光储电站基础知识

前言·本课程介绍光伏电站基础知识。本课程重点介绍光伏电站的应用场景、系统的关键组成部分和技术特点。1·本课程将帮助您了解：·了解光伏电站的应用场景。·了解光伏电站的关键组成部分。·了解光伏电站的技术特点。33目录1.光伏电站基础介绍——应用场景2.光伏电站基础介绍——光伏系统的主要组成部分及特点44本节概述和学习目标·光伏电站的典型应用场景光伏电站的主要组成部分(通讯柜)光伏组件智能光伏控制器光伏支架(逆变器)光伏支架智能光伏管理系统MBUS光伏支架光伏组件智能箱变低压一>高压智能光伏控制(逆变器)直流电一>交流电智能子阵控制器光伏支架光伏组件智能箱变低压一>高压智能光伏控制(逆变器)直流电一>交流电智能子阵控制器(通讯柜)跟踪太阳，提升效率光—>直流电(光生伏特效应)跟踪太阳，提升效率光—>直流电(光生伏特效应)方阵内的通讯5全球最大单体地面电站全球最大单体地面电站青海省共和县2.2GW项目占地5万5千亩年发电量可达44亿度年发电量可达17.7亿度每年可减少二氧化碳排放53万吨年发电量可达4亿度全球最大单体农光互补电站全球最大单体渔光互补电站宁夏银川市640MW项目山东滨州市300MW项目荒山、荒坡采煤沉陷区山地光伏电站山地光伏电站马来西亚Mudajaya49MW项目占地2500亩占地1500亩年发电量可达6400万度每年可减少二氧化碳排放万吨占地1300亩年发电量可达6600万度沉陷区光伏电站山西大同市领跑者100MW漂浮光伏电站安徽省淮北市60MW项目6●客户类型与主要商业模式●客户类型与主要商业模式Construction)商业模式以电站开发为主业主类客户商业模式以电站自持运营或溢价转让为主●项目收益模式(“卖电赚钱”)模式与终端用户签订双边PPA或电力市场售电光伏电站应用场景及特点——平地特点：场地平整、子阵整齐规格统一；地处沙漠、荒地较多，主要分布在新疆、甘肃、内蒙、青海、宁夏光伏园区电站。地面电站设计考虑是如何提升发电量，从电站系统层面寻求最佳PRHUAWEI7HuaweiHUAWEI依地形建，地形复杂、施工困难，子阵不规则、支架高低不平容易形成遮挡和组串设配。华北、中原、西南地区山地电站占比较多。山地电站设计考虑如何降低运维难度，提升运维效率HUAWEITECHNOLOGIES光伏电站应用场景及特点——农光/渔光互补特点：农业光伏电站几M~几十M为主，通过光伏与农、渔业相结合，在更靠近城市的地区既种地，又种电，土地利用价值更高。农光互补电站通常距离用电地区较近，就近消纳几乎不限电，在华北、华东等地区备受青睐电站设计考虑如何匹配复杂场景，从建设、运营层面考虑与场景融合TECHNOLOGIESCO.,LTD.Page9中国：布局在西南、西部建设新能源基地累计装机超600GW④地④一十二五纳现十四五”成酸量的输电酒道③“十四五建成权运的核地站④⑧已建罐主警铺电通道⑧水力发电两上阅血火电④随上风电太阳施发电清动能测基地“十四五”9大能源基地布局松辽基地冀北基地黄河上游基地黄河几字弯基地川滇黔桂水风光综合基地藏东南水风光综合基地河西走廊基地新疆基地黄河下游绿色能源廊道10HuaweiProprietary-RestrictedDistribution海外：北非建设风光储基地，通过海底电缆外送英国GENERATINGHighwngandtoirinterutyebidngulrarneaT14GpermsanentgreenjobsinCONNECTINGwunniineida~-chnology*Securn的supplyydwenjingbrom印mertonnrangLGnderiotanahaiamanhomNohmenokTRANSMITTING·Peweing7millicnhomesbesoreteEQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up5(int),De)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up5(s),e)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up5(the),ng3)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up5(s),6)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up5(hodn),GW)prowidingastablebaseloadpower36GN(··Anexport-ledindustrythameetgrowinggiobaldamanaforcabCraling10.,000jsobsino当wablnndsnulambten眺HnenknandtheNorinEATby20243800km(mamdacturingindustrywandHVDCcil摩洛哥外送英国风光储基地风光装机：10.5GW储能装机：5GW/20GWh输电长度：3800km发电量：26TWh/年满足英国电力需求：7.5%HUAWEI清洁能源基地建设的几种主要形式沙戈荒海上光伏11HuaweiConf流域高原微网新城HUAWEI大型地面光伏电站案例大型地面中国青海2.2GW大型地面沙特SAKAKA300MW山地日本单体最大组串式光伏电站农光互补中国宁夏640MW项目渔光互补中国山东全球最大单体渔光电站漂浮电站中国安徽两淮领导者60MW12HuaweiConfidential目录1.