavi sotterranei o linee aeree, che collegano le turbine a un bus di 34,5 kV che alimenta il trasformatore della sottostazione dell'impianto (NREL, Equivalenza del Sistema di Raccolta di un Grande Impianto di Energia Eolica). Le turbine sono solitamente collegate in stringhe, con sezioni trasversali dei cavi che aumentano verso la sottostazione man mano che la corrente accumulata cresce.
Sottostazione di Raccolta e Connessione alla Rete
L'alimentatore si collega al rispettivo interruttore automatico all'interno della sottostazione di raccolta. La tensione di raccolta viene quindi elevata alla tensione di trasmissione dal trasformatore principale. Gli annunci di sottomissione tipici in Nord America hanno la tensione di raccolta a 34,5 kV con un trasformatore principale del rapporto 230/34,5 kV, mentre nell'area IEC i progetti hanno una tensione di raccolta di 33 kV con un trasformatore principale con un rapporto di 132/33 kV o 110/35 kV. L'attrezzatura aggiuntiva presso l'installazione consiste in un sistema di misurazione dei ricavi, un controllore e un'interfaccia con l'utility.
Posizione e Design del Trasformatore di Aumento della Turbina Eolica
Dove si trova il trasformatore della turbina e come è isolato e raffreddato, influisce sui percorsi dei cavi, sull'accesso alla manutenzione e sul tipo di involucro necessario per il progetto.
Disposizioni per Navicella, Base della Torre e Montate su Basamento
Ci sono tre posizioni standard. Un trasformatore nella navicella si trova in cima al rotore della turbina, il che mantiene i cavi a bassa tensione corti. Tuttavia, il trasformatore nella navicella richiede un design efficiente e compatto per l'uso in operazione a causa delle vibrazioni a cui è sottoposto. Un trasformatore si trova all'interno della base della torre. Un trasformatore montato su basamento si trova su un basamento all'esterno della base della torre, il che aiuta a mantenere il raffreddamento e facilita il servizio del trasformatore.
Trasformatori Immersi in Olio vs Trasformatori di Tipo Secco
In un'installazione montata a terra, i trasformatori immersi in liquido sono molto popolari perché hanno un buon meccanismo di raffreddamento, possono resistere a sovraccarichi e hanno un prezzo ragionevole quando si tratta di livelli di tensione di potenza normali. Ma quando si tratta di ambienti interni, si utilizzano trasformatori di tipo secco o in resina colata poiché hanno un punteggio elevato in termini di sicurezza antincendio e sono privi di liquidi. La norma IEC/IEEE 60076-16 tratta entrambi i tipi di trasformatori per l'uso nelle applicazioni delle turbine eoliche.
Perché si Usano Sottostazioni Combinati Compatti
La sottostazione combinata ha combinato il trasformatore, il dispositivo di commutazione MV, il fusibile e le connessioni LV in un'unica unità di blocco fabbricata in fabbrica. Meno connessioni richieste in campo si traducono in un'assemblaggio più rapido e in test ridotti durante le installazioni. Poiché viene fornita in una forma testata, la qualità dell'installazione sarà significativamente aumentata.
Il motivo dietro 33 kV, 34.5 kV e 35 kV nei parchi eolici
Un'illustrazione dettagliata: 690V contro 35K
La corrente trifase è rappresentata come I=P/(√3*V*PF). Ad esempio, consideriamo una turbina eolica in grado di fornire P=4 MW con un fattore di potenza di 0.95.
Quando si opera a 690 V, I=(4,000,000/(√3*690*0.95))=3,523 A
Quando si opera a 33 kV, I=73.7 A
Quando si opera a 34.5 kV, I=70.5 A
Quando si opera a 35 kV, I=69.5 A
Quando la tensione cambia da 690 V a 35 kV, la corrente si riduce di un rapporto approssimativo di 51. Esiste una relazione costante tra le perdite resistive e il quadrato della corrente, il che significa che le perdite I²R si ridurrebbero di circa 2,500 volte negli eventi reali. Dopo tutto, le riduzioni possono manifestarsi come cavi più piccoli, corse di alimentazione più lunghe o riduzioni di tensione rispetto agli stessi cavi ma con perdite inferiori.
