คำตอบก่อน: GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพกำหนดขนาดจาก MVA ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แล้วปรับพิกัดใหม่สำหรับอากาศ 45 °C, H₂S และความสูง
หม้อแปลงเพิ่มแรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (GSU) สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพกำหนดขนาดจาก MVA ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ค่าตัวประกอบกำลังพิกัด — โดยทั่วไป 1.05–1.10 × MVA ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยมีอิมพีแดนซ์ 8–12% ที่ 33 kV — ไม่ใช่จาก MW ตามป้ายชื่อของโรงไฟฟ้า ตัวเลขที่ทำให้ผู้ซื้อครั้งแรกประหลาดใจที่สุดคือโหลดภายในโรงไฟฟ้า: โรงไฟฟ้าแบบแฟลชสตีมใช้พลังงาน 8–18% ของกำลังผลิตรวม และโรงไฟฟ้าแบบไบนารี ORC ที่ใช้คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศใช้ 15–30% ดังนั้นหน่วย 25 MW ต้องการหม้อแปลงเสริม 3–6 MVA รวมถึง GSU ขนาด 30–35 MVA สิ่งที่แยก GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพออกจาก GSU สำหรับพลังน้ำหรือลมไม่ใช่ภาระทางไฟฟ้า แต่เป็นสภาพแวดล้อม: ไฮโดรเจนซัลไฟด์ 100–1,000 ppmv ในไอน้ำ, อากาศในอาคารโรงไฟฟ้า 45–50 °C, ความสูง 1,500–2,700 ม. และแผ่นดินไหวในเขตภูเขาไฟ เนื่องจากโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพเดินเครื่อง 7,500–8,000 ชั่วโมงต่อปีที่ภาระฐาน ค่ากำลังสูญเสียไม่มีโหลดและกำลังสูญเสียขณะมีโหลดจึงมีมูลค่าประมาณ USD 6,000–8,000 ต่อ kW ที่คิดเป็นทุน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมหม้อแปลงราคาถูกจึงเป็นตัวเลือกที่แพงในที่นี้
ประเด็นสำคัญ
- กำหนดขนาด GSU จาก MVA ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า × 1.05–1.10 ที่ค่าตัวประกอบกำลัง 0.85–0.92 แล้วตรวจสอบภาระเสริมแยกต่างหาก: โรงไฟฟ้าแบบแฟลช 8–18% ของกำลังผลิตรวม, โรงไฟฟ้าแบบไบนารี ORC 15–30%
- H₂S ที่ 100–1,000 ppmv กัดกร่อนทองแดง เงิน และสังกะสี ดังนั้นจึงต้องระบุทองแดงชุบดีบุก อุปกรณ์สแตนเลส 316 สีตาม ISO 12944 C5-M หรือถังปิดผนึก IP55 และตัวหายใจแบบสารดูดความชื้น — ไม่ใช่ถังทาสีมาตรฐาน
- IEC 60076-2 กำหนดพิกัดหม้อแปลงแช่ของเหลวสำหรับอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด 40 °C; อาคารโรงไฟฟ้าที่ 50 °C มีต้นทุนประมาณ 8–10% ของพิกัด เว้นแต่จะเลื่อนขึ้นชั้นการระบายความร้อน (ONAN เป็น ONAF) หรือเพิ่มขนาดขึ้นหนึ่งขั้น
- การปฏิเสธโหลดและการทำงานแบบแยกโดด ไม่ใช่การรับโหลดปกติ เป็นตัวกำหนดช่วงแทปและขีดจำกัดการกระตุ้นเกิน: ระบุ OLTC ±8 × 1.25%, การทนฟลักซ์เกินต่อเนื่อง 110% และการทดสอบปฏิเสธโหลดที่มีพยาน
- ที่ 8,000 ชม./ปี และ USD 0.07/kWh กำลังสูญเสียรวมแต่ละ kW มีมูลค่าประมาณ USD 7,000 ตลอด 25 ปี — ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น 0.1 จุดเปอร์เซ็นต์บนหน่วย 40 MVA มีมูลค่ามากกว่าส่วนต่างราคาทั่วไประหว่างซัพพลายเออร์สองราย
หม้อแปลงอยู่ตรงไหนในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ? สี่หน้าที่ สี่ข้อกำหนด
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพมีความเรียบง่ายทางไฟฟ้าและเป็นสภาพแวดล้อมที่เป็นศัตรู กำลังไฟฟ้าไหลจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 11–15 kV ผ่าน GSU ไปยังตัวรวบรวม 33 kV หรือการเชื่อมต่อโครงข่าย 115–220 kV ในขณะที่ระบบเสริมที่เล็กกว่ามากจ่ายไฟให้ปั๊มและพัดลมที่ทำให้วัฏจักรทำงานอยู่ หน้าที่หม้อแปลงสี่ประการด้านล่างมักถูกเสนอเป็นรายการเดียวในการประกวดราคา ซึ่งเป็นสาเหตุที่โรงไฟฟ้าลงเอยด้วยหน่วยเสริมที่เล็กเกินไปและ GSU ที่ทาสีมากเกินไป
| หน้าที่ | พิกัดทั่วไป | แรงดันไฟฟ้า | สิ่งที่กำหนดข้อกำหนดจริง ๆ |
|---|---|---|---|
| เพิ่มแรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (GSU) | 12–80 MVA | 11–15 kV / 33–220 kV | MVA และ pf ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, ช่วงอิมพีแดนซ์สำหรับระดับความผิดพร่องของโครงข่าย, การปฏิเสธโหลด, ช่วง OLTC, การคิดทุนกำลังสูญเสีย, H₂S และอุณหภูมิแวดล้อม |
| หม้อแปลงเสริมของหน่วย (UAT) | 1.5–6 MVA | 11–33 kV / 0.4–6.6 kV | ภาระมอเตอร์ที่เชื่อมต่อและภาระการสตาร์ท, สเปกตรัมฮาร์มอนิกของ VFD, อุณหภูมิแวดล้อม 45 °C ในห้องไฟฟ้า, การจ่ายไฟสำรองระหว่าง GSU หยุดซ่อม |
| หม้อแปลงปั๊มหลุมเจาะ / หัวหลุม | 0.5–2.5 MVA | 11–33 kV / 0.4–3.3 kV | กระแสชาร์จของสายเคเบิลยาว, การสตาร์ทมอเตอร์ ESP, แรงดันตกคร่อมสายเคเบิลแหล่งหลุม 1–3 กม., ภาระฮาร์มอนิกจาก VFD ของปั๊ม |
| โมดูลไบนารี ORC หรือสถานีไฟฟ้าย่อยส่งออก | 2–15 MVA | 0.69–11 kV / 33 kV | ภาระพัดลมคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ, การลดพิกัดตามอุณหภูมิแวดล้อม, กังหันความเร็วต่ำและชุดเกียร์, รอบการสตาร์ท-หยุดอย่างรวดเร็ว |
GSU และ UAT เป็นสองหน่วยที่มีความสำคัญเชิงพาณิชย์: รวมกันแล้วโดยทั่วไปคิดเป็น 6–9% ของต้นทุนชุดเครื่องกลและไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าแบบแฟลช และเป็นสองรายการที่ความล้มเหลวทำให้การผลิตไฟฟ้าหยุดโดยสิ้นเชิง ในทางกลับกัน หม้อแปลงหัวหลุมเป็นหน่วยระดับจำหน่ายที่ต้องทนต่อการจ่ายไฟผ่านสายเคเบิลหลายกิโลเมตรในแหล่งหลุมที่ร้อน ชื้น และมีกำมะถัน
คุณกำหนดขนาด GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพในห้าขั้นตอนได้อย่างไร?
