Ka Hana o kahi Transformer i ka Hoʻohui ʻana i nā Turbines makani i ka Power Grid
Ua lilo ka ikehu makani i hoʻokahi o nā kumu ikehu hou e ulu wikiwiki nei ma nā ʻāina he nui. Hoʻololi nā turbine makani i ka ikehu kinetic o nā makani ikaika i ikehu uila ma o nā mea hana uila. Eia nō naʻe, ʻaʻole hiki ke hoʻokahe pololei ʻia ka uila i hana ʻia e nā turbine makani i loko o ka grid. Maanei kahi e pāʻani ai nā mea hoʻololi i kahi kuleana koʻikoʻi. ʻAʻole wale nā "mea hoʻoikaika voltage" nā mea hoʻololi, akā he mau ʻāpana koʻikoʻi e hōʻoia i ka hiki ke hoʻoili ʻia ka uila mai nā turbine makani me ka maikaʻi, palekana, a hoʻokō i nā kūlana maikaʻi o ka mana e koi ʻia e nā mea lawelawe grid.
1. No ke aha e pono ai nā mīkini hoʻololi makani?
Hoʻopuka pinepine nā mīkini hana makani i nā voltages waena haʻahaʻa i hoʻohālikelike ʻia me nā koi o nā ʻōnaehana hoʻoili a me ka hāʻawi ʻana. No ka laʻana, hiki i nā mīkini hana ke hana i nā voltages mai nā haneli volts a i kekahi mau kilovolts, ʻoiai ʻo nā pūnaewele hāʻawi voltages waena e hana maʻamau ma 20 kV a i ʻole 33 kV, a hiki i nā pūnaewele hoʻoili ke hiki i 150 kV, 275 kV, a ʻoi aku paha. ʻO kēia ʻokoʻa i nā pae volta e pono ai nā mea hana e hoʻohālikelike i nā pae volta o ka pūnaewele a lākou e pili ai.
Ma waho aʻe o ka ʻokoʻa voltage, aia kekahi mau kumu ʻē aʻe no ke koʻikoʻi o nā transformers:
– Ka pono o ka hoʻoili mana: ʻo ke anakahi kiʻekiʻe e ʻae i ke au liʻiliʻi no ka mana like, no laila ua hoʻemi ʻia nā pohō I²R i loko o ke kaula.
– Ke kūlike nei i nā kūlana pūnaewele: he mau koi koʻikoʻi ko ka grid e pili ana i ke ana uila, ka pale ʻana a me ka pale.
– Palekana a me ka hoʻokaʻawale ʻana: hiki i nā mea hoʻololi ke hāʻawi i ka hoʻokaʻawale galvanic ma waena o ka ʻaoʻao turbine a me ka ʻaoʻao grid, e kōkua ana i ka pale ʻana i nā lako a me nā limahana.
– Hoʻohui ʻana o ka ʻōnaehana mahi makani: ma kahi pae mahi makani, pono e hui pū ʻia a hoʻonohonoho ʻia kekahi mau turbine ma mua o ka hoʻokaʻawale ʻia ʻana i ka grid.
2. ʻO ka hana nui o kahi mea hoʻololi: ka hoʻonui ʻana i ke volta (step-up)
ʻO ka hana kaulana loa o kahi mea hoʻololi uila i loko o kahi ʻōnaehana turbine makani, ʻo ia ka hoʻonui ʻana i ka uila mai ka mea hana uila i kahi uila kūpono no ka ʻōnaehana hōʻiliʻili a i ʻole pololei i ka substation. Ua kapa ʻia kēia kaʻina hana he hoʻololi ʻana i luna.
No ke aha e hoʻonui ʻia ai? No ka mea, i ka wā e hoʻonui ʻia ai ka voltage, e emi ana ke au e kahe ana ma o ke kaula no kahi mana i hāʻawi ʻia. ʻO ka hopena:
– E emi ana ka pohō keleawe i loko o nā uaea a me nā lako.
– Hiki ke ʻoi aku ka hoʻokele waiwai o ka nui o ke alakaʻi.
– ʻOi aku ka hiki ke hoʻouna ʻia ka mana mai ka turbine a i ka substation me ka ʻole o ka pohō nui ʻana o ka mana.
I loko o nā mahi makani, loaʻa i kēlā me kēia turbine kāna mea hoʻololi ponoʻī (mea hoʻololi i kau ʻia ma luna o ka pad) e hoʻonui i ka uila mai ka mea hana (e.g., 690 V) i ka pūnaewele hōʻiliʻili (e.g., 20 kV a i ʻole 33 kV). A laila, ma ke kikowaena o ka mahi makani, hoʻonui hou kekahi mea hoʻololi i ka uila hoʻoili.