Corrente del feeder e caduta di tensione
La stessa formula può essere applicata all'intero feeder; ad esempio, sei turbine da 4 MW ciascuna (24 MW) utilizzeranno un circuito di 34.5 kV a circa 423 A sul lato della sottostazione della linea, che è simile a ciò che un cavo di media tensione può servire. Quando si distribuisce potenza a 690 V si dovrebbero affrontare migliaia di ampere. Ogni sezione del feeder dovrebbe essere dimensionata in base alla sua potenza e dovrebbero essere effettuate calcoli di caduta di tensione per soddisfare i requisiti del produttore della turbina.
33 kV vs 34.5 kV vs 35 kV: Cosa devono controllare gli acquirenti
| Tensione nominale di raccolta | Dove è comune | Classe di tensione dell'attrezzatura tipica | Frequenza |
| 33 kV | Mercati IEC: Regno Unito, India, Medio Oriente, Africa, Australia | Attrezzatura da 36 kV | 50 Hz (per lo più) |
| 5 kV | Nord America | Attrezzatura di classe 38 kV | 60 Hz |
| 35 kV | Cina e progetti costruiti secondo la prassi cinese | Attrezzatura da 40.5 kV | 50 Hz |
Questi termini non sono intercambiabili; un trasformatore progettato per 35 kV non significa che possa essere utilizzato per la rete a 33 kV con la stessa affidabilità, e un trasformatore a 50 Hz potrebbe non funzionare necessariamente a una valutazione di 60 Hz. La tensione accettabile, la tensione massima per l'attrezzatura installata, il numero di posizioni di derivazione, la classificazione dell'isolamento e la frequenza devono essere chiaramente indicate secondo il diagramma unifilare del progetto. Gli acquirenti che cercano un sottostazione per parco eolico a 33kV, un trasformatore per parco eolico a 34.5kV o un sottostazione per energia eolica a 35kV dovrebbero dichiarare tutto ciò esplicitamente nella richiesta.
Componenti principali di una sottostazione per turbine eoliche
L'elenco delle attrezzature dipende da quale fase si sta considerando. Non tutti i componenti nella tabella sottostante sono installati all'interno di un'unità turbina compatta.
| Componente | Unità elevatrice della turbina | Sottostazione di raccolta |
| Trasformatore step-up | Una, abbinata alla turbina | Uno o più trasformatori di potenza principali, spesso con cambiatori di derivazione sotto carico |
| Commutazione MV | Interruttore di carico con fusibili, o un interruttore automatico | Interruttori di circuito di alimentazione in quadri MV |
| Commutazione HV | Non presente | Interruttori HV, disconnettori, interruttori di messa a terra |
| Trasformatori strumentali | Limitato o assente | CT e VT per protezione, controllo e misurazione dei ricavi |
| Scaricatori di sovratensione | Lato MV, come specificato | Lati HV e MV |
| Messa a terra | Terra locale collegata al sistema di messa a terra della turbina | Griglia di terra della sottostazione |
| Monitoraggio | Livello dell'olio, temperatura, stato della porta e dell'interruttore | SCADA, relè di protezione, misuratori di qualità dell'energia |
Gli interruttori di alimentazione MV installati nelle sottostazioni di raccolta utilizzano principalmente interruttori a vuoto, mentre il trasformatore principale è protetto da relè differenziali e di sovracorrente alimentati dai trasformatori di corrente posizionati su entrambe le estremità.
Protezione della sottostazione del parco eolico e requisiti di rete
La protezione impedisce che un singolo guasto porti offline l'intero impianto, mentre i codici di rete decidono come l'impianto deve comportarsi quando la rete è disturbata. I due aspetti sono correlati ma gestiti da attrezzature diverse.
Protezione del trasformatore e dell'alimentazione
A livello delle turbine, i fusibili MV o gli interruttori automatici servono a isolare eventuali guasti del trasformatore e a separare la turbina dall'alimentazione. La sottostazione di raccolta è dotata di protezione da sovracorrente e guasti a terra per ciascun alimentatore. Il trasformatore principale è cablato con protezione differenziale e protezione da sovracorrente di backup. È importante coordinare le impostazioni, in modo che un guasto del cavo che opera su una sola stringa causi solo il distacco dell'alimentazione e consenta di mantenere in funzione il resto dell'impianto.
Fault Ride-Through e Controllo della Tensione
I codici di rete richiedono che i parchi eolici rimangano in rete durante i cali di tensione e forniscano supporto alla tensione attraverso potenza reattiva. È un'abilità che dovrebbe esistere a livello dell'intero impianto e non dipende dal trasformatore. Invece, è funzione dei convertitori delle turbine, del loro software e del controllore dell'impianto. Sebbene il trasformatore non sia in grado di fornire fault ride-through da solo, la sua impedenza e l'intervallo di impostazione del tap dovrebbero essere adatti per tale applicazione.
