Дениз жээси үчүн ветрянка трансформаторунун техникалык шарттары: туздуу булут, платформанын салмагы жана конвертердин гармоникалары

Платформанын контрактору бир жолу бизге 132 кВ чыгыш трансформаторунун техникалык шарттарын жөнөткөн — электр талаптары 90 башы, ал эми ташуу жөнүндө бир гана сап: максималдуу көтөрүү салмагы — 240 тонна. Биздин биринчи дизайндын салмагы — май менен толтурулганда 262 тонна. Биз резервуарды кайрадан жасадык, консерваторду бөлдүк жана 238 тоннада жөнөттүк. Электр техникалык шарттарында эч нерсе өзгөрбөдү. Дизайнды чечкен сан — крандын чектөөсү.

Дениз жээси үчүн ветрянкалардын иштөөсү үзгүлтүсүз рекорддорго жетип жатат, ал эми жер үстүндөгү сатып алуу топтору бул өзгөрүшкө жетише алган эмес. 2025-жылы дүйнө жүзүндө 9,3 ГВт жаңы дениз жээси үчүн ветрянка кубаты тармакка кошулду , бул глобалдык жалпы көрсөткүчтү 92,5 ГВт га жетирди, жана орточо орнотулган турбина биринчи жолу 10 МВттан өттү, деп GWECдин «2026-жылдын глобалдык дениз жээси үчүн ветрянка» докладында айтылат . Бул санда кез келген мегаватт минимум эки трансформатор аркылуу өтөт: турбина же массив платформасындагы көтөрүүчү трансформатор жана экспорт трансформатору коллекциялык кернеэни суу астындагы кабель үчүн 132 кВ же 220 кВ деңгээлинде көтөрүүчү трансформатор.

Бүгүнкү күндө буйрутулган экспорт трансформаторлордун көпчүлүгү жерде иштеген күч трансформатору сыяктуу белгиленет, бирок алардын боялышы тыгызраак. Ошол жерде долбоорлор зыян көрөт. Трансформаторды океандын ичиндеги ветрогенераторлорго жараша жасоо үчүн үч чектөөчү фактор бар: туздун таасири, салмаам, жана күч электроникасынын гармоникалык белгиси. ошондой ветрогенераторлордун трансформатору жерде чегерилген аймакта турган трансформаторлордон айырмаланат: туздун таасири, салмаам, жана күч электроникасынын гармоникалык белгиси.

 

 

Коллекциялык милдет жана экспорт милдети бирдей иш эмес

 

Коллекциялык трансформатор 33 кВ же 66 кВ деңгээлинде иштейт жана сегизден он бешке чейинки турбинанын бириктирилген чыгышын кабыл алат. Бир экспорт трансформатору коллектордун кернеосун трансмиссия деңгээлине — адатта 132 кВ, 220 кВ же 275 кВ — көтөрүүчү баскычтар — жана бүткүл шамал фермасын бир актив аркылуу ташып жүрөт. 1 ГВт долбоордо бул адатта параллелде иштеген эки же үч бирдик (ар бири 300 МВА классында) же 400 МВА бирдикти билдирет; бирок ошол бирдикке резервдик стратегияны колдонуу көпчүлүк иштеп жүргүзүүчүлөр үчүн окуштуруу мүмкүн эмес.

Долбоордун дизайнин өзгөртүүчү — бул иштөө профили. Жерде жайгашкан генератордун кернеосун көтөрүүчү бирдиги жылдар бою 85–95% дайымдык менен туруктуу иштейт. Ал эми деңизде жайгашкан бирдик шамалдын ылдамдыгына жараша иштейт: орточо 40% дайымдык, узак мөөнөттө 20%, андан соң шамал күчтүүлөнгөн жана экспорт кабели пайдаланууга жарамдуу болгондо апталар бою 100% дайымдык. Ошондой чоң амплитудадагы термалык циклдар изоляцияны жана кламп структурасын негизги жүктөмдүү бирдиктерде бааланбаган ыкмада иштетет. биз ошондой себептен орточо жүктөмдүү циклдик иштөөгө ылайык орам клампынын басымын жана корпустангы болттордун бурчууну орнотобуз, ал эми туруктуу иштөөгө эмес.