3. Hāʻawi i ka hoʻokaʻawale uila a me ka palekana
Hana pū nā mea hoʻololi ma ke ʻano he pale a me ka mea hoʻokaʻawale ma waena o ʻelua mau ʻāpana o kahi ʻōnaehana uila. He mea nui kēia kaʻawale no:
– Hoʻemi i ka pilikia o nā haunaele ma ka ʻaoʻao turbine e laha pololei ana i ka ʻaoʻao pūnaewele.
– Ke kōkua ʻana me ka hoʻonohonoho ʻana i ka palekana, no ka laʻana ma ke koho ʻana i kahi hoʻolālā hoʻomoe kūpono.
– Mālama i nā lako uila mana i hoʻohana pinepine ʻia i nā turbine makani hou.
Hoʻohana pinepine nā mīkini makani hou i nā mea hoʻololi e hoʻoponopono i ke alapine (frequency) a me ke anakahi uila o ka mīkini hana, ʻoi aku hoʻi i nā mīkini wikiwiki loli. He mea maʻalahi kēia mau ʻōnaehana i nā piʻi uila, nā harmonics, a me nā haunaele transient. ʻO kahi mea hoʻololi i hoʻolālā maikaʻi ʻia, me nā mea pale e like me nā mea hopu uila, nā relays, a me nā mea haki kaapuni, kōkua i ka hōʻemi ʻana i ka pilikia o ka hōʻino.
4. E hōʻemi i ka hopena o nā haunaele a hoʻonui i ka hilinaʻi
Hiki i ka pūnaewele mana ke loaʻa nā haunaele e like me nā kaapuni pōkole, nā overvoltage, a me nā dips voltage. Hiki i nā turbine makani ke hana i nā haunaele kikoʻī, e like me nā loli o ka mana ma muli o nā loli o ka wikiwiki o ka makani a me ka distortion harmonic mai ka mea hoʻololi.
Hāʻawi nā mea hoʻololi i ka hilinaʻi o ka ʻōnaehana ma o:
- Hāʻawi i ka impedance e kōkua i ka palena o ke au pōkole.
– Kākoʻo i ka hoʻonohonoho ʻana o nā ʻōnaehana pale i hiki ai ke hoʻopau ʻia nā haunaele me ke koho kūpono.
– E lilo i ʻāpana o kahi hoʻolālā e hiki ai i ka turbine ke hoʻokō i nā koi code grid, e like me ka hiki ke kū i nā hāʻule voltage pōkole (fault ride-through) i kekahi mau kūlana ʻōnaehana mana.
I ka hana maoli, pono nā mea hoʻololi e kū i nā kūlana hana e loli nei. ʻAʻole paʻa ka mana o ka turbine; no laila, hiki ke loli ke kaumaha ma luna o ka mea hoʻololi. Pono ka hoʻolālā wela a me ka helu o ka mea hoʻololi e hōʻike i kēia ʻano ukana hoʻololi.
5. Ke hoʻoponopono nei i ka ʻōnaehana hoʻonohonoho a me ka hoʻomoe honua
ʻO kekahi o nā ʻano koʻikoʻi o kahi mea hoʻololi ʻo ia ka hoʻonohonoho wili e like me Delta (Δ) a me Wye/Star (Y). Hoʻopilikia kēia hoʻonohonoho ʻana i:
– Pehea e hoʻokumu ʻia ai ka ʻōnaehana (grounding).
– Ke ʻano o nā harmonics triplen (e.g. 3rd order harmonics).
– Ke ala o ke au o ka hewa honua.
Eia kekahi laʻana, ʻo ka hoʻohana ʻana i kahi hoʻonohonoho delta ma kekahi ʻaoʻao hiki ke kōkua i ka "hoʻopaʻa" ʻana i kekahi mau harmonics i ʻole lākou e kahe i loko o ka grid. I kēia manawa, hiki i kahi hoʻonohonoho hōkū me kahi neutral grounded ke hāʻawi i kahi kuhikuhi voltage paʻa a hoʻomaʻalahi i ka ʻike ʻana i ka hewa honua. ʻAʻole like ke koho o ka hoʻonohonoho ʻana; hilinaʻi ia i ka hoʻolālā turbine, nā kūlana grid kūloko, a me ka hoʻolālā pale i hoʻokō ʻia.
6. Kōkua i ka hoʻokele ʻana i ka maikaʻi o ka mana
He mea koʻikoʻi ka maikaʻi o ka mana i ka hoʻohui ʻana i ka ikehu hou. Pono nā mea lawelawe grid i kekahi mau palena no:
– Nā loli uila (flicker),
– Ka hoʻopilikia ʻana o ka harmonic,
– Ke kaulike ʻole o ka pae,
– Mana kumu.