ลำดับนั้นแน่นอน: กำลังไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, ค่าตัวประกอบกำลัง, ระยะเผื่อ, ช่วงอิมพีแดนซ์ และจากนั้นการปรับพิกัดใหม่ตามสภาพแวดล้อมที่แม่แบบส่วนใหญ่ลืมไป
ขั้นตอนที่ 1 — MVA ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไม่ใช่ MW ของโรงไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไอน้ำ 30 MW ที่ค่าตัวประกอบกำลัง 0.88 และ 11 kV ให้กำลัง 34.1 MVA ที่ขั้วต่อ MW พิกัดของกังหันเป็นตัวเลขทางความร้อน ส่วนหม้อแปลงมองเห็นกำลังปรากฏ
ขั้นตอนที่ 2 — เผื่อระยะขอบ ใช้ 1.05–1.10 × MVA ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อรองรับการแกว่งของแรงดันและความถี่ ภาวะโอเวอร์โหลดช่วงสั้นระหว่างการปฏิเสธโหลด และข้อเท็จจริงที่ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักถูกปรับพิกัดเพิ่มขึ้นหลังการอัปเกรดกังหัน สำหรับตัวอย่าง 34.1 MVA ความต้องการคือ 35.8–37.5 MVA ซึ่งลงตัวที่พิกัดมาตรฐาน 40 MVA
ขั้นตอนที่ 3 — กำหนดช่วงอิมพีแดนซ์ บนระบบเก็บกระแส 33 kV อิมพีแดนซ์ของ GSU ปกติอยู่ที่ 8–12% บนการเชื่อมต่อ 115–220 kV อยู่ที่ 10–14% อิมพีแดนซ์ที่ต่ำลงช่วยลดแรงดันตกขณะสตาร์ทมอเตอร์และปรับปรุงพฤติกรรมการปฏิเสธโหลด แต่จะเพิ่มกระแสฟอลต์ด้านแรงดันต่ำที่เบรกเกอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและตัวเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเองต้องทนได้ ตรวจสอบระดับฟอลต์ที่เกิดขึ้นเทียบกับรีแอกแตนซ์ซับทรานเซียนต์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและพิกัดของสวิตช์เกียร์โดยใช้วิธีการในคู่มือการคำนวณกระแสลัดวงจรของเรา
ขั้นตอนที่ 4 — ปรับพิกัดตามสภาพพื้นที่ โรงไฟฟ้าที่ระดับความสูง 1,600 m อุณหภูมิอากาศ 45 °C ไม่ใช่สภาวะอ้างอิงตาม IEC ให้ใช้การแก้ไขตามอุณหภูมิแวดล้อม (ประมาณ 1% ของพิกัดต่อ K ที่สูงกว่า 40 °C สำหรับหน่วยจุ่มน้ำมัน มากกว่านั้นสำหรับชนิดแห้ง) การแก้ไขตามระดับความสูงที่สูงกว่า 1,000 m และการตัดสินใจเรื่องระดับการระบายความร้อน: การเปลี่ยนจาก ONAN เป็น ONAF1 โดยทั่วไปจะได้พิกัดคืนมา 20–25% โดยสูญเสียเพิ่มขึ้น 1–2%
ขั้นตอนที่ 5 — ปัดเป็นพิกัดมาตรฐานและตรวจสอบการสูญเสีย เลือกขนาดมาตรฐานถัดไปหลังการลดพิกัด แล้วประเมินการสูญเสียไม่มีโหลดและการสูญเสียโหลดที่ 8,000 ชม./ปี ด้วยราคาพลังงานของคุณเอง การคำนวณอยู่ในคู่มือสูตรการกำหนดขนาดและงบประมาณของเรา ตารางการคิดต้นทุนการสูญเสียในส่วนถัดไปของบทความนี้แสดงให้เห็นว่าทำไมหน่วย 40 MVA ที่ 99.45% กับอีกหน่วยที่ 99.30% จึงไม่ใช่การซื้อแบบเดียวกัน
Flash steam หรือ binary ORC: วัฏจักรเปลี่ยนหม้อแปลงอย่างไร?
เทคโนโลยีการแปลงพลังงานเป็นตัวกำหนดความเร็วเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า ภาระไฟฟ้าช่วย และรูปแบบการเดินเครื่อง — ทั้งสี่อย่างนี้ป้อนเข้าสู่ข้อกำหนดของหม้อแปลง
| พารามิเตอร์ | โรงไฟฟ้า Flash steam | โรงไฟฟ้า Binary ORC |
|---|---|---|
| อุณหภูมิแหล่งพลังงาน | สูงกว่าประมาณ 180 °C | 90–180 °C |
| ตัวขับเคลื่อนหลัก | กังหันไอน้ำ 3,000 หรือ 3,600 rpm ต่อตรง | กังหันความเร็วต่ำพร้อมเกียร์ หรือเทอร์โบเอ็กซ์แพนเดอร์ความเร็วสูง |
| ขนาดหน่วยทั่วไป | 20–70 MW | 3–30 MW |
| แรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้า | 11–15 kV | 0.69–11 kV |
| ภาระไฟฟ้าใช้เอง | 8–18% ของกำลังผลิตรวม (ปั๊มน้ำหล่อเย็น ปั๊มสุญญากาศ คอมเพรสเซอร์ NCG ปั๊มบ่อ) | 15–30% ของกำลังผลิตรวม (ปั๊มของไหลทำงาน พัดลมคอนเดนเซอร์ระบายอากาศ) |
| รูปแบบการเดินเครื่อง | โหลดฐาน 7,500–8,000 ชม./ปี เริ่มเดินเครื่องไม่บ่อย | โหลดฐานแต่เริ่ม-หยุดบ่อยกว่า กำลังผลิตลดลงตามอุณหภูมิแวดล้อม |
| ผลต่อหม้อแปลง | GSU ขนาดใหญ่ UAT ขนาดปานกลาง ใช้ OLTC สำหรับแรงดันกริด กรณีออกแบบคือการปฏิเสธโหลด | GSU เล็กลง UAT ใหญ่ขึ้นตามสัดส่วน ทั้งสองต้องลดพิกัดตามอุณหภูมิแวดล้อม รับภาระฮาร์มอนิกจากพัดลม VFD |
ความแตกต่างในทางปฏิบัติคือเงินลงไปอยู่ที่ไหน ในโรงไฟฟ้า flash นั้น GSU เป็นตัวหลัก และข้อโต้แย้งทางเทคนิคเกี่ยวกับอิมพีแดนซ์ การปฏิเสธโหลด และการกัดกร่อน ในโรงไฟฟ้า binary นั้นหม้อแปลงไฟฟ้าช่วยและพัดลมคอนเดนเซอร์เป็นตัวหลัก: บนหน่วย ORC ระบายอากาศ 15 MW ที่อุณหภูมิแวดล้อมพื้นที่ 40 °C กำลังพัดลมเพียงอย่างเดียวอาจสูงถึง 1.5–2.5 MW ซึ่งเท่ากับหม้อแปลงไฟฟ้าช่วย 2,000–3,150 kVA ก่อนจะบวกภาระปั๊มใด ๆ
โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพมีภาระไฟฟ้าสูญเปล่ามากแค่ไหนจริง ๆ?
ภาระไฟฟ้าสูญเปล่าเป็นตัวเลขที่มีประโยชน์ที่สุดเพียงตัวเดียวสำหรับการกำหนดขนาดระบบไฟฟ้าช่วย และมันแปรผันระหว่างประเภทโรงไฟฟ้ามากกว่าที่แปรผันระหว่างผู้ผลิต ช่วงค่าด้านล่างมาจากโรงไฟฟ้า flash และ binary ที่เดินเครื่องอยู่จริงและจากการรับประกันสมรรถนะของผู้จำหน่าย ให้ถือเป็นช่วงค่าสำหรับการออกแบบ ไม่ใช่มาตรฐาน
| การกำหนดค่าของโรงไฟฟ้า | โหลด parasitic (% ของค่าพิกัดรวม) | อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานหลัก |
|---|---|---|
| Flash, ระบายความร้อนด้วยน้ำ, หอทำความเย็นแบบเปียก | 8–12% | ปั๊มน้ำหมุนเวียน, พัดลมหอทำความเย็น, ปั๊มสุญญากาศ, การจัดการ NCG |
| Flash, คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ | 12–18% | พัดลม ACC (มักเป็น 50% ของโหลดภายใน), ปั๊มสุญญากาศ, คอมเพรสเซอร์ NCG |
| Flash ที่มีก๊าซไม่ควบแน่นสูง | 15–22% | คอมเพรสเซอร์หรืออีเจ็คเตอร์ NCG; แหล่งก๊าซสูงเช่นแหล่งประเภท Kızıldere |
| Binary ORC, ระบายความร้อนด้วยน้ำ | 12–18% | ปั๊มของไหลทำงาน, ปั๊มน้ำหล่อเย็น, พัดลม |
| Binary ORC, ระบายความร้อนด้วยอากาศ | 18–30% | พัดลม ACC, ปั๊มของไหลทำงาน; แย่ที่สุดเมื่ออุณหภูมิสิ่งแวดล้อมภายนอกสูง |
| Wellfield (ปั๊มในหลุม) | เพิ่มอีก 2–6% | ปั๊ม ESP หรือปั๊มแบบเพลา, 200–1,500 kW ต่อตัว, ขับด้วย VFD |
กำหนดขนาด UAT จากโหลดที่ต่ออยู่โดยเผื่อระยะ 1.15–1.25 เท่า ไม่ใช่จากความต้องการเฉลี่ยที่วัดได้: ระบบทำความเย็นถูกออกแบบสำหรับวันที่ร้อนที่สุด และในวันนั้นหม้อแปลงก็ถูกลดพิกัดลงเช่นกัน การใช้ UAT ขนาดครึ่งหนึ่งสองตัวพร้อมเบรกเกอร์เชื่อมต่อเป็นเรื่องปกติในโรงไฟฟ้าที่มีกำลังเกิน 30 MW เพราะการสูญเสียแหล่งจ่ายไฟเสริมระหว่างที่ GSU หยุดทำงาน มิฉะนั้นหมายถึงการหยุดเดินเครื่องทั้งหมดแทนที่จะเป็นช่วงระบายความร้อนแบบบังคับ
ทำไมไฮโดรเจนซัลไฟด์จึงกำหนดครึ่งหนึ่งของข้อกำหนด?