光伏电站基础介绍——应用场景2.光伏电站基础介绍——光伏系统的主要组成部分及特点本节概述和学习目标·光伏系统的主要组成部分及特点，几种不同技术路线的差异性。管理系统信息流信息流箱变数据采集器升压站电网直流交流系统作用基本设备发电单元发电的主体设备光伏组件功率变换与传输把组件发出的直流电转换成交流电，并升压后传输到电网逆变器，箱变，升压站监控单元对发电数据，电站运行情况进行监控数据采集器，管理系统当前市场主流晶硅组件产品的输出规格，基本由硅片尺寸决定特性隆基晶科隆基天合东方日升产品TSM-DEG20C.20长度(米)宽度(米)开路电压Voc(V)短路电流(A)份额预测TransitionM10—182mm一210mm光伏电站关键部件——支架光伏支架是光伏发电系统中为摆放、安装、固定光伏组件而设计的特殊支架，在整个光伏发电系统的成本构成中，支架成本约占电站投资成本的10~15%,且对光伏发电系统的寿命及发电效益均有重要影响。光伏支架以光伏阵列能否跟随太阳入射角变化转动，主要分为跟踪支架和固定支架，其中跟踪支架可随太阳入射角变化而调整角度，较固定支架通常可获得在5%-35%发电量增益。在一些大型地面电站中，跟踪支架具有更好的经济性，使用跟踪支架替代固定支架，通过发电量的增益可收获更高的项目IRR。17HuaweiConfidential光伏支架的类别及特点光伏支架的材料选择、构造设计、排布装置直接影响着光伏电站的发电效率、运转安全性、运用寿命。固定支架跟踪支架光伏阵列以固定方式接收太阳辐射。固定支架的制作工艺主要为机械设计、机械加工与镀锌。支架的设计需要根据当地所处的地理位置、环境、气候等条件，将支架保持光伏阵列以固定方式接收太阳辐射。固定支架的制作工艺主要为机械设计、机械加工与镀锌。支架的设计需要根据当地所处的地理位置、环境、气候等条件，将支架保持在有利于最大面积接收阳光辐射的角度，其位置固定后一般不会频繁调整。固定支架分为普通固定式支架和固定可调式支架，对于跟踪支架、斜单轴跟踪支架和双轴跟踪支架。固定可调式支架而言，组件朝向会根据不同季节的光照变这三者发电量能力依次提升，前二者现技术层面已较为成熟，后者发电量能力更强，但制造技术仍在发展阶段，当前跟踪市场以平单轴跟踪系统为主。应用跟踪支架建立的光伏发电系统，其组件朝向可以自动根据光照状态进行调整，这一优点使其适用于复杂地形。固定可调式支架而言，组件朝向会根据不同季节的光照变化来进行人工调整。光伏电站关键部件——逆变器，电力转换的核心，将组件的直流电转为交流电DLDLL十bWbpvWpvCN04VEQ\*jc3\*hps38\o\al(\s\up5(0),1)EQ\*jc3\*hps38\o\al(\s\up5(5),0)d驱动能量由组串直流侧向电网交流侧转移MPPT,光伏系统核心概念，组件与逆变器、支架协同纽带MPPT定义存在唯一的最大功率点，因此在光伏发电系统中提高效率的一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点，使之始终工作在最大功率点附近，这一过程称为MPPT(MaximumPowerPointTracking)·扰动观察法(又称爬山法)是太阳能逆变器中MPPT最常用的方法。它通过对太阳电池输出电压、电流的检测，得到电池当前的输出功率，再将它与前一时刻的记忆功率相比较，从而确定给定参考电压调整的方向。若△p>0,说明参考电压调整的方向正确，可以继续按原来的方向调整；若△p<0,说明参考电压调整的方向错误，需要改变调整的方向。·MPPT效率的评估：主要依据EN50530法规，测试静态效率和20HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI光伏电站关键部件——逆变器的发展史第1台逆变器产品，有LCD显示，能和计算机通信具备电网管理功能，通过BDEW认证21HuaweiConfidential开始批量发货的组串式逆变器，DC侧连接方便，降低成本，提高效率三相相室外机，灵活连接、优化保护功能，海量发货第1台集中式逆变器，并联工作，可延长维护时间IP65、无熔丝自然散热免维护方案批量应用于地面电站效率达到98%的第一款产品，在分布式电站中广泛采用从逆变器到智能控制器，光伏电站智能化引擎HUAWEI光伏逆变器角色变化：“功能机”→“智能机”时代：功率变换+全数字化、智能化、自动化智能组串端子检测MPPT智能组串端子检测MPPT绝SDS●●◎●●●缘监控信息流智能管理系统MBUS能量流静