개발자가 하나의 230kV 상호 연결을 공유하는 90MWac PV와 60MW/240MWh 배터리에 대한 단일 라인 다이어그램을 보냈고, 도면에는 상호 연결 지점의 단일 150MVA 장치가 표시됩니다. 한 달 후 EPC는 대신 2개의 100 MVA 장치가 포함된 동일한 플랜트를 보냅니다. 두 도면을 모두 작성할 수 있습니다. 파견 첫 해가 지나도 그 중 하나만 올바르게 보일 것입니다.하이브리드 발전소 변압기두 개의 서로 다른 임무 가정을 사용하여 서로 다른 두 팀이 지정한 두 소스 뒤에 있습니다.
작동과의 접촉에서 살아남는 배열, 즉 상호 연결 지점 부하 프로필, 두 저전압 권선 사이의 임피던스, 제로 시퀀스 경로 및 정전 전략 등 4가지 숫자에 따라 결정됩니다. 가격, 탱크 크기 및 일정은 이 네 가지를 따릅니다. 태양열과 저장 장치가 결합된 단일 라인이 우리 책상 위에 놓였을 때 우리가 작업하는 순서는 다음과 같습니다.
하이브리드 플랜트가 일반적인 변압기 가정을 깨는 이유
PV 전용 플랜트는 변압기를 사용하기 쉽습니다. 출력은 조도에 따라 정오에 최고조에 달하고 밤에는 0으로 떨어지므로 장치는 매일 긴 냉각 시간을 갖습니다. 그만큼분산 PV 변압기에 대한 IEEE 가이드인버터 변압기는 하루 최대 14시간 동안 부하가 걸릴 수 있지만 해당 창의 일부에 대해서만 100%로 유지되며 밤새 무부하 기간이 길다는 점에 주목합니다. 디자이너들은 거의 여백 없이 명판 등급을 받아들일 때 그 패턴에 의지합니다.
배터리는 하루의 모습을 바꿉니다. 충전은 PV가 강하거나 야간 요금이 낮을 때 이루어지며, 방전은 저녁 피크 시간에 이루어집니다. 두 소스를 하나의 상호 연결 제한 뒤에 두면 변압기가 태양을 따라가는 것을 멈춥니다. 날씨가 아닌 트레이더가 작성한 발송 지시나 최적화 알고리즘을 따릅니다.
우리의 공장을 예로 들어 보겠습니다. 상호 연결은 120MW로 제한됩니다. 정오에 어레이는 90MWac를 생산하고 배터리는 30MW로 충전하므로 60MW가 변압기를 통과합니다. 19:00에 어레이는 0에 있고 배터리는 60MW를 방전하므로 60MW가 반대 방향으로 다시 변압기를 통과합니다. 이 장치는 하루 16시간 동안 80%에서 95% 사이에 로드되어 있을 수 있으며 PV 전용 설계에서 얻을 수 있는 깊은 밤새 냉각 시간을 결코 볼 수 없습니다.
옵션 A: 승압 변압기 2개, 소스당 1개
태양광+저장 플랜트의 기존 배열은 각 소스에 자체 2권선 승압 변압기(PV 컬렉터의 약 8.5% 임피던스에서 100MVA 230/34.5kV 장치)와 배터리 컬렉터의 일치하는 100MVA 장치를 제공합니다. 각각은 자체 하이사이드 차단기, 자체 차동 구역 및 자체 오일 시스템을 갖추고 있습니다. 230kV 버스를 제외하고 두 가지를 전기적으로 연결하는 것은 없습니다.
이 배열의 경우는 실패 억제 및 회계입니다. PV 필드의 컬렉터 오류로 인해 하나의 87T 영역이 이동하고 배터리가 몇 초 내에 그리드로 자유롭게 방전됩니다. 조세 형평 구조에서는 기술별로 별도의 계량이 필요한 경우가 많으며 두 개의 변환기가 이를 간단하게 만듭니다. 건설 단계도 깔끔하게 진행됩니다. PV 장치는 배터리 인클로저가 완성되기 9~12개월 전에 PV 상업 운전 시 에너지를 공급받습니다.