ไอน้ำความร้อนใต้พิภพมี H₂S ที่ 50–1,000 ppmv และไอน้ำที่ควบแน่นจะเปลี่ยนเป็นสารละลายกรดอ่อนที่มี pH 3–4 เมื่อมี CO₂ ผลลัพธ์คือสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนที่ใกล้เคียงกับโรงงานเคมีมากกว่าโรงไฟฟ้า และมันกัดกร่อนวัสดุที่หม้อแปลงมาตรฐานใช้งานพอดี
สิ่งที่เสียหายก่อน. บัสบาร์ทองแดงเปลือยและการเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นจะหมองและเกิดผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนที่นำไฟฟ้า; หน้าสัมผัสชุบเงินจะหมองเป็นฟิล์มที่มีความต้านทานสูง; รางเคเบิลชุบสังกะสีและสีที่มีสังกะสีสูงจะเสียหายภายในไม่กี่ปี; ข้อต่อแรงดันต่ำอะลูมิเนียมเกิดรูพรุน; ปะเก็นไนไตรล์มาตรฐานแข็งตัว รูปแบบความเสียหายแทบจะไม่รุนแรง — มันปรากฏเป็นการเพิ่มขึ้นของความต้านทานหน้าสัมผัส, จุดร้อนในการถ่ายภาพความร้อน และในที่สุดการทริปของบูคโฮลซ์จากกระดาษที่เสื่อมสภาพ
สิ่งที่ต้องกำหนด. ทองแดงชุบดีบุกสำหรับบัสบาร์และข้อต่อเปลี่ยนแทป; ฮาร์ดแวร์สแตนเลส 316 หรือชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนที่มีความหนาเคลือบที่กำหนด; ระบบสี ISO 12944 C5-M หรือ C5-I (โดยทั่วไป 240–320 µm ฟิล์มแห้งรวม) บนถัง หรือฝาปิดแบบปิดผนึกเชื่อมที่ไม่มีการหายใจ; ตัวดูดความชื้นหรือตัวหายใจแบบเมมเบรนแทนถังเก็บน้ำมันแบบเปิด; ตู้ IP55 สำหรับตู้ขับ OLTC, กล่องรวมสัญญาณและควบคุมพัดลม; และขั้วต่อที่ไม่มีทองแดงหรือชุบดีบุกในกล่องเคเบิล สำหรับแหล่งความร้อนใต้พิภพชายฝั่ง — ไอซ์แลนด์, Olkaria ของเคนยา, แหล่งชายฝั่งของนิวซีแลนด์ — เพิ่มเกลือลงใน H₂S และกำหนดระดับความรุนแรงที่สูงขึ้น
สิ่งที่ต้องตรวจสอบ. ขอเอกสารข้อมูลระบบสีพร้อมหมายเลข批次, รายงานการทดสอบสเปรย์เกลือตาม ISO 9227 (480–720 ชั่วโมงสำหรับ C5) และบันทึกภาพถ่ายรอยเชื่อมถังและการชุบบัสบาร์ก่อนบรรจุถัง ในการใช้งาน ให้เพิ่มการสำรวจด้วยเทอร์โมกราฟีรายไตรมาสของกล่องเคเบิลและช่องเปลี่ยนแทป: มันค้นพบความต้านทานหน้าสัมผัสที่เกิดจาก H₂S ได้นานก่อนที่แนวโน้ม DGA จะพบ
อากาศในโรงไฟฟ้าที่ 45–50 °C ส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างไร?
IEC 60076-2 กำหนดพิกัดหม้อแปลงแบบจุ่มของเหลวที่อุณหภูมิสิ่งแวดล้อมสูงสุด 40 °C, ค่าเฉลี่ยรายวัน 30 °C และค่าเฉลี่ยรายปี 20 °C โรงไฟฟ้าความร้อนใต้พิภพในตุรกี, เคนยาหรืออินโดนีเซียอยู่ที่ 45–50 °C ที่ช่องหม้อแปลงเป็นประจำ เพราะห้องกังหันร้อนโดยการออกแบบและการระบายอากาศมักเป็นสิ่งที่คิดทีหลัง การแก้ไขสองประการตามมา
พิกัด. ตามกฎการทำงานสำหรับหน่วยจุ่มน้ำมัน ลดพิกัดประมาณ 1% ของพิกัดต่อ K ที่สูงกว่า 40 °C สิ่งแวดล้อมที่ขีดจำกัดการเพิ่มขึ้นของขดลวดเดียวกัน ซึ่งคือ 8–10% สำหรับช่องที่ 48–50 °C ตัวเลขที่แน่นอนขึ้นอยู่กับโปรไฟล์โหลดและขีดจำกัดจุดร้อน; IEC 60076-7 ให้การคำนวณการโหลดและการเสื่อมสภาพ และการเพิ่มขึ้น 10 K ในอุณหภูมิจุดร้อนจะลดอายุฉนวนลงประมาณครึ่งหนึ่ง
ระดับการระบายความร้อน. คำตอบที่ถูกที่สุดมักไม่ใช่แกนที่ใหญ่ขึ้นแต่เป็นระดับการระบายความร้อนที่สูงขึ้น: พิกัด ONAF1 โดยทั่วไปฟื้นคืน 20–25% เหนือ ONAN สำหรับการสูญเสียเพิ่มเติม 1–2% และ ONAF2 อีก 10–15% พัดลมเพิ่มโหลดเสริม 2–15 kW, เสียงรบกวนและรายการบำรุงรักษาในบรรยากาศที่มีกำมะถัน — กำหนดมอเตอร์พัดลมเป็น IP55 พร้อมตัวยึดสแตนเลสและใบพัดสำรองหนึ่งชุด
หน่วยแบบแห้งมีพฤติกรรมที่แตกต่างออกไป: IEC 60076-11 กำหนดการแก้ไขระดับความสูงเหนือ 1,000 ม. และขีดจำกัดอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดที่ตายตัวขึ้นอยู่กับชั้นฉนวน หน่วยหล่อเรซิน Class F ที่พิกัดอุณหภูมิแวดล้อม 40 °C ไม่สามารถติดตั้งในห้องไฟฟ้าที่ 50 °C ที่ระดับความสูง 1,800 ม. และคาดหวังให้ทำงานได้ตามพิกัดบนป้ายชื่อ ต้องลดพิกัดลง 10–15% หรือกำหนด Class H ที่มีอุณหภูมิแวดล้อมออกแบบสูงกว่า ดู ชั้นฉนวน และ การลดพิกัดที่ระดับความสูงและอุณหภูมิสูง
จะเลือกวิธีการระบายความร้อนและคำนวณการลดพิกัดได้อย่างไร?