yiyyi智能光伏控制器子阵变压器&通讯柜电池组件与支架系统组件输出功率组件输出功率组件电压汇流箱集中式当前光伏电站主流逆变器方案组串式方案架构示意：⑨架构示意：△不不SG3125-HVSG1100,1.1-8.8MW模块化SG3125-HVHUAWEI集中式逆变器和组串式逆变器关键参数设计思路集成设计，单瓦价格相对较低模块化设计，可靠性更高，故障范围小额定输出功率3125k~9000k逆变器效率最高99%,欧效98.5%,中国效率~98.5%最高99%,欧效98.8%,中国效率~98.5%单子阵MPPT路数1~2路MPPT>50路MPPT,发电更高启机电压800~900V以上防护等级室内型IP20,室外型IP54/IP55输出电压冷却方式强制风冷强制风冷(早期组串式也有自然散热的)系统方案特点直流环节仅组串，分散逆变交流汇流，容易做到高精度检测及智能化数据分析，维护简单24HuawerContidential多路MPPT降低组串失配影响，提高发电量传统集中式方案单子阵共用一个MPPT,组串失配影响发电量1路MPPT里遮挡3.125MW子阵组串式解决方案，多路MPPT,有效应对局部阴影遮挡MPPT1遮挡25HuaweiConfidential单路MPPT输出PP1+P2+P3+...>P多路MPPT输出组串式逆变器内部结构与功能(以华为300kW为例)输入EMI滤波器 bbo+++++输入滤波器电流直流开关1输入电流检测o6o直流开关2直流浪涌保护器直流浪涌MPPT1MPPT2MPPT3MPPT4MPPT5MPPT6输出滤波器输出输出滤波器滤波器O滤波器O逆变电路输出继电器交流浪涌逆变电路保护器电路名称电路名称输入电流检测电路直流开关直流(交流)浪涌保护器输入(输出)EMI滤波器逆变电路输出继电器监测各路组串输入电流，在组串出现工作异常时，能够及时告警，提醒用户检修实现逆变器的直流输入与内部电路之间的安全隔离，方便维护时进行人工操作为直流/交流侧过电压能量提供泄放回路，防止直流侧过电压的冲击导致逆变器内部电路损坏滤除逆变器内部的电磁干扰，保证逆变器能够满足电磁兼容标准的要求实时监测光伏组串的电压、电流值，并追踪最大功率点，保证系统以最高的效率输出将直流电转变为交流电后馈入电网，同时保证输出指标满足电网的要求实现逆变器的交流输出与电网隔离，在逆变器故障或者电网故障时，使逆变器安全脱离电网逆变器几个不同的效率概念所有工作状态中，效率最高的点，称为最高效率效率=EQ\*jc3\*hps131\o\al(\s\up33(输),输)EQ\*jc3\*hps131\o\al(\s\up33(出),入)EQ\*jc3\*hps131\o\al(\s\up33(功),功)EQ\*jc3\*hps131\o\al(\s\up33(率),率)SUNSUN8000-500KTL率92.0%0%50%HUAWEI逆变器几个不同的效率概念+0.1*η30%+0.48*n50%+0.2额定功率点28HuaweiConfidentialHUAWEI逆变器几个不同的效率概念最高效率欧洲效率(Eu)Umppmaxη₁=0.02×15%+0.03×110%+0.06×720%+0.12×130%+0.25×150%+0.37×175%+0.15×100%Umppmin+0.7△UUmppmin+0.5△UUmppmin+0.3△UUmppmin逆变器几个不同的效率概念中国效率内，逆变器从太阳能电池组件获得的直流电能，与理论上太阳能电池组件工作在最大功率点在该时间段输出的电能的比值。损耗个光伏组件效率逆变器转换效率MPPT效率光能直流电能逆变器吸收并网输出30HuaweiConfidentialJapaneseplayersJapaneseplayersomROn.GSYUASASHARPSHINDENGEN罗YASKAWASANTERNOMITSUBISHIPOWERRGOODWEEQ\*jc3\*hps87\o\al(\s\up2(sEQ\*jc3\*hps87\o\al(\s\up2(s),in)NorthAmericanmanufacturersGloballydiversifiedmanufacturersENPHASESINENGModule-levelpowerelectronicsfocusChiliconPowerAPsystemsLeadSOlarXEQ\*jc3\*hps53\o\al(\s\up17(max),integ)EQ\*jc3\*hps53\o\al(\s\up17(m),ra)energyENPHASESUNGRCWHUAWEI31HuaweiConfidentialHUAWEI光伏电站关键部件——箱变(箱式变电站)子阵为一个单位，一个单位需要一台箱变。箱式变电站将低压柜、变压器、环网柜、辅助变压器、辅助配电箱等设备预装在20尺高柜集装箱中，为光伏地面电站中压并网场景提供高度集成化的变配电解决方案。