비용은 철과 베이로 지불됩니다. 2개의 코어는 발전소의 발전 여부에 관계없이 24시간 내내 2개의 무부하 손실 수치와 두 번째 230kV 차단기, 두 번째 서지 방지기 세트, 두 번째 제어 캐비닛 및 대략 두 배의 콘크리트를 전달합니다. 예비 베이가 있는 사이트에서는 이러한 페널티가 허용됩니다. 제한된 변전소에서는 그렇지 않은 경우가 많습니다.
옵션 B: 3권선 하이브리드 발전소 변압기 1개
대안은 150/90/60 MVA에서 230/34.5/34.5 kV 정격의 3권선 변압기 1개이며, 두 컬렉터 모두 별도의 저전압 권선에 연결됩니다. 벡터 그룹은 대부분의 구매자가 기대하는 것보다 더 중요합니다. YNyn0이 아닌 YNyn0d11을 지정하십시오. 델타 3차 전류는 저전압 지락 중에 순환할 수 있는 경로를 제로 시퀀스 전류에 제공하고, 탱크 강철을 통하지 않고 어딘가로 이동할 수 있는 3차 고조파 플럭스를 제공합니다. 이것이 없으면 34.5kV 컬렉터의 지락 전류는 변압기를 통한 복귀 경로가 없으며 하류의 모든 접지 릴레이 설정은 추정치가 됩니다.
임피던스는 150MVA를 기준으로 일반적으로 PV 대비 10.5%, 배터리 대비 10.5%로 표시되며, 이는 PV 대 배터리 수치가 거의 19%에 가깝습니다. 이러한 결합은 단일 장치의 숨겨진 비용입니다. PV 컬렉터의 결함으로 인해 배터리 버스도 중단되고 배터리 인버터는 생성되지 않은 전압 강하를 견뎌야 합니다. 이것이 가능한지 여부는 변압기 공급업체가 아니라 인버터 데이터시트와 상호 연결 연구에 대한 문제입니다.
얻을 수 있는 것은 하이사이드 베이 1개, 오일 보존 시스템 1개, 코어 1개입니다. 일반적인 150MVA 3권선 설계에서 무부하 손실은 동일한 총 정격에서 2개의 100MVA 장치에 대해 약 120~130kW에 비해 90~100kW 근처에 도달합니다. 20년 동안 8센트 비율로 그 격차는 실제 돈이며 일반적으로 입찰 검토에서 승리합니다. 다른 프로젝트의 데이터시트가 아닌 제조업체 손실 계산과 비교하여 확인하세요.
당신이 포기하는 것은 가용성입니다. 부싱 고장, 탭 체인저 고장 또는 오일 펌프 고장으로 인해 두 수익원이 동시에 오프라인 상태가 되며 150MVA 3권선 장치는 재고 품목이 아닙니다. 수리 또는 교체 기간은 몇 주가 아닌 몇 달 단위로 측정됩니다. 공장에 확고한 생산능력 의무가 있는 경우 해당 노출은 사후 운영 매뉴얼에 속하지 않고 비즈니스 사례에 속합니다.
나중에 고칠 수 없는 임피던스 수치
3권선 변압기 임피던스는 코어의 권선 구조에 의해 설정되며 일단 장치가 제작되면 재구축 외에는 조정이 필요하지 않습니다. 나중에 단락 연구에서 34.5kV 오류 듀티가 스위치기어 정격을 초과한다는 결론이 나올 경우 유일한 해결 방법은 직렬 리액터 또는 새 변압기입니다. 2개 장치 구성에서는 구매 주문 전에 하나의 100 MVA 사양을 변경하면 동일한 문제가 해결됩니다.
선정 이후가 아닌 사양 이전에 연구를 실행하세요. 대부분의 최신 인버터가 정격 전류의 1.1~1.5배에 적용되는 전류 제한을 포함하여 각 인버터 제품군의 고장 전류 기여도를 물어보고 콜렉터 스위치기어의 정격이 무엇인지 물어보십시오. 10.5%의 150MVA 장치는 8.5%의 두 개의 100MVA 장치보다 34.5kV에서 실질적으로 다른 결함 수준을 제공하며 그 차이로 인해 25kA에서 31.5kA 개폐 장치 등급으로 이동할 수 있습니다.