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพใช้รูปแบบการระบายความร้อนสามแบบ: ONAN แบบปิดผนึกสำหรับหน่วยขนาดเล็ก, ONAN/ONAF สำหรับ GSU สูงถึงประมาณ 60 MVA และ OFAF หรือ ODAF สำหรับขนาดที่สูงกว่านั้น การเลือกแลกเปลี่ยนต้นทุนเงินลงทุนกับกำลังไฟฟ้าช่วย, เสียงรบกวน และการบำรุงรักษาในบรรยากาศที่มีการกัดกร่อน
| ชั้นการระบายความร้อน | การใช้งานทั่วไป | พิกัดสัมพัทธ์ | กำลังพัดลม/ปั๊ม | การบำรุงรักษาในอากาศที่มี H₂S |
|---|---|---|---|---|
| ONAN | หน่วยที่หัวหลุมและ UAT ขนาดเล็ก, ถังปิดผนึก | 100% | 0 | ต่ำที่สุด — ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่, ไม่มีหม้อน้ำอุดตัน |
| ONAF1 | GSU ส่วนใหญ่ขนาด 20–40 MVA | 120–125% | 3–12 kW | ตลับลูกปืนพัดลมและมอเตอร์ต้องมี IP55 และตรวจสอบ |
| ONAF2 | GSU ขนาด 40–60 MVA ที่อุณหภูมิแวดล้อมสูง | 133–140% | 6–20 kW | ครีบหม้อน้ำอุดตัน; ทำความสะอาดตามกำหนดเวลาคงที่ |
| OFAF / ODAF | สูงกว่า 60 MVA หรือพื้นที่จำกัด | 150%+ | 15–40 kW | ปั๊มน้ำมันและคูลเลอร์เพิ่มจุดที่อาจเสียหาย |
การอุดตันของหม้อน้ำเป็นรายการที่ถูกประเมินต่ำเกินไป ในอ่าวพลังงานความร้อนใต้พิภพ ฝุ่น คราบซิลิกา และตะกอนกำมะถันลดการถ่ายเทความร้อนลง 10–20% ภายในไม่กี่ปี ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการเผื่อระยะการออกแบบอย่างน้อย 10% เหนือภาระที่คำนวณได้จึงเป็นแนวปฏิบัติมาตรฐาน และเป็นเหตุผลที่ผู้ดำเนินการบางรายกำหนดให้ใช้ชุดหม้อน้ำแบบถอดได้หรือคูลเลอร์แบบอากาศสู่น้ำที่มีท่อทำความสะอาดได้ คู่มือวิธีการระบายความร้อนและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของเราครอบคลุมคำจำกัดความของชั้นอย่างละเอียด
จะกำหนดสเปก GSU สำหรับการปฏิเสธโหลดและการทำงานแบบแยกโดดได้อย่างไร?
การปฏิเสธโหลดเป็นกรณีการออกแบบที่แยก GSU ออกจากหม้อแปลงจำหน่าย เมื่อเบรกเกอร์ฝั่งกริดเปิดที่กำลังไฟฟ้าสูงสุด แรงดันที่ขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น ความถี่จะเพิ่มขึ้นจนกว่าผู้ควบคุมกังหันจะตอบสนอง และหม้อแปลงจะเผชิญสภาวะฟลักซ์เกิน (V/f สูงกว่าที่ออกแบบ) เป็นเวลาหลายวินาที ในการทำงานแบบแยกโดดบนตัวเก็บรวบรวม 33 kV ในชนบท — ซึ่งพบได้บ่อยในเคนยา ตุรกี อินโดนีเซีย และฟิลิปปินส์ — GSU อาจต้องรองรับเครือข่ายที่อ่อนแอซึ่งมีแรงดันแกว่งตัวมาก
การกระตุ้นเกิน กำหนดให้ทนแรงดันพิกัด 110% ที่ความถี่พิกัดอย่างต่อเนื่อง และ 125% เป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งนาที ตามความสามารถในการทนการกระตุ้นเกินใน IEC 60076-1 ขอให้ผู้ผลิตแสดงความหนาแน่นฟลักซ์ที่คำนวณได้ที่ 110% และยืนยันว่ายังคงต่ำกว่าจุดอิ่มตัวสำหรับเกรดแกนที่จัดหา
ช่วงแทป OLTC ที่ ±8 × 1.25% (17 ตำแหน่ง) บนขดลวด HV เป็นข้อกำหนดทั่วไปสำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพ; ±10% ไม่เพียงพอในกรณีที่ตัวเก็บรวบรวมที่อ่อนแอแกว่งตัว 8–10% ระหว่างฤดูฝนและฤดูแล้ง ต้องกำหนดสเปกตัวเปลี่ยนแทปสำหรับกระแสโหลดเต็มที่แทปต่ำสุดและสำหรับปริมาณฮาร์มอนิกของโหลด
การทดสอบการปฏิเสธโหลด กำหนดให้มีการทดสอบที่โรงงานโดยมีพยาน присут หรือการทดสอบ ณ สถานที่ที่มีเอกสารบันทึกที่โหลด 100% โดยเปิดเบรกเกอร์กริด บันทึกแรงดันที่ขั้ว ความถี่ และอุณหภูมิขดลวดหม้อแปลงเป็นเวลา 10 วินาที นี่เป็นการทดสอบระบบ ไม่ใช่การทดสอบหม้อแปลง แต่สิ่งที่พิสูจน์คือความสามารถในการทนฟลักซ์เกินและความสามารถทางความร้อนระยะสั้นของหม้อแปลง ในโรงไฟฟ้าที่มีบายพาสไปยังตัวเก็บรวบรวม 33 kV ให้กำหนดเงื่อนไขการทำงานแบบขนานในคู่มือการทำงานแบบขนานของเราด้วย
GSU ต้องการอิมพีแดนซ์และความแข็งแรงต่อการลัดวงจรเท่าใด?
อิมพีแดนซ์เป็นการประนีประนอมสามทางระหว่างระดับกระแสลัดวงจร การควบคุมแรงดัน และพฤติกรรมการปฏิเสธโหลด และโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพผลักดันไปในทิศทางที่ผิดปกติเพราะเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับกริด
ช่วงทั่วไป 8–12% สำหรับ GSU 33 kV, 10–14% ที่ 115–220 kV ต่ำกว่า 8% กระแสลัดวงจรด้าน LV จะเพิ่มขึ้นสู่ผลรวมของส่วนที่มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับกริด ซึ่งอาจเกินพิกัดเบรกเกอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า; สูงกว่า 14% แรงดันตกขณะสตาร์ทมอเตอร์เสริมและการใช้กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟจะกลายเป็นปัญหาหนักบนตัวเก็บรวบรวมที่อ่อนแอ
ความแข็งแรงต่อการลัดวงจร ระบุให้เป็นไปตาม IEC 60076-5 ด้วยระยะเวลาทางความร้อน 2 s และมีความสามารถที่พิสูจน์ได้ในการทนต่อค่าพีคแบบอสมมาตรที่คำนวณไว้ หน่วยผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพมักเป็นสถานีที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องเดียว ดังนั้นด้านแรงดันต่ำ (LV) ของ GSU จะรับกระแสฟอลต์จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกือบทั้งหมด — ตรวจสอบว่าขดลวด LV ได้รับการออกแบบให้รองรับแรงรองรับทั้งแนวรัศมีและแนวแกนสำหรับกรณีนี้ และขอรายงานผลการทดสอบการลัดวงจรแทนที่จะเป็นบันทึกการคำนวณ
การทำงานแบบขนาน ในกรณีที่ GSU สองตัวจ่ายไฟให้บัส 33 kV เดียวกัน ความคลาดเคลื่อนของอิมพีแดนซ์ที่เกิน 10% ของค่าเฉลี่ยจะทำให้การแบ่งภาระไม่เท่ากันและเกิดกระแสหมุนเวียน ระบุค่าความคลาดเคลื่อนของอิมพีแดนซ์ที่ ±7.5% ของค่าที่ประกาศไว้ และจับคู่อัตราส่วน X/R ไม่ใช่แค่ค่าเปอร์เซ็นต์เท่านั้น
ควรกำหนดสเปกของตัวเปลี่ยนแทปสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพอย่างไร?
GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพส่วนใหญ่ใช้ตัวเปลี่ยนแทปแบบมีโหลด (on-load tap changer) ที่จุดดาวด้านแรงดันสูง (HV) เนื่องจากโรงไฟฟ้าต้องรักษาแรงดันของระบบเก็บรวบรวมไฟฟ้าไว้ขณะที่แรงดันกริดเปลี่ยนแปลงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานที่กำลังผลิตคงที่เป็นเวลาหลายเดือน ตัวเปลี่ยนแทปแบบไม่มีไฟเลี้ยง (de-energised) ถือเป็นการประหยัดที่ไม่คุ้มค่าในกรณีนี้ เพราะแหล่ง geothermal ไม่สามารถเริ่มเดินเครื่องใหม่ได้อย่างรวดเร็ว และการเปลี่ยนแทปแต่ละครั้งบน DETC หมายถึงการหยุดเดินเครื่อง
ช่วงและขั้น ±8 × 1.25% เป็นค่าเริ่มต้น; ±10 × 1.5% ปรากฏในระบบเก็บรวบรวมไฟฟ้าในชนบทที่อ่อนแอซึ่งมีแรงดันแกว่งตามฤดูกาล ขนาดขั้นสำคัญกว่าช่วงรวมสำหรับการรักษาแรงดัน: 1.25% ทำให้บัสบาร์อยู่ในช่วง ±1% ของค่าเป้าหมาย
ประเภท ปัจจุบัน OLTC แบบสุญญากาศเป็นมาตรฐานสำหรับแรงดันเกิน 33 kV เนื่องจากรอบการบำรุงรักษา (200,000–300,000 ครั้ง) และเนื่องจากอาร์กในน้ำมันทำให้เกิดอะเซทิลีนซึ่งตรวจพบได้ในการวิเคราะห์ก๊าซละลายในน้ำมัน (DGA) ในโรงไฟฟ้าที่อยู่ห่างไกลซึ่งมีรอบการบำรุงรักษา 6–12 เดือน ความแตกต่างนี้คุ้มค่ากับราคาที่สูงกว่า
อุปกรณ์เสริม มอเตอร์ขับเคลื่อนพร้อมการควบคุมทั้งในพื้นที่และระยะไกล การแสดงตำแหน่งแทปไปยัง SCADA ห้องน้ำมันของ OLTC ที่มีหายใจและกรองน้ำมันแยกของตัวเอง และจุดเก็บตัวอย่าง DGA แยกต่างหาก คู่มือเปรียบเทียบ OLTC กับตัวเปลี่ยนแทปแบบไม่มีโหลด ของเราครอบคลุมเรื่องราคาที่สูงกว่าและข้อแลกเปลี่ยนด้านการบำรุงรักษา
ควรใช้กลุ่มเวกเตอร์และการต่อลงดินแบบใด?
การเชื่อมต่อ GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพมาตรฐานคือ YNd11: ด้านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเดลตา ด้าน HV เป็นสตาร์โดยนำสายนิวทรัลออกมาและต่อลงดินแบบแข็งที่สถานีไฟฟ้าย่อย เดลต้าทางด้านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบล็อกกระแสลำดับศูนย์และฮาร์มอนิกที่สามไม่ให้ไปถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และสตาร์ที่ต่อลงดินให้กริดมีจุดอ้างอิงและเส้นทางสำหรับกระแสฟอลต์ลงดิน
นิวทรัลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การต่อลงดินจัดการทางด้านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยตัวต้านทาน หรือหม้อแปลงจำหน่ายพร้อมตัวต้านทาน จำกัดกระแสฟอลต์ลงดินไว้ที่ 5–15 A สำหรับเครื่องขนาดใหญ่ หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อแบบเดลตา (พบได้น้อยที่กำลังเกิน 10 MW แต่พบได้บ่อยในหน่วยแบบไบนารีขนาดเล็ก) จำเป็นต้องมีหม้อแปลงต่อลงดินบนบัสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ทำไมไม่ใช้ Dyn11 กับ GSU Dyn11 เป็นคำตอบสำหรับระบบจำหน่าย; มันบังคับให้นิวทรัลด้าน HV ถูกแยกออกหรือต่อลงดินผ่านรีแอกเตอร์ และไม่มีเส้นทางสำหรับกระแสฟอลต์ลงดินจากกริดที่โรงไฟฟ้า ในกรณีที่ผู้ดำเนินการกริดกำหนดให้ระบบต่อลงดินอย่างมีประสิทธิภาพ YNd11 (หรือ YNyn0 พร้อมขดลวดตติยภูมิแบบเดลตาบนออโตทรานสฟอร์เมอร์) คือตัวเลือกที่สอดคล้อง
ตรวจสอบกับข้อกำหนดกริด ผู้ดำเนินการบางรายกำหนดให้นิวทรัลของ GSU ต่อลงดินผ่านรีแอกเตอร์เพื่อจำกัดกระแสฟอลต์แบบเฟสเดียว และบางรายกำหนดให้มีหม้อแปลงต่อลงดินแบบซิกแซกที่บัส 33 kV กำหนดสิ่งนี้ให้ชัดเจนในขั้นการออกแบบพื้นฐาน ไม่ใช่หลังจากสั่งซื้อหม้อแปลงแล้ว — บุชชิ่งนิวทรัลและ CT นิวทรัลไม่สามารถเพิ่มเข้าไปในถังที่ปิดผนึกแล้วได้ในราคาถูก
บุชชิ่ง ระยะ creepage และข้อกำหนดด้านแผ่นดินไหวในพื้นที่ geothermal เป็นอย่างไร?
สภาวะพื้นที่สามประการทำให้การเชื่อมต่อด้าน HV เกินกว่าสเปกมาตรฐาน: ความชื้นและกำมะถัน ความสูงจากระดับน้ำทะเล และแผ่นดินไหว
Creepage ระบุ 31 mm/kV (เฟสต่อเฟส) สำหรับพื้นที่ geothermal ที่มีมลพิษสูงหรือชายฝั่ง เทียบกับ 25 mm/kV สำหรับพื้นที่ภายในประเทศที่มีมลพิษเบา บุชชิ่งซิลิโคนคอมโพสิตเป็นที่นิยมมากกว่าพอร์ซเลนในบรรยากาศที่มี H₂S และเกลือ เนื่องจากพื้นผิวไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) ช่วยไล่สิ่งปนเปื้อนและต้านทานการแตกเมื่อรับแรงแผ่นดินไหว สำหรับแรงดันเกิน 72.5 kV ใช้บุชชิ่งแบบ condenser-graded พร้อมแทปทดสอบและการวัดค่าตัวประกอบกำลัง (power factor) ตอน commissioning ดูคู่มือการเลือกบุชชิ่งของเรา
ความสูงจากระดับน้ำทะเล เหนือ 1,000 m ต้องแก้ไขฉนวนภายนอก: แรงดันทนทานของช่องว่างอากาศลดลงประมาณ 1% ต่อ 100 m และการแก้ไขนี้ใช้กับ creepage ภายนอกของบุชชิ่งและกับระยะห่างถึงถังและถึงดิน พื้นที่ที่ระดับ 1,800 m จำเป็นต้องใช้ระดับฉนวนที่สูงขึ้นหนึ่งขั้นในทางปฏิบัติ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม GSU 33 kV สำหรับแหล่งพลังงานบนที่สูงในเคนยาหรือตุรกีจึงมักใช้บุชชิ่งระดับ 36 kV พร้อม creepage เพิ่มเติมแทนที่จะเป็นหน่วย 36 kV มาตรฐาน
แผ่นดินไหว แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพตั้งอยู่ในเขตภูเขาไฟและเขตแตกหัก — ไอซ์แลนด์ ตุรกี เคนยา อินโดนีเซีย นิวซีแลนด์ แคลิฟอร์เนีย กำหนดคุณสมบัติต้านทานแผ่นดินไหวตาม IEEE 693 (หรือ IEC 60068-3-3) ที่สเปกตรัมการออกแบบของพื้นที่ พร้อมแผ่นฐานที่ยึดแน่น หม้อน้ำที่ถูกยึดตรึง การเชื่อมต่อบัสที่ยืดหยุ่น และบูชชิ่งที่ผ่านการรับรองในฐานะชุดประกอบที่ติดตั้งแล้ว而非ชิ้นส่วนแยกกัน ขอรายงานการทดสอบโต๊ะสั่น และยืนยันว่าการออกแบบการยึดเหนี่ยวรวมอยู่ในชุดแบบก่อสร้างฐานราก
แล้วฮาร์มอนิกจากปั๊มหลุมลึกและพัดลมระบายความร้อนล่ะ?