Armoniche, Potenza Reattiva e Qualità dell'Energia
I convertitori producono correnti armoniche che causano perdite nelle bobine del trasformatore, mentre i cavi lunghi contribuiscono alla capacità che può causare risonanze. È necessario separare questi due problemi. La qualità dell'energia al punto di connessione è un problema dell'impianto che è definito secondo la serie IEC 61400-21. Il problema del carico armonico e del design termico dei trasformatori è principalmente un problema di attrezzature ed è dichiarato nella serie IEC 60076 e nella parte specifica per il vento 16.
SCADA e Monitoraggio Remoto
I parchi eolici sono solitamente situati in aree remote e non sono presidiati. Pertanto, la protezione dei trasformatori, le loro temperature, gli avvisi e i dati di misurazione vengono trasmessi al sistema SCADA, che consente agli operatori di monitorare il parco eolico da qualsiasi luogo centrale.
Normative IEC per le sottostazioni delle turbine eoliche
- IEC 60076 serie: la norma stabilisce le basi come la potenza, l'aumento di temperatura, l'isolamento e i test. Questa norma è pertinente ai trasformatori principali della sottostazione di raccolta.
IEC/IEEE 60076-16:2018: questi sono utilizzati nelle applicazioni di aumento di tensione delle turbine eoliche; possono essere di tipo secco o immersi in liquido, con una tensione massima per apparecchiature fino a 72,5 kV. Questa norma si applica al trasformatore che collega una turbina al sistema di raccolta, ma non al trasformatore che collega l'intero impianto alla rete.
IEC 62271-202:2022: sottostazioni prefabbricate AC sopra 1 kV e fino a 52 kV, inclusi progetti di aumento e diminuzione della tensione ad alta/bassa tensione. Questo è valido per unità turbine compatte, ma la conformità deve essere dimostrata attraverso test di progettazione e tipo, e non attraverso assunzioni.
IEC 61400-21-1:2019: misurazione e valutazione delle caratteristiche elettriche delle singole turbine eoliche collegate alla rete, inclusi test di qualità dell'energia e di ride-through.
IEC 61400-21-2:2023: lo stesso per interi impianti eolici, incluso il controllore dell'impianto. Essa esclude espressamente i test sui componenti dell'apparecchiatura di manovra, cavi e trasformatori ai propri standard IEC.Richiedere risultati di test di routine su ciascuna unità per l'acquisto (rapporto di trasformazione, resistenza, perdite, impedenza e test dielettrici dei trasformatori) più risultati di test di tipo che corrispondono al design e alla potenza offerti. I test di tipo su diverse classi di tensione o potenza non servono come validazione per la tua unità.
Sottostazioni Eoliche Onshore vs Offshore
Unità di Aumento Compatte Onshore
Le unità di aumento utilizzate per progetti onshore sono fissate al suolo o montate su strutture e alimentano energia a una sottostazione di raccolta fissa. L'accesso e la manutenzione sono facili per i progetti onshore.
Sistemi di Raccolta e Esportazione Offshore
Quando si tratta di progetti offshore, il trasformatore di aumento è nella turbina, da cui i cavi di array collegano ciascuna delle turbine a una piattaforma di sottostazione offshore, quindi l'energia viene inviata a terra tramite cavi di esportazione ad alta tensione. I progetti offshore stanno sempre più utilizzando sistemi di array a 66 kV e possono utilizzare tecnologia HVDC in aree molto remote del mare.
Requisiti Ambientali e di Manutenzione
I progetti offshore richiedono una pressione estrema, poiché devono affrontare spruzzi di sale, umidità e problemi di accessibilità. I requisiti per le unità onshore non sono così impegnativi, tuttavia devono comunque affrontare condizioni come il calore del deserto, il freddo estremo, condizioni polverose e altitudini elevate.
Come Selezionare una Sottostazione per Turbine Eoliche
Capacità del Trasformatore e Rapporto di Tensione
Selezionare la dimensione dei trasformatori delle turbine in base alla massima potenza apparente e reattiva generata dalle turbine. È importante considerare l'effetto degli armonici provenienti dal convertitore durante il processo di selezione. Infine, verificare che il livello di bassa tensione corrisponda alla tensione di terminale e che il livello di alta tensione soddisfi i requisiti del sistema di raccolta.