Импеданстун түшүнүгү — тынч чечим. 180 МВА, 220/66 кВ бирдиктеги 12,5% импеданс платформадагы коммутациялык жабдыктарда кыска токту чектейт, бирок жүктөмдө кернеу төмөндөтүп, платформанын ордуна келтирип берүүгө аз мүмкүнчүлүгү бар реактивдүү кубаттуулукту сиңирет. Ошондуктан импедансты кабель жана коммутациялык жабдыктардын инженерлери менен трансформатордун конструкциясын түзүүгө чейин келишүү керек. Башкача айтканда IEC/IEEE 60076-16 72,5 кВ чейинки шамал турбиналары үчүн трансформаторлорго тиешелүү; экспорттук бирдик адатта анын көлөмүнө кирбейт жана IEC 60076-1 стандартына ылайык, долбоордун кошумча талаптары менен белгиленет.

Туздуу шамал: Коррозияга каршы коргоо — бул боёк түсү эмес, анын техникалык талаптары

 

Offshore атмосферасы ISO 12944 боюнча C5-M же CX деп классификацияланат. Бул классификация — бул жөн гана декорация эмес: ал минималдуу кургак пленка топурактагы калыңдыгын, сырьё системасын жана сыноо узактыгын белгилейт — C5-M үчүн нейтралдуу туздуу шамалда 1440 саат, CX үчүн болсо андан көп. Сушундай резервуарды жерде колдонулуучу C3 системасы менен бояганда, Севердик деңиздеги платформада эки же үч жыл ичинде токойлордун туташуу жерлеринде чырпылар пайда болот.

Иштеп жаткан C5-M системасы — бул жакында 80 мкм болгон цинк-богуучу биринчи катмар, 120 мкм болгон эпоксиддик ортоңку катмар жана 60 мкм болгон полиуретандык жогорку катмар — жалпысында 260 мкм. CX үчүн ошол эле катмарлар 320 мкм же андан көпкө чейин калыңдатылат, жана ар бир токой, болт жана четте жеке сызыктуу катмарлар колдонулат, себеби ошол жерлерде коррозиядан коргоо калыңдык биринчи болуп төмөндөйт.

Bojok — иштин жарымы. Терең батырып цинктоо же 316-коррозияга төзүмдүү болгон металлдан жасалган бургуулар, коррозияга төзүмдүү бургуулар менен алюминий суутуруучулардын ортосунда изоляциялык шайбалар, консерваторго туздуу аба кирбес үчүн дыхательный клапан жана мониторлоо жабдуулары үчүн IP66 стандарттагы шкафтар — булар баарысы бир гана пунктта көрсөтүлүшү керек. Биздин заводдо платформа иштетүүчүлөр менен талаш-тартыш көбүнчө орамга тийиштүү эмес; ал эми пластина кармашы, жерге түшүрүү чыбыгы жана кабельдик гильзалык плита боёк графигине киргизилгенби же жокпу — ошол жөнүндө болот.

Салмагы жана платформа аралыгы

 

Платформа палубасынын салмагы үстүнкү курам жана орнотуу кемесинин краны тарабынан катуу белгиленген. Трансформатор ошол палубадагы эң авыр бир зат болуп саналат, жана крандын көтөрүү чегинен ашып кеткен ар бир килограммды проекттен чыгаруу керек — бул кран оператору менен талкуулоого жатпайт. 1-таблицада 180 МВА, 220/66 кВ экспорттук бирдик үчүн реалистик бөлүштүрүлүш келтирилген. Санлар универсалдык эмес, бирок типтүү, пропорциялар сакталат.

Компонент	Типтүү масса (т)
Орто жана орамдар	104
Бак, капак жана катаңдандыруучу элементтер	42
Изоляциялоочу май	58
Радиаторлор жана муздаткыч желдеткичтер	12
Втулка жана аксессуарлар	6
Негизги рама жана көтөргүч төшөктөр	4
Жалпысынан майга толгон	226

Ал таблицадан эки чечим чыгат. Биринчиден, агрегат май толтурулган же май куюлган абалда барабандардагы май менен жүрөбү. Кургатуу көтөргүчтөн 50–60 тоннаны алып салат, бул стандарттуу жана оор көтөргүч крандын ортосундагы айырма болушу мүмкүн; баасы азот каптоо, транспорттук бекиткичтер жана платформада узак мөөнөттүү ишке киргизүү. Экинчиден, оордук борбору жайгашкан жер. CoG белгиси, көтөргүч кулакчындардын абалы жана көтөргүч аянтчалар - бул конструкциялык инженерге жүк ташуу учурунда эмес, кайра карап чыгуу учурунда керек болгон интерфейс маалыматтары.