ตัว GSU เองมีกระแสพื้นฐานเกือบสมบูรณ์: เครื่องกำเนิดกังหันผลิตคลื่นไซน์ที่สะอาด ปัญหาฮาร์มอนิกอยู่ที่ระบบเสริม ซึ่งปั๊มหลุมลึกที่ขับด้วย VFD พัดลมหอระบายความร้อน และคอมเพรสเซอร์ NCG ดึงกระแส THD 25–45% จากส่วนหน้าของ 6-pulse ที่ไม่มีรีแอกเตอร์
ผลกระทบอยู่ที่ใด ที่ UAT กระแสฮาร์มอนิกเพิ่มการสูญเสียกระแสไหลวนในขดลวดและอุณหภูมิจุดร้อน หม้อแปลงที่รับโหลด 80% ของพิกัดพร้อม THD 35% และไม่มีพิกัด K-factor อาจทำงานเกินขีดจำกัดชั้นฉนวน กำหนด K-factor 13 (ปานกลาง) หรือ 20 (หนัก) สำหรับหม้อแปลงเสริมที่ป้อนกลุ่ม VFD หรือลดพิกัดหน่วยมาตรฐานลง 15–25%
วัดที่ใด ที่จุดเชื่อมต่อร่วม เทียบกับ IEEE 519-2022 หรือรหัสกริดท้องถิ่น; ที่อินพุตไดรฟ์ เทียบกับ IEC 61800-3 หากโรงไฟฟ้าทำงานแบบแยกเดี่ยว ความเพี้ยนฮาร์มอนิกที่บัส 33 kV ถูกกำหนดโดยโหลดของโรงไฟฟ้าเองและอิมพีแดนซ์ของ GSU ดังนั้น GSU ที่มีอิมพีแดนซ์สูงกว่าจะกรองได้ดีขึ้นเล็กน้อยแต่ควบคุมได้แย่ลง
ลำดับการบรรเทา รีแอกเตอร์แบบไลน์หรือโช้ก DC-link ก่อน จากนั้นตัวกรองแบบพาสซีฟสำหรับรูปแบบที่ 5/7 ที่เด่น แล้วจึงตัวกรองแบบแอคทีฟ คู่มือฮาร์มอนิกหม้อแปลงของเราครอบคลุมการคำนวณการสูญเสียและการเลือก K-factor
GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพแตกต่างจาก GSU สำหรับพลังน้ำ ลม หรือแสงอาทิตย์อย่างไร?
ทั้งสี่เป็นหม้อแปลงเพิ่มแรงดันเครื่องกำเนิด และทั้งสี่กำหนดจาก MVA ของเครื่องกำเนิด ความแตกต่างอยู่ที่รอบการทำงาน สภาพแวดล้อม และเศรษฐศาสตร์การสูญเสีย และสิ่งเหล่านี้เปลี่ยนการออกแบบในลักษณะที่เป็นรูปธรรม
| พารามิเตอร์ | พลังงานความร้อนใต้พิภพ | พลังน้ำ | ลม (คอลเลกเตอร์) | โซลาร์ PV |
|---|---|---|---|---|
| ชั่วโมงต่อปี | 7,500–8,000 | 3,000–4,500 | 2,500–3,500 | 1,600–2,200 |
| รูปแบบโหลด | โหลดพื้นฐาน เริ่มต้นน้อยครั้ง | พีค/ช่วงกลาง เริ่มต้นหลายครั้ง | เป็นรอบสูง รายวัน | รอบแสงอาทิตย์รายวัน เป็นศูนย์ตอนกลางคืน |
| ความเครียดหลัก | การกัดกร่อน (H₂S) ความร้อนจากสภาพแวดล้อม แผ่นดินไหว | การเริ่ม-หยุดเป็นรอบ การปฏิเสธโหลด | การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นรอบ ฮาร์มอนิกจากคอนเวอร์เตอร์ | การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิรายวัน ฮาร์มอนิกจากอินเวอร์เตอร์ |
| อิมพีแดนซ์ทั่วไป | 8–12% ที่ 33 kV | 10–14% | 6–9% (หน้าที่คอลเลกเตอร์) | 6–9% |
| น้ำหนักการคิดทุนการสูญเสีย | สูงสุด — ทำงานเกือบต่อเนื่อง | สูง | ปานกลาง | ต่ำ |
| การทดสอบพิเศษ | สเปรย์เกลือ แผ่นดินไหว การปฏิเสธโหลด | การปฏิเสธโหลด แผ่นดินไหว | การสูญเสียฮาร์มอนิก การเริ่มต้นที่อุณหภูมิต่ำ | การสูญเสียฮาร์มอนิก ความต้านทานการฉีด DC |
เมื่อเทียบกับพลังน้ำ GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพมีการเริ่มต้นน้อยครั้งกว่าแต่บรรยากาศรุนแรงกว่ามาก; เมื่อเทียบกับลมและแสงอาทิตย์ ไม่มีคอนเวอร์เตอร์ที่ด้าน GSU ดังนั้นข้อกำหนดฮาร์มอนิกจึงย้ายไปที่ระบบเสริม ข้อกำหนดโดยละเอียดสำหรับอีกสามประเภทอยู่ในคู่มือ GSU พลังน้ำ คู่มือเพิ่มแรงดันฟาร์มกังหันลม และคู่มือเพิ่มแรงดันโซลาร์ PV
ควรมีการป้องกันและการตรวจสอบใดบ้าง?
GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพโดยปกติทำงานแบบไม่มีคนควบคุม ดังนั้นการป้องกันต้องสมบูรณ์และการตรวจสอบต้องสามารถติดตามแนวโน้มจากระยะไกลได้ แพ็กเกจมาตรฐานคือ:
- 87T รีเลย์ดิฟเฟอเรนเชียลของหม้อแปลงพร้อมการหน่วงฮาร์มอนิกและการตรวจสอบ CT — การป้องกันหลักสำหรับความผิดพร่องของขดลวด
- 63 รีเลย์บูคโฮลซ์ (หรือรีเลย์แรงดันกระชากสำหรับถังปิดผนึก) พร้อมขั้นสัญญาณเตือนและการทริป รวมถึงการทริปจากน้ำมันกระชากในช่อง OLTC
- 26 / 49 การแสดงอุณหภูมิน้ำมันด้านบนและอุณหภูมิขดลวด พร้อมขั้นสัญญาณเตือน การทริป และการควบคุมพัดลม; เซ็นเซอร์ขดลวดแบบไฟเบอร์ออปติกสำหรับเครื่องที่มีขนาดเกิน 40 MVA
- 51G / 51N การป้องกันกระแสเกินสำรองและความผิดพร่องลงดิน รวมถึงการป้องกันความผิดพร่องลงดินแบบจำกัดบนขดลวดสตาร์ด้านแรงดันสูง
- 71 การตรวจสอบก๊าซและน้ำมัน: DGA แบบออนไลน์หรือจุดเก็บตัวอย่างตามกำหนด ความชื้นในน้ำมัน และตัวนับการทำงานของ OLTC คู่มือ DGA ของเราอธิบายอัตราส่วนก๊าซที่สำคัญ
- การวัดค่าดิสชาร์จบางส่วน สำหรับเครื่องที่มีแรงดันเกิน 72 kV และจุดทดสอบบุชชิ่งสำหรับการติดตามแนวโน้มค่าคาปาซิแตนซ์และ tan-delta ในแต่ละรอบการบำรุงรักษา
ปรัชญาการแจ้งเตือนมีความสำคัญพอๆ กับรายการอุปกรณ์: ในโรงไฟฟ้าที่อยู่ห่างไกล สัญญาณเตือนอุณหภูมิขดลวดที่ไม่ได้รับการติดตามแนวโน้มจะกลายเป็นการทริป ส่งออกค่าอะนาล็อกไปยัง SCADA ด้วยความละเอียด 15 นาที และตั้งสัญญาณเตือนที่ 10 K ต่ำกว่าจุดทริป การเลือกอุปกรณ์ป้องกันมีอธิบายไว้ในคู่มืออุปกรณ์ป้องกันของเรา
ต้องมีการทดสอบและเอกสารอะไรบ้างก่อนการจัดส่ง?