箱变选择：双分裂与双绕组(按绕组数量)、干式与油式(按冷却方式)、美变、欧变与华变32HuaweiConfidential光伏变压器厂家众多，主要厂家简介顺特电气ISUNTEN广顺特电气ISUNTEN广此MveLaflaPEARLELECTRICSTCPEARLELECTRICSTC(中东)Scbneider33HuaweiConfidential>在电力系统分析中，有时希望将电气设备容量与系统强度进行相对比较，该设备可能是负荷(如大容量的电动机)、逆变器、HVDC换流站或者静止无功补偿器。一种简单的方法是将表征系统强度的短路容量除以设备容量，即为短路比。最初，短路比是用来衡量用电设备对接入点电压影响的一个实用指标。>对于HVDC输电系统而言，根据理论研究和实践经验，工程界划分短路比高低的方法如下：SCR>5高；SCR=3～5中等；SCR=2～3低；SCR<2极低。例如，比较一个1000MW的HVDC换流站和短路容量为5000MVA的系统，结果用短路比(ShortCircuitRatio,SCR)等于5000/1000或5表示。短路比大表明系统性能好；相反，短路比小意味着系统存在稳定风险。>谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。1光伏逆变器交流侧电压(pu)光伏逆变器交流侧电压(pu)0电压轮屏线光伏逆变器应连续光伏逆变器交流侧电压(光伏逆变器交流侧电压(pu)电压轮廓线光伏逆变器可切出光伏逆变器应连续运行时间/s3HUAWEI电站场景主要商业模式光伏电站业主典型项目经营模式设备EPC调试业主2、业主类客户商业模式以电站自持运营或溢价转让为主业主业主电站中设备商设备35HuaweiConfi溢价电力电力销售orPPA*设备业主/固定溢价补贴)或CfD(contractsfordifference,差价合约)模式能量流现金流信息流能源分销商终端用户光伏系统能源分销商终端用户光伏系统(TSO/DSO)输电网输电网网商系统用户系统用户PPA合约页HUAWEI思考题1.哪种逆变器方案的直流环节仅组串，分散逆变、交流汇流，容易做到高精度检测及智能化B.集中式36HuaweiConfidential36HuaweiConfidential37HuaweiConfidential37HuaweiConfidential本章总结·本章介绍光伏系统的主要组成部分及特点，几种不同技术路线的差异性。38HuaweiConfidential38HuaweiConfidential课程总结·本课程介绍光伏电站基础知识。本课程重点介绍应用场景、关键组成部分和技术特点。把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织，构建万物互联的智能世界。statementsincluding,withoutlimitation,statementsregardingportfolio,newtechnology,etc.Thereareanumberoffactorsthat前言·本课程介绍箱变的发展历程和箱变的基础知识&技术特点及箱变产业的发展展望。本课程重点介绍箱变的基础知识及箱变的重要组成部分。33·本课程将帮助您了解：·了解箱变的基础知识和发展历程。·了解箱变核心部件变压器、低压柜和环网柜的组成及应用。·了解箱变未来的发展趋势及展望。44目录1.箱变的发展2.箱变的基础知识&技术特点3.箱变产业发展展望本节概述和学习目标·箱变的典型应用场景·变压器的发展历程·不同国家箱变的特点及优劣势变压器主要用于升压并网或降压引电使用光伏场景：变压器主要将光伏逆变器产生的低压交流电转换成中压交流电，并将电能馈入电网储能场景：变压器双向，升压并网或降压用于储能充电尊尊升压站高压升压站容量在65MW或更大中压10～35kV110/220kV以上储能储能控制器箱变组件&支架逆变器箱变电网中压箱变容量一般在10MW以内将低压升压成中压10~35kV6HuaweiProprietary-RestrictedDistribution传统变压器历经百年发展，技术成熟于1950s传统变压器探索初创阶段1885年5月1日，布达佩斯博览会，12台5kVA变压器点亮1067盏白炽灯，奠定现代变压器诞生之日降成本：容量提升到200MVA,电压提高到500kV,单位重量减轻到1/7扩展应用：输配电、工业控制、测量、弱电领域高速发展阶段工业发展、美苏对抗推动变压器高速发展，容量提升到2000MVA,电压提高到平稳发展阶段发展方向由更大更高转为提高质量、可靠性、经济性；特种变压器、成套变电站、全密封变压器快速发展，高温超导变压器问世；环保效率欧盟：21年相比15年，空载环保效率欧盟：21年相比15年，空载降低10%,负载降低17%;中国：20年相比09年，空载降低40%,负载降低15%;数字化和智能化在主变和一次关键设备上实现比例较高，在35kV以下箱变上比例较低。基本功能：具备信息采集、监测、计量、控制等功能。先进功能：基于AI的设备监控，故障识别，人员安防等安全需求主要来自于各国的电气安全规范，基本都是成熟标准，欧洲要求较高。