وظائف واختيار محولات التأريض في محطات الطاقة الشمسية

1. إنشاء النقطة المحايدة واستقرار النظام

في محطات الطاقة الشمسية، تقوم محولات التأريض بتأسيس نقطة محايدة للنظام بشكل فعال. وفقًا للوائح الكهربائية ذات الصلة، تضمن هذه النقطة المحايدة استقرار النظام خلال الأعطال غير المتماثلة، وتعمل كـ "مثبت" للنظام الكهربائي بأكمله.

2. قدرة الحد من الجهد الزائد

بالنسبة لمحطات الطاقة الشمسية، يمكن لمحولات التأريض أن تحد من الجهد الزائد بشكل فعال. عادةً ما يمكنها السيطرة على سعة الجهد الزائد بحيث لا تتجاوز 2.6 مرة الجهد المقنن للنظام، مما يقلل بشكل كبير من خطر تلف المعدات بسبب ظروف الجهد الزائد.

3. اعتبارات مقاومة القصر

عند اختيار محولات التأريض، يجب تقييم معلمات مقاومة القصر بدقة. تضمن مقاومة القصر المناسبة أن تكون الخسائر والتسخين الذاتي للمحول ضمن حدود آمنة أثناء أعطال القصر. عادةً ما يتم السيطرة على مقاومة القصر بين 4٪ إلى 8٪.

4. مسار التيار الصفر لأجهزة الحماية

توفر محولات التأريض مسارًا فعالًا للتيار الصفر لأجهزة الحماية بالتراب في محطات الطاقة الشمسية، مما يسمح لأنظمة الحماية بالكشف والاستجابة للأعطال الأرضية بشكل أكثر دقة، وبالتالي تعزيز السلامة التشغيلية للنظام ككل.

5. معايير اختيار السعة

عند تحديد سعة محولات التأريض، من الضروري إجراء تقييم شامل بناءً على عوامل مثل حجم محطة الطاقة الشمسية ومقدار تيار القصر. على سبيل المثال، قد تحتاج المحطات الصغيرة إلى بضع مئات الكيلو فولت أمبير فقط، بينما قد تحتاج المحطات الكبيرة إلى محولات تتجاوز ألف كيلو فولت أمبير.

6. توازن التيار ثلاثي الأطوار

يمكن لمحولات التأريض موازنة التيار غير المتوازن في الأنظمة الثلاثية الأطوار. وفقًا لنظرية تحليل الأنظمة الكهربائية، تساعد في الحفاظ على جهد ثلاثي الأطوار أكثر تناظرًا، مما يضمن تشغيل المعدات الكهربائية بشكل صحيح.

7. متطلبات أداء العزل

من وجهة نظر العزل، يجب أن تفي محولات التأريض بمتطلبات العزل التي تفرضها ظروف البيئة في محطة الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، في البيئات ذات الرطوبة العالية، يجب أن يكون فئة العزل على الأقل F أو أعلى.

8. قدرة الحد من تيار العطل الفردي

خلال أعطال التأريض الفردية، يمكن لمحولات التأريض أن تحد من تيار العطل ضمن نطاقات محددة. عادةً ما يتم السيطرة على تيار العطل ليكون عدة مئات أمبير، مما يمنع تصاعد العطل وإرباك النظام كله.

9. اختيار طريقة التبريد

اختيار طريقة التبريد المناسبة لمحولات التأريض أمر ضروري. الخيارات الشائعة تشمل التبريد الذاتي بالمغمور بالزيت والتبريد الهوائي الجاف. تعتبر المحطات الصغيرة مناسبة بشكل عام للتبريد الهوائي الجاف، بينما تستفيد المحطات الكبيرة بشكل أكبر من أنظمة التبريد الذاتي بالمغمور بالزيت.

10. وظيفة العزل الكهربائي

توفر محولات التأريض أيضًا وظيفة عزل مهمة، حيث تمنع التداخل الكهربائي بين مستويات الجهد المختلفة أو الأنظمة المنفصلة. هذه القدرة مهمة بشكل خاص في الهندسة الكهربائية المعقدة لمحطات الطاقة الشمسية الحديثة.