การทดสอบตามปกติตาม IEC 60076-1 เป็นขั้นต่ำ: ความต้านทานขดลวด อัตราส่วนและกลุ่มเวกเตอร์ อิมพีแดนซ์และความสูญเสียโหลด ความสูญเสียและกระแสขณะไม่มีโหลด การทดสอบแรงดันเกินแบบAppliedและแบบInduced ความต้านทานฉนวน และการวัดค่าดิสชาร์จบางส่วนสำหรับเครื่องที่พิกัด 72.5 kV ขึ้นไป สำหรับการใช้งานในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพ ให้เพิ่มรายการต่อไปนี้ และกำหนดให้เป็นจุดตรวจรับในแผนการตรวจสอบและทดสอบ
| การทดสอบ / เอกสาร | มาตรฐานอ้างอิง | เหตุใดจึงสำคัญในที่นี้ |
|---|---|---|
| การทดสอบแบบ (Type test) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ | IEC 60076-2 | พิสูจน์พิกัดที่ลดลง (derated) ที่อุณหภูมิแวดล้อม 45–50 °C ไม่ใช่แค่ที่ 40 °C |
| แรงดันอิมพัลส์ฟ้าผ่าและสวิตชิ่ง | IEC 60076-3 | การแก้ไขฉนวนสำหรับที่สูง; ระบบเก็บรวบรวม 33 kV ที่เปิดโล่ง |
| ความทนทานต่อการลัดวงจร | IEC 60076-5 | โรงไฟฟ้าเครื่องกำเนิดเดียวรับภาระความผิดพร่องเต็มจำนวน |
| ระดับเสียง | IEC 60076-10 | ข้อจำกัดของพื้นที่พักอาศัยข้างเคียงและเสียงจากการทำงานในอาคารโรงไฟฟ้า |
| ระบบพ่นเกลือ / ระบบสี | ISO 9227, ISO 12944 | H₂S และเกลือชายฝั่ง; 480–720 ชั่วโมงสำหรับ C5-M |
| การรับรองด้านแผ่นดินไหว | IEEE 693 / IEC 60068-3-3 | พื้นที่ภูเขาไฟและเขตแนวรอยเลื่อน; รวมถึงชุดประกอบบุชชิ่ง |
| การทำงานและไดอิเล็กทริกของ OLTC | IEC 60214-1 | ลำดับ 17 ตำแหน่ง กระแสผ่าน และความต้านทานทรานซิชัน |
| การวัดความสูญเสียพร้อมการคิดมูลค่าเป็นทุน | IEC 60076-1 | ความสูญเสียถูกจ่ายตามอัตราที่ระบุในสัญญา; ค่าความคลาดเคลื่อนในการวัดคือเงิน |
เอกสารควรประกอบด้วยการคำนวณการคิดมูลค่าความสูญเสียเป็นทุนที่ลงนามเทียบกับค่าที่วัดได้ บันทึกรุ่นการผลิตของสีและการชุบโลหะ ใบรับรองการทดสอบแบบของบุชชิ่งและ OLTC รายงานด้านแผ่นดินไหว และขั้นตอนการจัดส่งพร้อมการอัดไนโตรเจนและเครื่องบันทึกการกระแทก การจัดส่งน้ำมันแบบอัดไนโตรเจนและขีดจำกัดการเอียง 15° มีอธิบายไว้ในคู่มือการขนส่งและการติดตั้งของเรา; รายการตรวจสอบที่ครอบคลุมกว่าอยู่ในรายการตรวจสอบก่อนการจัดส่ง
GSU สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพมีราคาเท่าใด และการคิดมูลค่าความสูญเสียเป็นทุนคุ้มค่าแค่ไหน?
ราคาด้านล่างเป็นช่วงราคา FOB จีนโดยประมาณสำหรับปี 2026 สำหรับ GSU แบบจุ่มน้ำมันพร้อม OLTC ระบบระบายความร้อน ONAN/ONAF สี C5-M และการทดสอบมาตรฐาน ไม่รวมค่าขนส่ง การติดตั้งตั้ง การรับรองด้านแผ่นดินไหวหากคิดแยก และการทดสอบแบบเฉพาะตามข้อกำหนดของโครงข่ายไฟฟ้าใดๆ
| พิกัด | แรงดัน | ราคา FOB โดยประมาณ (USD) | ระยะเวลาจัดส่ง (สัปดาห์) |
|---|---|---|---|
| 12–16 MVA | 11/33 kV | 130,000–210,000 | 14–20 |
| 25–31.5 MVA | 11/33 kV | 220,000–340,000 | 16–22 |
| 40–50 MVA | 11/115 kV | 420,000–650,000 | 20–28 |
| 63–80 MVA | 13.8/145 kV | 700,000–1,050,000 | 24–32 |
| หม้อแปลงเสริมของหน่วย 2–6 MVA | 11 หรือ 33/0.4–6.6 kV | 45,000–120,000 | 10–16 |
การคิดต้นทุนการสูญเสียพลังงานเป็นจุดที่ผู้ซื้อในโครงการพลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถเจรจาได้เหนือกว่าการประกวดราคามาตรฐาน ที่ชั่วโมงการทำงาน 8,000 ชั่วโมงต่อปี อายุการใช้งาน 25 ปี และอัตราคิดลด 6% ค่าปัจจัยเงินรายปีจะอยู่ที่ประมาณ 12.8 ดังนั้นการสูญเสียพลังงานรวม 1 kW ที่ราคา USD 0.07/kWh จึงมีมูลค่าประมาณ USD 7,200:
| องค์ประกอบการสูญเสีย | ค่าทั่วไป (GSU 40 MVA) | มูลค่าที่คิดเป็นทุนที่ USD 7,200/kW |
|---|---|---|
| การสูญเสียขณะไม่มีโหลด | 28–40 kW | 200,000–290,000 |
| การสูญเสียขณะมีโหลดที่ 75 °C | 120–180 kW | 860,000–1,300,000 |
| รวม | 150–220 kW | 1.08–1.58 ล้าน |
นั่นคือหลายเท่าของส่วนต่างราคาระหว่างผู้จัดจำหน่ายที่ผ่านคุณสมบัติสองราย จงประเมินข้อเสนอโดยพิจารณาจากราคาบวกกับมูลค่าการสูญเสียที่คิดเป็นทุน และกำหนดให้ผู้จัดจำหน่ายต้องรับผิดชอบต่อค่าการสูญเสียที่วัดได้ด้วยบทลงโทษต่อทุก kW ที่เกินกว่าค่าที่รับประกัน — แนวทางมาตรฐานอธิบายไว้ในคู่มือต้นทุนรวมความเป็นเจ้าของของเรา การปรับปรุงประสิทธิภาพ 0.15 เปอร์เซ็นต์พอยต์บนเครื่อง 40 MVA ซึ่งมีมูลค่าคิดเป็นทุนประมาณ USD 430,000 มักเป็นสิ่งที่ทำได้ด้วยเกรดแกนที่ดีขึ้นและพื้นที่หน้าตัดตัวนำที่ใหญ่ขึ้น
ข้อผิดพลาดด้านข้อกำหนด 5 ประการที่พบบ่อยที่สุดในโครงการพลังงานความร้อนใต้พิภพคืออะไร?
1. การกำหนดขนาดจาก MW แทนที่จะเป็น MVA เครื่อง 30 MW ที่ pf 0.88 ต้องการ 34 MVA ก่อนเผื่อระยะขอบ แม่แบบที่หาร MW ด้วย 0.8 แล้วหยุดเพียงเท่านั้นจะได้ 37.5 MVA แล้วจากนั้นก็ซื้อเครื่อง 31.5 MVA เพื่อประหยัดเงิน ผลลัพธ์คือหม้อแปลงที่ทำงานที่ 108% ของพิกัดในวันที่อากาศร้อน
2. การเพิกเฉยต่อเบย์ที่ 45–50 °C เครื่องที่ผ่านการทดสอบอุณหภูมิเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิแวดล้อม 40 °C ไม่ใช่เครื่องเดียวกันที่ 50 °C จงระบุอุณหภูมิแวดล้อมที่ออกแบบในเอกสารข้อมูลและกำหนดให้มีการคำนวณการลดพิกัดในข้อเสนอ
3. ระบบสีมาตรฐานและถังรักษาระดับน้ำมันแบบเปิด H₂S จะหาเจอทุกขอบที่ไม่ได้ทาสี ทุกถาดชุบสังกะสี และทุกหน้าสัมผัสชุบเงิน สี C5-M บัสบาร์ชุบดีบุก อุปกรณ์ยึดสแตนเลส และถังแบบปิดผนึกหรือหายใจผ่านเมมเบรนมีต้นทุนเพิ่มขึ้น 3–6% และหลีกเลี่ยงความประหลาดใจจากการตรวจสอบด้วยกล้องความร้อนตลอดทศวรรษ
4. เครื่องเปลี่ยนแทปแบบไม่มีไฟเลี้ยงในโรงไฟฟ้าฐานโหลด การประหยัดนั้นน้อยเมื่อเทียบกับการสูญเสียการควบคุมแรงดันบนคอลเลกเตอร์ที่อ่อนแอ และทุกครั้งที่เปลี่ยนแทปจะกลายเป็นการหยุดจ่ายไฟ
5. การซื้อตามราคาโดยไม่คิดต้นทุนการสูญเสียเป็นทุน ที่ 8,000 ชม./ปี ส่วนต่างประสิทธิภาพ 0.15 พอยต์มีมูลค่ามากกว่าช่องว่างทางการค้าทั้งหมดระหว่างสองข้อเสนอ ตรรกะเดียวกันนี้ใช้กับหม้อแปลงเสริม โดยที่พิกัด K-factor ช่วยหลีกเลี่ยงการลดพิกัดซึ่งมีต้นทุนสูงกว่าตัว K-factor เอง
คำถามที่พบบ่อย
สามารถใช้หม้อแปลงจำหน่ายมาตรฐานเป็น GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพได้หรือไม่?