国内2020年箱变标准新增了低压柜内部故障电弧试验要求。植物油变压器在1970s问世，安全需求主要来自于各国的电气安全规范，基本都是成熟标准，欧洲要求较高。国内2020年箱变标准新增了低压柜内部故障电弧试验要求。植物油除环保外，安全上相比矿物油也有很大优势；7HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI箱变发展史·箱式变电站按照IEC62271-202或GB17467标准设计制造，是工厂预制和完成试验后直接运输到安装现场连接进出线电缆并完成现场调试后即可直接使用的配电终端设备。包括变压器，高压低压开关柜，内部互连电缆以及控制保护设备在内的所有设备安装在带有隔板分割的公共外壳内·适用场景：箱变适用于住宅小区配电、城市公用配电网、施工电源，工厂供电以及新能源分布式发电等诸多应用领域。用户可根据不同的使用条件、电压等级和负荷等级选择箱式变·从20世纪90年代起，中国引进美式组合式变压器，在结构上将负荷开关和熔断器等结构简化放入变压器油箱浸在油中。变压器取消油枕，采用波纹油箱吸收变压器油的热胀冷缩并暴露在空气中·中国自20世纪90年代后期，从法国、德国等国引进及仿制的箱式变电站，从结构上采用高、低压开关柜，变压器组成方式一华变8HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI组合式箱式变压器：美变&华变(新能源领域)美式箱变高压断路器方案的组合式箱式变压器·低成本，3.15MW以下，多见于新能源(供电领域一般严禁使用美·灭弧性能差，分断负荷产生的电弧碳化变压器油，降低变压器油绝缘性能，缩短了变压器的绝缘寿命·采用外置真空负荷开关和熔断器组合电器，可负荷开关分断负荷电流，熔断器分断短路电流··具有安全可靠，寿命长，可频繁操作、少维护的优点·无法电动脱扣，不支持油温、瓦斯等非电量保护·如果负荷开关一旦发生故障，更换、维修都将十分困难。9HuaweiProprietary-RestrictedDistribution厂L·结合型，CEADS-A,Associatedtype:类似于华变(中国人首创的)FigureCC.2-CEADSTypeGLVLVintercannectionLytunctionalfunctionalunitHVinterconnectionHVfuncthionalunitGHV/LVtransformerLVfunctionolunit门)functionalunitsaharingthesameenclosureFigureCC.4-CEADSTypelFigureCC.3-CEADSTypeA11HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWE思考题A.灭弧性能差B.低成本，3.15MW以下，多见于新能源C.保护功能全面，非电量，短路，过流等多重保护D.负荷开关发生故障，更换、维修困难本章总结·本章介绍箱变的典型应用场景，发展历程及不同国家箱变的特点和优劣势目录1.箱变的发展2.箱变的基础知识&技术特点3.箱变产业发展展望本节概述和学习目标·学习箱变三大核心部件低压柜、变压器、环网柜的分布及特点·了解变压器的制造流程·理解核心部件的重要组成部分及应用为光伏地面电站中压并网场景提供高度集成化的变配电解决方案。J800V低压室低压柜低压室低压柜环网柜开门状态环网柜开门状态箱变信息流图中压断路器遥控分闸中压断路器遥控分闸低压断路器遥控分合闸保护动作信号COM1COM2箱变测控低压柜内温湿度信号温湿度控制器2低压柜电流电压等模拟量中压柜位置信号温湿度控制器1变压器华为数采温湿度控制器采集温湿度信号后上传箱变测控自供电保护(中压继保)采集中压电流、开关状态等信号后上传箱变测控箱变测控采集低压侧电压、电流、油温、非电量等箱变内部信号，并对信号进行规约转换，后传递给数采华为数采预设STS点表，发往现场后，只需完成华为数采与箱变测控的物理连接，便可是实现与箱变测控的通讯17HuaweiProprietary-RestrictedDistribution状态&控制状态&控制模拟信号模拟信号保护信号保护信号·低压室&中压室高温告警&跳闸HUAWEHUAWEZF中压电网电压：中压电网电压：定义变比逆变器输出电压·变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能；·变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比；·变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反比；·变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。变压器变压器低压柜环网柜变压器的分类使用对象分类：电力变压器，配电变压器，试验变压器，特种变压器(电炉、调压)等；低压绕组1A低压绕组2AXaX所对应的允许最高温度分别为：90、105、120、130、155、180和180℃以上。