태양광 및 저장 프로젝트를 위한 배전 변압기 용량 산정

재생에너지 프로젝트가 다른 이유

공장이나 상업용 건물의 배전 변압기는 하루 중 상당 부분 정격에 가깝게 운전됩니다. 태양광 발전소의 변압기는 그렇지 않습니다. 출력은 아침에 증가하기 시작해 정오 무렵 최고조에 달하고 저녁에 감소하므로, 유닛은 운전 시간의 상당 부분을 정격 용량보다 훨씬 낮은 수준에서 보냅니다. PV 플랜트에 대해 일반적으로 인용되는 수치는 연평균 부하율이 명판 정격의 절반 미만이라고 제시합니다.

배터리 저장은 또 다르게 동작합니다. 저장 시스템은 하루 동안 반복적으로 충전과 방전을 하므로, 그 변압기는 동일한 정격의 PV 유닛보다 더 많은 운전 사이클과 더 높은 평균 부하율을 경험합니다.

두 경우 모두 사양에 대해 동일한 결론에 도달합니다. 즉, 유닛은 완전 부하 상태보다 훨씬 더 많은 시간 동안 전력이 공급됩니다. 24시간 내내 발생하는 손실은 권선의 부하 손실이 아니라 코어의 무부하 손실입니다.

변압기가 아닌 인버터 또는 PCS에서 시작하십시오

저압 권선은 인버터 또는 전력 변환 시스템의 AC 출력과 일치해야 합니다. 이는 일반적으로 스트링 및 중형 인버터의 경우 0.4kV이며, 대형 중앙 유닛의 경우 0.69kV 및 0.8kV가 사용됩니다. 고압 권선은 발전소의 집전 시스템과 일치하며, 이는 일반적으로 발전소 규모와 현지 관행에 따라 10kV, 20kV 또는 35kV입니다.

두 가지 세부 사항은 종종 너무 늦게 결정됩니다. 첫 번째는 벡터 그룹과 중성점 배열입니다. 변압기의 접지 구성은 플랜트의 접지 설계와 일치해야 합니다. 두 번째는 유닛이 병렬로 운영될 때 발생하는 상황입니다. 여러 변압기가 하나의 피더에 전력을 공급하거나 여러 인버터가 하나의 변압기에 전력을 공급하는 경우, 임피던스와 벡터 그룹이 일치해야 하며, 이는 현장에서 수정할 세부 사항이 아니라 사양 결정 사항입니다.

실제로 비용을 지불하는 손실 수치는 무엇인가

무부하 손실은 변압기에 전원이 공급될 때마다 발생합니다. 부하 손실은 부하의 제곱에 비례하여 변합니다. 평균 부하율이 낮은 플랜트에서는 무부하 손실이 수명 주기 에너지 비용의 더 큰 부분을 차지할 수 있습니다. 이것이 저손실 코어 설계가 때로는 구매 시 더 많은 비용이 들지만 프로젝트 수명 동안 더 적은 비용이 드는 이유입니다.

많은 입찰에서는 이를 자본화 손실 평가를 통해 처리합니다. 즉, 와트당 금액을 각 손실 수치에 적용하여 구매 가격에 더한 후 제안을 비교합니다. 입찰에서 자본화 손실을 사용하지 않는 경우, 최저 구매 가격이 자동으로 최저 총 비용이 되지는 않는다는 점을 유의하십시오.

설계를 변경시키는 조건

주변 온도. IEC 60076-1은 정상 사용 조건을 최대 주변 온도 40°C, 24시간 평균 30°C, 연평균 20°C로 규정합니다. 이를 초과하는 현장에서는 해당 유닛을 감격 정격으로 하거나 더 높은 주변 온도 등급으로 주문해야 합니다.

고도. 일반적인 사용 조건은 최대 1,000m까지 명시됩니다. 그 이상에서는 공기 절연 강도가 감소하고 냉각 효율이 떨어지므로 절연 수준과 온도 상승 모두 보정이 필요합니다.

고조파. 인버터 및 PCS 출력에는 기존 배전 변압기가 고려하지 않은 고조파 성분이 포함됩니다. 추가 고조파 손실은 권선 온도를 상승시키며 용량 감소가 필요할 수 있습니다. 인버터 데이터시트에 전류 왜곡 수치가 있다면 문의 단계에서 변압기 공급업체에 전달하십시오.

현장 조건. 사막 및 고일사량 현장은 높은 주변 온도와 태양열 취득이 결합됩니다. 컨테이너형 또는 실내 건식 설치의 경우 기기가 사양 확정되기 전에 공기 흐름 경로를 계획해야 합니다. 해안 프로젝트는 탱크 및 부속품의 부식 등급을 조기에 확정해야 하며, 이는 가격뿐만 아니라 납기에도 영향을 미칩니다.

주문 전 확인해야 할 사항

· 정격 용량 및 저압/고압 비율

· 탭 범위, 일반적으로 ±2 × 2.5%

· 벡터 그룹 및 중성점 배치

· 임피던스, 그리고 유닛이 병렬로 연결될지 여부

· 무부하 및 부하 손실 수치, 그리고 적용된 주위 온도 / 고도 보정

· 건식형의 경우: 냉각 등급(AN 또는 AF) 및 강제 냉각 시 정격 출력

· 시험 범위 및 제3자 검사 필요 여부

· 규제가 있는 경우, 목적지 시장에서 요구되는 에너지 효율 등급

마지막 항목과 관련하여, 프로젝트가 유럽연합에 있는 경우 IEC 60076 준수만으로는 충분하지 않습니다. 위원회 규정 (EU) 2019/1783은 EU 시장에 출시되는 소형, 중형 및 대형 전력 변압기에 대한 최대 손실 수준을 설정하며, EN 60076 시리즈가 조화 표준입니다. 요구되는 손실 수준은 마감이 아닌 철심 설계를 변경시키므로 처음부터 사양서에 명시해야 합니다.