ไม่ได้ หม้อแปลงจำหน่ายได้รับการกำหนดพิกัดสำหรับอุณหภูมิแวดล้อม 40 °C โหลดแบบเป็นรอบ และระดับความผิดพร่องปานกลาง ส่วน GSU ต้องรองรับกระแสผิดพร่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทนต่อการปฏิเสธโหลดด้วยการเกินฟลักซ์ 110–125% และรักษาแรงดันผ่าน OLTC ระดับฉนวน อิมพีแดนซ์ และความแข็งแรงต่อการลัดวงจรล้วนแตกต่างกัน การใช้เครื่องจำหน่ายเป็น GSU บางครั้งพบเห็นในเครื่องไบนารีนำร่องขนาด 1–3 MW และมักจบลงด้วยการทดสอบการลัดวงจรที่ไม่ผ่านหรือขดลวดแรงดันต่ำที่ไหม้
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพขนาด 25 MW ต้องการกำลังไฟฟ้าสำรองเท่าใด?
สำหรับโรงไฟฟ้าแบบแฟลชที่มีหอทำความเย็นแบบเปียก คาดว่าจะใช้ 2.5–4.0 MW หรือ 10–16% ของกำลังผลิตรวม หากใช้คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ 3.5–5.0 MW โรงไฟฟ้าไบนารี ORC ขนาด 25 MW ที่มีคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศอาจสูงถึง 5–7 MW จงกำหนดขนาดหม้อแปลงเสริมที่ 1.15–1.25 × โหลดที่ต่ออยู่ และอย่าลืมว่าหม้อแปลงถูกลดพิกัดในวันอากาศร้อนเดียวกันกับที่พัดลมดึงกำลังไฟฟ้าสูงสุด
ทำไม YNd11 จึงเป็นที่นิยมกว่า Dyn11 สำหรับ GSU ในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ?
YNd11 ให้จุดดาวที่ต่อลงดินแก่กริดพร้อมเส้นทางความผิดพร่องลงดินที่มั่นคง บล็อกกระแสลำดับศูนย์และฮาร์มอนิกที่สามจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และสอดคล้องกับการจัดวางการป้องกันเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐาน ส่วน Dyn11 ทำให้เป็นกลางด้านแรงดันสูงไม่พร้อมใช้งาน และใช้ในระบบจำหน่าย ไม่ใช่ในหน้าที่เพิ่มแรงดันจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ควรทดสอบน้ำมันหม้อแปลงในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพบ่อยเพียงใด?
ปีละครั้งสำหรับ DGA ความชื้น และความเป็นกรดในสองปีแรก จากนั้นทุกหกเดือนหากแนวโน้มเพิ่มขึ้น บวกกับหลังเกิดความผิดพร่องผ่าน การปฏิเสธโหลด หรือการยกเครื่อง OLTC ในแหล่งที่มี H₂S สูง ให้เพิ่มการตรวจสอบการกัดกร่อนทองแดง (ASTM D1275) ในการสุ่มตัวอย่างแต่ละครั้ง เนื่องจากการโจมตีของกำมะถันจะปรากฏในน้ำมันก่อนที่จะปรากฏในก๊าซ
มีการใช้หม้อแปลงแบบแห้งในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพหรือไม่?
ได้ สำหรับงานเสริมภายในอาคารและงานบริการสถานีที่น้ำมันมีความเสี่ยงต่อการเกิดเพลิงไหม้ — แต่ไม่ใช่ในห้องกังหัน หน่วยหล่อเรซินต้องการอากาศสะอาดและมีการระบายอากาศที่ดี H₂S และฝุ่นจะทำให้ขดลวดสกปรก และอุณหภูมิแวดล้อม 45 °C จะกัดกร่อนส่วนเผื่อทางความร้อน ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้หน่วยชนิดแห้ง ให้ระบุฉนวน Class H, ตู้ IP54 พร้อมตัวกรอง และอุณหภูมิแวดล้อมออกแบบสูงกว่าค่าสูงสุดที่วัดได้ในห้อง 5 °C
50 Hz กับ 60 Hz มีผลต่อ GSU สำหรับพลังงานความร้อนใต้พิภพหรือไม่?
เฉพาะเมื่อมีการย้ายตำแหน่งติดตั้งหน่วยเท่านั้น หม้อแปลงที่ออกแบบสำหรับ 50 Hz สามารถทำงานที่ 60 Hz ที่แรงดันไฟฟ้าเดียวกันโดยมีฟลักซ์ต่ำลงและอิมพีแดนซ์สูงขึ้นเล็กน้อย แต่หน่วย 60 Hz ที่ทำงานที่ 50 Hz จำเป็นต้องลดแรงดันไฟฟ้าลงตามสัดส่วน 50/60 เพื่อหลีกเลี่ยงการอิ่มตัวทางแม่เหล็ก กฎ V/f และการตรวจสอบสำหรับหน่วยที่ย้ายตำแหน่งได้อยู่ในคู่มือ 50 Hz เทียบกับ 60 Hzของเรา
Sources / 资料来源
Source: IEC 60076-1 — Power transformers, Part 1: General.
Source: IEC 60076-2 — Power transformers, Part 2: Temperature rise for liquid-immersed transformers.
Source: IEC 60076-3 — Power transformers, Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air.
Source: IEC 60076-5 — Power transformers, Part 5: Ability to withstand short circuit.
Source: IEC 60076-7 — Power transformers, Part 7: Loading guide for mineral-oil-immersed power transformers.
Source: IEC 60076-10 — Power transformers, Part 10: Determination of sound levels.
Source: IEC 60076-11 — Power transformers, Part 11: Dry-type transformers.
Source: IEC 60214-1 — Tap-changers, Part 1: Performance requirements and test methods.
Source: IEC 60137 — Insulated bushings for alternating voltages above 1 000 V.
Source: IEC 61800-3 — Adjustable speed electrical power drive systems, Part 3: EMC requirements.
Source: IEEE 519-2022 — Recommended practice and requirements for harmonic control in electric power systems.
Source: IEEE 693 — Recommended practice for seismic design of substations.
Source: IEEE C57.91 — Guide for loading mineral-oil-immersed transformers and step-voltage regulators.
Source: ISO 12944 — Corrosion protection of steel structures by protective paint systems.
Source: ISO 9227 — Corrosion tests in artificial atmospheres, salt spray tests.
Source: IRENA, Renewable Capacity Statistics 2024 — กำลังการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลกประมาณ 16 GW
Source: IRENA, Renewable Power Generation Costs in 2023 — ช่วง LCOE ของพลังงานความร้อนใต้พิภพประมาณ USD 0.06–0.11/kWh
Source: QDTB Engineering Team — ประสบการณ์โครงการพลังงานความร้อนใต้พิภพและ ORC, 2015–2025 (ช่วงภาระกาฝาก ช่วงราคา และระยะเวลาส่งมอบเป็นค่าจากประสบการณ์ในอุตสาหกรรม ไม่ใช่มาตรฐานที่เผยแพร่)