19HuaweiProprietary-RestrictedDistribution干式变压器VS油浸式变压器用途：干式变压器主要应用于国家电网配套小区用电、厂矿企业、医院、云计算中心等防火、安全要求高的场所等。优点：绝缘材料均为难燃材料，环氧树脂燃点高，防火性好，可避免火灾或爆炸风险；缺点：·器身裸露在空气中，室内应用居多；强制风冷，风机寿命短，防尘网需定期更换·保护单一，只有绕组超温保护，无后备保护·电子式温控器，寿命10年以内，失效率高·器身浇筑，无法回收处理；难以生物降解，环境不友好20HuaweiProprietary-RestrictedDistribution变压器变压器低压柜环网柜用途：油浸式变压器广泛应用于中压高压电力系统中，可以直接向终端用户供配电。主要应用农村乡镇、油田、城市、工厂新能源发电等用配电等场合。·绝缘等级要求低，工作温度在100度左右，成本具有优势·器身浸在变压器油中，室外应用；自然散热，维护简单；·具备油温、油位、瓦斯和压力释放等多种保护，保护功能全面·机械式保护，可靠性高；·矿物油燃点较低一般170度左右，防火要求高区域建议配植物油变·矿物油变压器漏油可能导致环境污染，环保要求高区域，建议配植物油变油位保护压力释放油温保护油位保护压力释放瓦斯保护变压器变压器低压柜环网柜辅助干变主要功能是800V->400V(或220V)三相，为辅助设备如电表、温湿度控制器等提供电源。关键参数辅助干式变压器连接组别Dyn11Dyn11额定容量5KVA(50Hz)50kVA(50Hz)5KVA(60Hz)50KVA(60Hz)一次侧电压800(50Hz)800(60Hz)二次侧电压400(50Hz)220(60Hz)工频耐压AC:3kV/1minAC:3kV/1min21HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI变压器制造流程电力变压器的基本构成，通常分为以下7个●铁心部分-包括硅钢片叠成的柱、轭及其夹紧装置●绕组部分-包括各相绕组及其联线的引出线●绝缘部分-包括各部件之间以及自身的油、纸绝缘●油箱部分-除油箱本体外，还包括储油柜、支架等●冷却系统-散热器、联管等●保护装置-压力释放阀、气体继电器、油位计、油面温度计等片散绕组变压器部件介绍：铁芯变压器的基本部件，由磁导体和夹紧装置组成，它有两个作用：在原理上，铁心的磁导体是变压器的磁路，它把一次电路的电能转为磁能，又由自身的磁能转变为二次电路的电能，是能量转换的媒介。在结构上，铁心上支撑了器身、引线等变压器内部的所有部件。变压器的铁心是框形闭合结构，其中套线圈的部分称心柱，不套线圈只起闭合磁路作用的部分称铁轭。23HuaweiProprietary-RestrictedDistribution绕组是变压器输入和输出电能的电气回路，是变压器的基本部件，由铝导线及铝箔绕制，再配置各种绝缘件组成的。冷却油道24HuaweiProprietary-RestrictedDistribution变压器油箱是盛放器身和变压器油的容器。其主要作用是：●散热●保护绝缘：隔离绝缘与大气，避免吸收水分和气体，防止油老化储油柜采用胶囊式。胶囊式储油柜：主要由柜体、胶囊、注放油管路、吸湿器及管路、放气塞、油位计等部件组成。D放气塞D口胶囊袋呼吸器连接管26HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEIOilImmersedConservatorTransformer序号功能说明序号功能瓦斯继电器轻瓦斯报警，重瓦斯跳闸在变压器轻微故障时，变压器的油会分解产生气体，气体上升将进入瓦斯继电器，轻瓦斯干簧触点接通发出信号。当气体过多时，可以由瓦斯继电器的放气塞将气体放出。在变压器内产生强烈气体流动时，重瓦斯干簧触点接通而使环网柜断路器跳闸。2油面温度计测量和控制变压器顶层油温实时显示变压器顶层油温，通过内置温控开关传送告警和跳闸信号。3储油柜注放油阀补油/放油阀门·补油：通过未被污染的金属或非橡胶软管和注油设备补充变压器油。(注意防止空气进入。)·放油：通过未被污染的金属或非橡胶软管将储油柜油引出至盛油容器(≥200L)内。4油位计指示油位5压力释放阀释放压力当变压器内部发生故障，产生大量的气体，绝缘油的压力急剧升高，达到开启压力时，变压器油排出，变压器内部压力迅速降低到正常值。同时发出跳闸信号，驱动环网柜断路器跳闸。6无载分接开关调节电压7吸湿器油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气联通，吸湿器内部附有硅胶用于吸收空气中的水分和杂质，保持绝缘油的良好性能。保护装置介绍：瓦斯继电器出告警或者控制跳闸。数量达到250~300数量达到250~300cm²时候，轻瓦斯继电器电器动作发出跳闸脉冲接线盒严上油杯上静触点下油杯转轴油流放气阀28HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI变压器变压器低压柜环网柜保护装置介绍：压力释放阀压力释放阀是一种顶弹阀。