 

 

Ташуу жүктөрүнүн өзүнчө долбоордук учуру болуп саналат. Долбоордун спецификациялары көбүнчө талап кылат 3 г вертикалдуу жана 2 г узунунан ылдамдануу деңиз транспорту аркылуу ташуу учурунда, бул көпчүлүк европалык сайттардагы жер сейсми шарттарына караганда катуураак. Негизги чыбык, орам чыбык жана резервуардын ичиндеги караңгылыкты текшерүү керек, жана бул текшерүү ташуу белгисине эмес, дизайн долбоорунун табылган натыйжасына кирет.

Преобразователь гармоникалары жана термалдык чеги

 

Модерн деңиз аркылуу жер алдындагы шамал электр станциясындагы экспорт трансформатору көпчүлүк учурда таза синус толкунун узак убакытка созгонго түшпөйт. HVDC байланыштары, STATCOM жана турбина преобразоваттары гармоникаларды киргизет, алар вихревые жоогулуштар аркылуу орамдарды жылытат, жана спектр тармак конфигурациясына жараша өзгөрөт. IEEE C57.110 гармоникалык жоогулуш коэффициентин эсептөөнү белгилейт; практикалык натыйжа же төмөндөтүлгөн жумуштук чеги же жакшыртылган суутуу классы болот.

Бул бөлүмдү көпчүлүк сатып алуучулар унутуп калышат. Суутуу классы туруктуу белгилөө эмес. Токтун өтүшү 180 МВА болгон, вентиляторлор иштегендеги ONAN/ONAF агрегаты вентиляторлор токтогондо бардыгы 130 МВА гана өткөрө алат. Эгерде платформа N+1 вентилятор резервдүүлүгүн талап кылса, трансформатор бир суутуу тобу иштебегенде өз баасын көрсөтүшү керек — жана бул талап радиатор аянтын, резервуардын өлчөмдөрүн жана акыркысында крандын көтөрүшү керек болгон салмааны өзгөртөт. Суутуу, салмаа жана баа — бул бир маселе, үч эмес.

Температуранын көтөрүлүшү — поставщикке талап коюу үчүн маанилүү сан. 40°C орточо температурада 65 K көтөрүлүш чоң көрүнөт, бирок биримдик акустикалык кабина ичинде турганда жергиликтүү абанын температурасы 50°C га жеткенде бул көрүнүш өзгөрөт. Деңиздеги биримдиктерге көпчүлүк учурда 60 K дизайн же гарантияда так орточо температура түзөтүшү керек, анткени 60 K менен 65 K ортосундагы айырма үзгүлтүз баанын тегерегинде сегиз процентти түзөт. Конвертер гармоникалары бул чегин маанилүүлүгүн арттырат, азайтпайт: гармоникалык жоготуулар гарантироваланган жылуулук нүктөсүнө түшөт.

Оффшордо аман калууну алдын ала айткан заводдук сыноолор

 

Кадимки тестилиген сертификат бирдиктин проекттеги өзгөчөлүктөрүнө туура келгенин далилдейт. Бирок бул бирдиктин туз жана термалдык циклдерге 25 жыл чыдай ала тургандыгын далилбейт. Деңиз аймагындагы иштер үчүн деңиз аймагындагы шамал трансформаторунун заводдук кабыл алуу сыноосу төмөнкү пункттарды камтышы керек, аларды иш берүүчүнүн инженери же DNV же Bureau Veritas сыяктуу үчүнчү тарап тарабынан баалоого алынат.

• Ар бир таптагы коэффициент жана полярлук, ошондой эле фаза боюнча орамдын каршылыгы

• 100% жана 50% номиналдык токтогу импедансы жана жүктөмдүн жоголушу, жана жүктөмсүз жоголушу жана ток

• 100% жана 110% номиналда температуранын көтөрүлүшү, орамдын градиенти катталганда

• 1,3 Um/√3 де жарым чыгарылыш, май менен толтурулган бирдиктер үчүн чектөө 100 пК

• Жогорку кернеэли орамга молния импульсу, ошондой эле резервуардын вакуум жана басым сыноосу

• 1 м аралыкта ыңгы деңгээли, бул номиналда адатта 75–80 дБ(А)

• Майдын диэлектрик күчү, температуранын көтөрүлүшүнүн сыноосунан кийин ДГА үчүн үлгү алынуу

Алардын эки си гадеттеги башка көрсөткүчтөрдөн көбүрөөк көңүл бурууга тийиш. Жыл бою циклдаштыруудан кийин пайда болгон изоляциядагы кемчиликтердин эң жакшы көрсөткүчү — бөлүктүү чыгарылыш. Температуранын көтөрүлүшүнөн кийин, алгачкысынан башка, термопара тарабынан бааланбаган жергиликтүү ысып кетүүнү тутуруу үчүн ДГА. . Биз бул иштерди ар бир экспорттук классындагы агрегатта жүргүзөбүз жана өлчөнгөн маанилерди өтүш белгиси ордуна отчетко кошобүз.