로딩, 핫스팟 및 결코 오지 않는 쿨다운
순환 부하 허용치는 변압기 견적에서 가장 많이 남용되는 부분입니다. 그만큼IEEE 로딩 가이드, 2025년 개정정의된 피크 이후 정의된 냉각 기간이 뒤따를 때 장치를 명판 위에 로드할 수 있는 방법을 설명하고 거래를 관장하는 온도 기준을 설정합니다. 그러한 방법은 건전합니다. 문제는 일반적으로 이전 프로젝트에서 빌린 PV 전용 일일 곡선을 적용한다는 것입니다.
대신 가이드에게 하이브리드 프로필을 제공하세요. 110도 핫스팟 제한이 있는 65도 상승 장치는 주변 온도 40도에서 18시간 동안 95% 부하로 작동하며 정오에 잠시 건드리지 않고 하루 종일 해당 제한에 가깝게 유지됩니다. 절연 노화는 기준 핫스팟 온도보다 6K 높을 때마다 대략 두 배가 되므로 2시간 피크와 18시간 안정기 사이의 차이는 수명 손실 측면에서 반올림 오류가 아닙니다.
두 가지 실질적인 결과. 먼저 상호연결 지점에서 24시간 순교류곡선을 구하고 30도가 아닌 현장설계주위에서의 핫스팟 계산을 요구한다. 둘째, 냉각 단계를 정직하게 지정하십시오. 지속적으로 작동하는 팬에 따라 달라지는 ONAF 등급은 팬을 부스트로 사용하는 ONAN 등급과 다른 자산이며, 보조 전원 및 팬 고장 경보 철학을 통해 어떤 제품을 구입했는지 알려야 합니다.
보호, 접지 및 역전력
인버터 기반 소스는 오류 발생 시 동기식 기계처럼 작동하지 않습니다. 전류는 제한되고, 각도는 제어되며, 네거티브 시퀀스 특성은 발전기와 다릅니다. 3권선 장치에서 차동 계전기는 90/60 MVA 분할과 일치하지 않는 비율로 3개의 제한 전류를 처리해야 하며, 로우 측 접지 요소는 델타 3차를 포함하는 제로 시퀀스 네트워크에 대해 설정되어야 합니다. 이는 해결 가능한 문제이지만 릴레이 엔지니어의 문제이며 시운전 시 발견하기보다는 처음부터 범위 내에 있어야 합니다.
역전력은 사양에서 자체 라인에 적합합니다. 밤새 배터리는 그리드에서 충전되므로 실제 전력은 탭이 수출 방향으로 선택된 변압기를 통해 230kV 권선에서 34.5kV 배터리 권선으로 흐릅니다. 하이 측 부하시 탭 절환기는 실제 작동 대역(일반적으로 상호 연결에서 장치당 0.95~1.05)을 커버해야 하며, 예정된 충전과 의도하지 않은 백피드를 구별할 수 있도록 방향 요소를 설정해야 합니다.IEEE 1547-2018전압 및 주파수 라이드 스루를 포함하여 해당 인터페이스의 인버터 측을 제어하지만 변압기 임피던스 및 탭 범위는 플랜트가 처음에 해당 제한 내에 있는지 여부를 결정합니다.
접지는 두 가지 배치의 비용이 가장 많이 다른 부분입니다. 2개의 별도 장치는 2개의 독립적인 34.5kV 접지 설계를 의미하며, 각각 자체 지그재그 장치 또는 중성 저항기가 있는 접지 Y형을 가지며 각각 자체적으로 연구됩니다. 델타 3차가 포함된 하나의 3권선 장치를 사용하면 두 수집기가 모두 제로 시퀀스 참조를 공유할 수 있으므로 연구는 단순화되지만 위험은 집중됩니다. 즉, 실수가 두 소스에 동시에 영향을 미칩니다.