ʻAʻole nā mea hoʻololi he mau kānana harmonic mua, akā hoʻohuli lākou i ka pilina ma waena o ka turbine, ka mea hoʻololi, a me ka grid. Hiki i ka impedance o ka mea hoʻololi, ke koho ʻana o nā mea kumu, a me ka hoʻonohonoho ʻana o ka wili ke hoʻopilikia i ka pae o nā harmonics i hoʻouna ʻia. Ma nā noi honua maoli, hana pinepine nā mea hoʻololi me nā mea hana ʻē aʻe—e like me nā kānana harmonic, nā panakō capacitor, STATCOM, a i ʻole nā ʻōnaehana uku reactive—e hōʻoia i ka hoʻokō ʻana o ka hana makani makani i nā koi code grid.
7. Nā ʻano o nā mea hoʻololi i nā ʻōnaehana makani turbine
I ka hoʻohui ʻana o nā turbine makani i ka grid, hoʻohana pinepine ʻia kekahi mau ʻano transformers:
1. Mea hoʻololi i kau ʻia ma ka Nacelle: kau ʻia ma luna o kahi hale kiaʻi, kokoke i ka mīkini hana. ʻO ka pōmaikaʻi, ʻoi aku ka pōkole o nā kaula haʻahaʻa haʻahaʻa, akā ʻoi aku ka paʻakikī o ke komo ʻana i ka mālama ʻana.
2. Mea hoʻololi ma ke kumu o ka hale kiaʻi (kumu o ka hale kiaʻi): ʻoi aku ka maʻalahi o ke komo ʻana no ka mālama ʻana, akā koi ʻia ka hoʻoili mana haʻahaʻa haʻahaʻa mai ka nacelle a i lalo o ka hale kiaʻi.
3. Mea hoʻololi i kau ʻia ma luna o ka pad: kahi mea hoʻololi i loko o kahi keʻena ma ka pae honua, hoʻohana pinepine ʻia e hoʻonui i ke uila i ka pūnaewele mea hōʻiliʻili.
4. Ka mea hoʻololi piʻi nui: hoʻonui i ke ana uila mai ka pūnaewele hōʻiliʻili (20–33 kV) i kahi ana uila hoʻoili kiʻekiʻe.
Pili ke koho ʻana o ka wahi a me ke ʻano o ka mea hoʻololi i ka hoʻolālā mechanical, nā kumukūʻai hoʻonohonoho, ka palekana hana, nā pae walaʻau, a me nā hoʻolālā hana.
8. Nā Pilikia Hana: Wela, Haʻalulu, a me ke Kaiapuni
Ke kū nei nā mea hoʻololi i loko o nā ʻōnaehana turbine makani i nā kūlana kaiapuni paʻakikī. Ma nā wahi kahakai, no ka laʻana, aia kahi pilikia o ka pala ma muli o ka ea paʻakai. Ma nā wahi anuanu, hiki ke pilikia ka insulation a me ka viscosity o ka ʻaila (no nā mea hoʻololi i hoʻomaʻalili ʻia e ka ʻaila). Inā waiho ʻia ka mea hoʻololi i loko o kahi nacelle, hoʻopilikia pū ka haʻalulu a me ka neʻe ʻana o ka turbine i kona hilinaʻi mechanical.
No laila, ʻo nā mea hoʻololi turbine makani he mau kikoʻī maʻamau e hoʻokūpaʻa ana i:
– Ke kū'ē i ka makū,
– ʻŌnaehana hoʻoluʻu kūpono,
- Ka pale ʻana i ka uila a me ke kūpikipikiʻana,
– Ka nānā ʻana i ke kūlana e like me ka mahana, ke kinoea i hoʻoheheʻe ʻia (DGA), a me ka hoʻokuʻu hapa ʻana i kekahi mau noi.
Ka hopena
ʻO nā mea hoʻololi uila he mau ʻāpana koʻikoʻi e hiki ai ke hoʻohui palekana a me ka pono o ka uila turbine makani i loko o ka pūnaewele mana. ʻOi aku kā lākou kuleana ma mua o ka hoʻonui wale ʻana i ka volta, me ka hoʻokaʻawale uila, ka pale ʻana, ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka maikaʻi o ka mana, ka hoʻokumu ʻana i ka honua, a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hilinaʻi holoʻokoʻa o ka ʻōnaehana. I loko o ke ʻano o ka ulu ʻana o ka ikehu makani, he mea nui ke koho pono ʻana a me ka hoʻolālā ʻana o ka mea hoʻololi uila no ka holomua o nā hana mahi makani, ma ke ʻano loea a me ka hoʻokele waiwai. Me kahi mea hoʻololi uila kūpono, hiki i ka uila i hana ʻia e ka makani ke kahe mau i loko o ka pūnaewele, e kākoʻo ana i kahi lako ikehu maʻemaʻe a hoʻomau.