当内部压力超过弹簧的开启力时，动作盘稍微向上移动，内部压力立即扩散到侧面密封的动作盘面积上，使动作盘突然打开，变压器内部压力迅速下降，弹簧使动作盘回到密封位置。压力释放阀可以提供跳闸触点，动作后手动复位。当油变运行过压器油汽化，变压器内部的压力迅速增加，这个时候压力释放阀在2ms内动作，发出跳闸信弹簧弹簧接线盒胶垫压力膜盘信号杆弹簧闭合门微动开关喷油口信号杆HUAWEI变压器变压器低压柜环网柜油位计主要功能是指示变压器油的液位高低，当变压器油位发生异常时，油位计发出告警。·油位计主要由指针和表盘构成的显示部分，磁铁(或分的磁铁(或凸轮)和显示部分的指针旋转，指针指位时，磁铁吸合(或凸轮拔动)相应的舌簧开关(或微动开关)发出报警信号30HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI变压器变压器低压柜环网柜保护装置介绍：油面温度计油面温度计主要功能是测量变压器顶层油温，当油温过高时，发出告警或者控制跳闸。油面温度计主要由弹性元件、毛细管、感温包组成。这三个部分构成的密封系统内充满感温介质。当温度变化时，感温部件内感温介质的体积随之变化。这个体积增量通过毛细管传递到仪表内的弹性元件，使“多圈弹簧管“曲张旋转角度带动指针指示温度变化，并驱动微动温度开关，控制相应的冷却系统，达到控制变压器温升的目的。31HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWE单低压柜汇聚SUN2000-200/215KTL逆变器或储能变流器SmartPCS,经由ACB连接至变压器可达Form3bin,严格保障低压柜安全可靠6低压部件均做白盒验证，部件均要求具备32HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI变压器变压器低压柜环网柜低压柜主要部件布局极数：3P开断能力：50kA极数：3P开断能力：35kA雷电冲击电压组合方式：3+1模块33HuaweiProprietary-RestrictedDistribution箱变测控辅助回路MCCB框架断路器ACB主回路MCCBHUAWEI箱变测控装置PP周0出G0DGoeDI3e翻嚣DI2白同00关键参数箱变测控装置遥信标配62路遥信开路，AC220V有源接入遥测标配2路功率点全电量采集遥控标配6路DO非电量保护变压器油位低报警、变压器油温高报警、变压器油温超高温跳闸、轻瓦斯报警、重瓦斯跳闸、压力释放阀动作、电压断线检测、直流(温度)一段、直流(温度)二段等故障记录可记录25次最近的故障信息故障录波可记录10个周波的全故障波形功耗工作电源接口标准34HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI变压器环网柜的作用：形成中压链状网络或环形组网低压柜环网柜中压环网组网配电领域最常见，箱变手拉手成环接入双台升压站中压环网组网配电领域最常见，箱变手拉手成环接入双台升压站升压站A升压站B中压链状组网主变临f19/3W-L/LE/STA/PMC-1G边陟多1驰d19/SW/-4/风LE/STA/PM-Kd1施叶19/JV-A九L/TDA/PC-2070DIE工望加35HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI变压器变压器低压柜环网柜环网柜基本柜型：C柜、V柜、D柜基本柜型CVC基本柜型CVC柜型C柜(负荷开关柜)V柜(断路器柜)D柜(电缆提升柜)火专C柜：负荷开关柜，主要功能为进行环网输出，将子阵的输出级联后连接到电网并网点。内有负荷开关可以分合闸环网回路。V柜：断路器柜，也称为变压器保护柜，主要功能为通过继电保护装置对变压器进行保护。当变压器出现过载和短路时，将触发V柜D柜：电缆提升柜，主要功能为进行环网输出，将子阵的输出级联后连36HuaweiProprietary-RestrictedDistribution环网柜结构组成：二次室、气箱、机构室、电缆室二次室-机构室电缆室37HuaweiProprietary-RestrictedDistribution机构室拆除面板电缆室拆除门板HUAWEI低压柜环网柜关键部件组成二次仪表室(保护装置)机构室(VCB操作机构-电动)机构室(负荷开关操作机构)机构室(隔离开关操作机构)电缆室SF6气箱信号流信号流主回路电流互感器电流互感器环网柜微机保护装置工作模式辅助电源供电额定频率(Hz)一次电流值la、Ib、Ic,精度不低于小数点后1位保护功能ANSI50瞬时过流保护反时限过流保护瞬时接地过流保护反时限接地过流保护变压器过热保护其他功能支持外部无源干接点跳闸功能、RS485通讯功能、事件记录功能、“看门狗”功能备注：RS485通讯采用Modbus-RTU协议，内容应至少包括测量信号(一次侧电流)和保护动作信号(过流保护动作、速断保护动作、零序过流动作、非电量保护动作)。39HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI变压器低压柜环网柜SF₆气体绝缘优势所有高压部件均密封在SF6气箱内(IP67),能有效屏蔽外部环境影响(如：高海拔、高污秽环境、潮湿环境、凝露环境、烟尘等),环境适应性强。采用全绝缘全屏蔽的电缆头和避采用全绝缘全屏蔽的电缆头和避雷器，避免外部环境影响。免维护，寿命长。由于带电部件均密封在一个由304不锈钢板经激光焊接的SF6气箱中，不受外界环境影响，运行更可靠，在全寿命周期内免维护。每一个气箱均经过严格的氦真空检漏进行测试，年漏气率小于0.1%。SF₆气体是目前高压电器使用的最优良的灭弧和绝缘介质，它无色无味无毒，不会燃烧，化学性能稳定，在常温下不与其它材料产生化学反应。所以在正常条件下是一种很理想的绝缘和灭弧介质。40HuaweiProprietary-RestrictedDistributionHUAWEI思考题B.盛油D.保护绝缘41HuaweiConfidentialHUAWEI4242本章总结·本章介绍了箱变三大核心部件变压器、低压柜、环网柜的特点及其关键部件的应用43Huawei43HuaweiConfidential目录1.箱变的发展2.箱变的基础知识&技术特点3.箱变产业发展展望44Huawei44HuaweiConfidential本节概述和学习目标·箱变产业的发展趋势·变压器和环网柜的演进趋势箱变产业因容量、电压、保护等需求定制化严重特点：基础配置很低，多种可选ABB主要优势TachniealDataTachniealDataMVPS2800-52US1xSC2660UPUS/1aSCS2300UPXTUs1xSC2800UPUS/IxSCS2400UPXTUSMaxipuiwologhNunberoHDCirpitbroogioodzonemonikoring200A,250A,315A,350A,4DDA,450A,500AkoledpowarwihcUPUSat-25℃m+35C/40”℃oplool50*CChagingpowmwithSCSUFXTUSla-25Cn+25℃/40Cpcnal50*CDluchangingpowewithSCSUPXTUs{a-25Co+25C/0"Cbpbonal50*qTypkednominlACwobogeACpoarfioqancyTnalomurwnchegoupDy11/YNd11/YNyo50Hz/60HzTiomnlaimatcooingmathodsTroalomoreffickeney:Stondord/EooDasign1/EcoDusign2Max,tololhexrmonikdinlctionReacivepowutfiodinlupto60%ofnomi通房一切做烟面求PowmrfadoPowmrfadooraledpow/daplaceaunpowarfodor74.95定制，外购变压器，自有工厂组装。TypedesignationSG3400HV-20SG3125HV-20SG2500HV-20Man.PVinputvaltageMtin.PVinputvoltage/Startupmputvaltage875V/915V875V/95VB00V/B40VMPPwoItagerangolotnominupower875-1500W875-1300VB00-1300VNaolindeperyclentMPinputso,ofDCinpu桥B(potonat:22/24inputsniegativegrpundingorfloaling,2BinputsnegativegioundinglhtaxPYinputpumertMaKDCshort-circuItcutrent4600A献outputDower593kVA&25C/353437.WVA前45℃95kVA25C73437KVAa45C73125KVA150'C2750kVAD45℃7ktav:ACoutputcurrent2586ANominlACvoltage600V600AEwolagerange680-690V480-690V495-605VHominafgridfrequency/criafreqyencyrangeS0Hz/45-55H2.50Hz/55.65H2THDDGcurentinjection05%In优势一览·节省成本；使用E-House,可显著降低建设成本(CAPEX)和运营成本(OPEX)即插即用，显著节省现场工程时间采用模块化高质量设计●Biosco系列箱体全部采用模块化设计，功能丰富，●箱体经过特殊的喷涂工艺处理，可耐极强的腐蚀，并能保证20年的使用寿命 Pewer Pewerfectoratneminaipawet/Aajustablepowerfactor099/0.Bleading÷D.BlaggingFend-inphases/Fend-inphases/Connactionphase5