Rete di raccolta e valutazioni dell'apparecchiatura
L'apparecchiatura dovrebbe essere compatibile con la tensione massima prevista nel sistema, con una certa capacità di resistere ai livelli standard di cortocircuito e al sistema di messa a terra. La decisione tra interruttori a carico con fusibili e interruttori automatici per le unità turbine dovrebbe essere presa precocemente, poiché influisce sulla coordinazione della protezione lungo il feeder.
Lista di controllo RFQ per appaltatori EPC
| Voce | Cosa specificare |
| Dati della turbina | MW nominali, MVA massimi, tensione di uscita, tipo di convertitore |
| Sistema di raccolta | Tensione nominale (33, 34.5 o 35 kV), tensione massima per l'apparecchiatura, frequenza |
| Dati di rete | Livello di cortocircuito, metodo di messa a terra, topologia del feeder |
| Trasformatore | Potenza nominale, gruppo vettoriale, impedenza, intervallo di tappo, raffreddamento, obiettivi di perdita |
| Commutazione e protezione | Interruttore a carico e fusibile, o interruttore automatico; requisiti del relè |
| Ambiente | Intervallo ambientale, altitudine, livello di inquinamento, categoria di corrosione, classificazione dell'involucro |
| Normative e test | Normative IEC o IEEE applicabili, prove di tipo, prove di routine, prove di testimoni |
| Documentazione e fornitura | Disegni, diagramma unifilare, manuali, ricambi, termini di consegna |
Sottostazioni combinate di energia eolica di Subian Electric
Subian Electric produce attrezzature per la fase a livello di turbina descritta sopra. Il ZGS-35/0.8 Sottostazione combinata di energia eolica eleva l'uscita della turbina da 0.6–0.69 kV a 35 kV per la rete di raccolta. Integra il trasformatore, un interruttore a carico ad alta tensione e fusibili in un involucro sigillato, con liquido isolante del trasformatore che fornisce isolamento e raffreddamento. Capacità, rapporto di tensione, disposizione di protezione e involucro sono configurati secondo il diagramma unifilare di ciascun progetto e confermati nei disegni di offerta.
Per la sottostazione di raccolta e la rete più ampia, Subian fornisce anche il interruttore automatico a vuoto da interno ZN85-40.5 per apparecchiature di manovra a 40.5 kV, trasformatori di potenza immersi in olio e soluzioni per sottostazioni a 33 kV. L'intera gamma di attrezzature rinnovabili di sollevamento è elencata sotto Nuovo Cambio della Scatola Energetica.
Per una visione più ampia del compito dei trasformatori negli impianti rinnovabili, vedere gli articoli di Subian su il ruolo dei trasformatori nei sistemi di energia da nuove fonti e adattabilità dei trasformatori nel campo delle nuove energie.
Domande frequenti
Cos'è una sottostazione per turbine eoliche?
L'attrezzatura che collega una turbina eolica alla rete elettrica è composta dalle unità di trasformatore e apparecchiature di manovra. Nella maggior parte dei progetti, di solito coinvolge trasformatori elevatori su ogni turbina e una sottostazione di raccolta in aggregato.
Come funziona una centrale eolica?
Ogni turbina cattura l'energia del vento e la trasforma in rotazione e di conseguenza in elettricità. Il trasformatore su ogni turbina aumenta la tensione, i cavi aiutano a raccogliere l'energia da diverse turbine, e nella sottostazione finale la tensione viene nuovamente elevata prima di essere trasferita alla rete di trasmissione.
L'elettricità delle turbine eoliche è AC o DC?
L'elettricità proveniente da grandi turbine è corrente alternata (AC). Diverse turbine moderne negli impianti sono in grado di convertire l'uscita dei loro generatori in corrente continua (DC) e poi convertire la tensione in corrente alternata (AC) alla frequenza di rete. Tuttavia, l'energia viene infine raccolta ai terminali della turbina, ma il trasformatore elevatore funziona con corrente alternata.
Una turbina eolica è sufficiente per alimentare una casa?
Una turbina su scala utility produce molto più di quanto necessiti una casa. Secondo il Rapporto sul mercato dell'energia eolica terrestre del DOE: Edizione 2024, le turbine installate di recente negli Stati Uniti hanno una media di 3.4 MW nel 2023, che il DOE afferma sia sufficiente per alimentare oltre 1.000 famiglie statunitensi. Una singola casa utilizzerebbe solo una piccola turbina distribuita, dimensionata in base al consumo della famiglia e alla risorsa eolica locale.