Денгизде жумуштаган шамал трансформаторунун техникалык шарттарына не киргизилши керек

 

Эгер сиз ошондой ветрогенераторлордун трансформатору үчүн техникалык шарттарды түзүп жатсаңыз, бул беш пункт башка бир беттик жалпы талаптардан көбүрөөк иш кылат.

• Ташуу үчүн максималдуу салмаа чеги жана крандын көтөрүү радиусу — майлыктын абалы белгиленип, нааразылыкка учурабай турган так сан түрүндө көрсөтүлсүн.

• ISO 12944 стандарты боюнча сырьёнын түрү, жалпы DFT (жабык түрдөгү калыңдык), сызыктуу сырьёлоо талабы жана туздуу шамалдагы сынама узактыгы.

• Бир суутуу тобу иштебей турганда, платформанын чын амбиенттүү температурасында түзүлгөн суутуу резервдүүлүгүнүн бааланышы.

• Конвертер менен HVDC-түзүүчү тарабынан берилген гармоникалык спектр жана талаа талап кылган жоготуу коэффициенти эсептөөсү.

• FAT күзөтүүчүлөрдүн укуктары, PD чеги жана температуранын көтөрүлүшүнөн кийинки DGA үлгү алуу чекити.

Райан Электрик кайда туруп калат

 

Биз 2007-жылдан баштап Цзянсу провинциясында май менен толтурулган жана кургак түрдөгү трансформаторлорду куруп келебиз; бул үчүн 120 000 м² аянт, 180-дон ашык өндүрүш жана сыноо жабдыктары, ошондой эле орам жана салкындатуу долбоорлорун камтыган 37 патент колдонулат. 2023-жылдан баштап биз Eaton компаниясынын расмий жалпы ишмердик сергектеши болуп иштейбиз; бул биздин документациясын жана процесс контролюн клиенттин текшерүүсүнө эмес, айрыкча сергектештин текшерүүсүнө тапшыртат.

Дэңиз жээгинде жана ачык деңиздеги долбоорлор үчүн сырлау иштери өзүбүздүн цехтарыбызда аткарылат, ошондуктан C5-M системасы жана жолугушуу сырлары бардык убакта биздин контролдубузда болот; ар бир экспорт классындагы бирдик байдан чыгып кетпейинче частичный разряд өлчөмү жана температуранын көтөрүлүшүнөн кийинки DGA өтөт. Биздин инженерлер тезис дизайнын түзүлүшүнөн мурун платформанын интерфейс сызмаларын сиздин конструкциялык жана кабельдик топторуңуз менен бирге карап чыгат. Бул талкуу эрте башталса, ошончолук салмақтын азайтуусу да арзан болот.

Эгер сиз ошондой ветрогенераторлордун трансформатору же илеби экспорттук борборго, баалоо, платформанын салмагынын чеги, айланадагы температура жана гармоникалык спектрди жөнөтүңүз. Биз салмагынын бөлүштүрүлүшүн, сырлау графигин жана сыноо планын кайтарып беребиз — бул үч документ платформага бирден бир талаш-тартышка кирбей, биринчи баа талкуулоосунан мурун бирдиктүүлүктү чечет. Команда менен байланышуу үчүн ryan-transformers.com же [email protected] дарекке жазыңыз.

Автор тууралуу: Бул маакала Райан Электрик (Цзянсу Райан Трансформерлер) компаниясынын трансформатор инженердик командасы тарабынан жазылган. Ал — Eaton менен жасалган жалпы иштешүү иштеп чыгаруучу компания жана Север Америка, Европа, Орто Чыгыш жана Түштүк-Чыгыш Азиядагы коммуналдык, жаңылануучу жана өнөрөсөлдүк долбоорлорго нефть менен изоляцияланган, кургак жана жерге орнотулган трансформаторлорду UL/CSA-сертификатталган өндүрүүчү.