그들 사이에서 선택하는 것과 인용하기 전에 우리가 묻는 것
| 표준 | 100MVA 2권선 장치 2개 | 150 MVA 3권선 장치 1개 |
| 하이사이드 베이 및 차단기 | 둘 | 하나 |
| 총 무부하 손실(일반) | 120~130kW | 90-100kW |
| 정전 노출 | 한 번에 하나의 소스 | 두 소스가 함께 |
| 차동 보호 | 두 개의 간단한 87T 영역 | 87T 1개, 구속 세트 3개 |
| 제로 시퀀스 경로 | 수집기마다 독립적 | 델타 3차 필요 |
| 수집기 결함 결합 | 변압기를 통하지 않음 | PV 결함으로 인해 배터리 버스가 저하됨 |
| 배송 및 운송 | 표준 무거운 운반 | 허가, 철도 연구, 더 긴 리드 타임 |
| 최적의 핏 | 조세 형평 측정, 단계적 COD, 기업 역량 | 단일 베이, 긴밀한 플롯, 손실 중심 입찰 |
2개의 승압 변압기와 단일 하이브리드 발전소 변압기 중에서 선택하는 것이 기술적인 결정을 내리는 경우는 거의 없습니다. 10년 동안 두 가지를 모두 인용한 후 우리의 경험에 따르면, 플랜트에 확실한 용량 의무가 있거나 상호 연결에 별도의 계량 요구 사항이 있는 경우 두 개의 장치를 선택하고 추가 베이를 허용합니다. 변전소 부동산이 고정되어 있고 베이가 존재하지 않으며 입찰이 자본화 손실로 결정되면 3권선 장치가 승리하고 가용성 질문이 예비 전략으로 이동합니다.
개발자가 우리에게 견적을 요청하면하이브리드 발전소 변압기, 우리는 설계 파일을 열기 전에 상호 연결 제한이 있는 단일 라인, 일반적인 봄과 여름날의 24시간 순 교환 곡선, 인버터 결함 전류 기여 편지, 접지 연구 또는 적어도 컬렉터 접지 철학 및 운송 경로 등 5가지 문서를 요청합니다. 마지막은 서류작업이 아닙니다. 오일을 사용하는 150 MVA 3권선 장치는 200톤을 초과할 수 있으며, 교량을 통과하는 경로와 그렇지 않은 경로의 차이는 강철이 절단되기 몇 달 전에 결정되는 경우가 많습니다.
Ryan Electric은 2007년부터 장쑤에 있는 120,000m2 규모의 시설에서 37개의 특허와 180개 이상의 생산 및 테스트 장비 세트를 갖춘 변압기를 제조해 왔으며 2023년부터 Eaton과 합작 투자 파트너가 되었습니다. 이러한 파트너십이 바로 우리가 발행하는 하이브리드 견적이 데이터시트 사본이 아닌 완전한 임피던스 및 손실 연구를 수행하는 이유입니다. 리뷰 체인은 이면의 부하 곡선이 없는 등급을 받아들이지 않습니다.
향후 12개월 동안 프로젝트에 대한 두 가지 계약을 고려 중이라면 단일 회선과 파견 곡선을 보내십시오. 우리는 동일한 베이스에 대한 손실 및 임피던스 비교와 함께 가격이 책정된 두 구성을 모두 반환할 것이므로 결정은 누군가가 물려받은 그림 대신 숫자에 따라 이루어집니다.
저자 소개
이 기사는 2007년부터 북미, 중동 및 동남아시아에 건식, 침지형, 패드 장착형 및 소형 변전소 장비를 공급하고 있는 중국 장쑤성에 본사를 둔 변압기 제조업체인 Ryan Electric(Ryan Transformers)의 응용 엔지니어링 팀에서 작성했습니다. 팀은 유틸리티 규모의 태양광, 저장 및 데이터 센터 프로젝트에 대한 단일 라인 다이어그램, 임피던스 및 손실 연구와 인증 문서(UL, cULus, CSA, IEEE, IEC)를 검토합니다. Ryan Electric은 2023년부터 Eaton과 합작 투자 파트너로 활동해 왔습니다. 여기에서 논의된 사양 질문은 ryan-transformers.com의 문의 양식을 통해 보낼 수 있습니다. 마지막 검토일: 2026년 10월.
공개: Ryan Electric은 이 기사에서 논의된 변압기를 제조 및 판매합니다. 손실, 임피던스 및 비용 수치는 설명된 정격에 대한 일반적인 설계 단계 값이며 구매 전 프로젝트별 손실 계산 및 단락 연구를 통해 확인해야 합니다.