Perché gli agricoltori sono contrari alle turbine eoliche?
Le opinioni variano. Le preoccupazioni sollevate da alcuni proprietari terrieri e vicini includono strade e basi delle turbine che attraversano i campi, effetti su come l'attrezzatura si muove intorno alla fattoria, rumore e impatto visivo. Molti agricoltori ospitano turbine volontariamente: Università del Missouri Extension osserva che le colture possono solitamente continuare intorno alle turbine e che i pagamenti per il leasing superano spesso di gran lunga i tassi di affitto in contante per terreni agricoli.
Ogni turbina eolica di grande utilità ha bisogno di un trasformatore?
Ogni turbina di grande utilità collegata a una rete di raccolta a media tensione necessita di un trasformatore elevatore, situato nella navicella, alla base della torre o su una piattaforma accanto alla torre.
Perché i parchi eolici utilizzano sistemi di raccolta a 33 kV o 34,5 kV?
La media tensione riduce la corrente di un fattore di circa 50 rispetto a 690 V, il che mantiene gestibili cavi, perdite e caduta di tensione. Il livello esatto segue la prassi regionale: 33 kV in molti mercati IEC, 34,5 kV in Nord America e 35 kV in Cina.
Quali standard IEC si applicano alle sottostazioni eoliche?
I trasformatori elevatori per turbine sono coperti da IEC/IEEE 60076-16, le sottostazioni prefabbricate fino a 52kV da IEC 62271-202, la serie IEC 60076 è responsabile dei trasformatori di potenza e la conduttanza delle turbine eoliche e degli impianti si trova in IEC 61400-21 – 1 e 61400 -21 -2.
Riferimenti
- U.S. Department of Energy: Esplora una turbina eolica (Versione testuale)
- U.S. Department of Energy: Rapporto sul mercato eolico terrestre, edizione 2024
- NREL: Equivalenza del sistema di raccolta di un grande impianto eolico
- IEC/IEEE 60076-16:2018 Trasformatori di potenza, Parte 16: Trasformatori per applicazioni di turbine eoliche
- IEC 62271-202:2022 Sottostazioni prefabbricate AC sopra 1 kV e fino a 52 kV
- IEC 61400-21-1:2019 Caratteristiche elettriche delle turbine eoliche
- IEC 61400-21-2:2023 Caratteristiche elettriche degli impianti eolici
- Università del Missouri Extension: Accordi sull'energia eolica per i proprietari terrieri
Conclusione
Un dispositivo comunemente noto come sottostazione eolica può essere definito come una struttura bifase composta da dispositivi di elevazione per ogni turbina eolica. La sottostazione è composta da due componenti; la prima fase è responsabile della trasformazione del livello di tensione da circa 0,69 kV al livello di 33 kV, 34,5 kV o 35 kV e la seconda componente è responsabile dell'invio della potenza generata raccolta al livello di trasmissione. Se entrambe le componenti sono considerate come una, la specifica dell'attrezzatura risulterà errata. La richiesta che ‘33 kV, 34,5 kV e 35 kV siano intercambiabili’ è anch'essa errata. Ottieni il giusto livello di tensione necessario, la frequenza utilizzata e la potenza apparente, organizza le protezioni e specifica i risultati dei test in conformità con il RFQ.
Riepilogo dei fatti più importanti:
– È richiesto un trasformatore proprio per ogni turbina poiché una stazione di raccolta è responsabile dell'intero parco eolico;
– La corrente diminuisce di circa 51 volte quando viene trasformata da 690 V a 35 kV;
– Specifica la tensione come 33 kV, 34,5 kV o 35 kV nel RFQ, senza competizione con altri tipi;
– Il fault ride-through è garantito da convertitori e controlli e non è presentato solo dal trasformatore;
– Assicurati che i test di tipo corrispondano alle proposte di design, mentre i test di routine sono anche richiesti per ogni unità.
Se stai pianificando un progetto eolico e hai bisogno di attrezzature di elevazione a livello di turbina, contatta Subian Electric con i dati della tua turbina, la tensione di raccolta e il diagramma unifilare. Il nostro team di ingegneria confermerà la configurazione e restituirà disegni e un preventivo per il ZGS-35/0.8 Sottostazione combinata di energia eolica.