Funzioni e Selezione dei Trasformatori di Terra nelle Centrali Fotovoltaiche

1.Stabilizzazione del Punto Neutro e Stabilità del Sistema

Nelle centrali fotovoltaiche, i trasformatori di terra stabilizzano efficacemente il punto neutro del sistema. Secondo le normative elettriche pertinenti, questo punto neutro garantisce che il sistema mantenga una certa stabilità durante i guasti asimmetrici, funzionando come uno "stabilizzatore" per l'intero sistema elettrico.

2.Capacità di Limitazione dei Sovratensioni

Per le centrali fotovoltaiche, i trasformatori di terra possono limitare efficacemente le sovratensioni. Generalmente, possono controllare l'ampiezza delle sovratensioni entro 2,6 volte la tensione nominale del sistema, riducendo significativamente il rischio di danni agli apparecchiature dovuti a condizioni di sovratensione.

3.Considerazioni sull'Impedenza ai Cortocircuiti

Quando si selezionano i trasformatori di terra, è necessario valutare attentamente i parametri di impedenza ai cortocircuiti. Un'impedenza ai cortocircuiti appropriata assicura che, durante i guasti ai cortocircuiti, le perdite e il riscaldamento del trasformatore rimangano entro limiti sicuri. Tipicamente, l'impedenza ai cortocircuiti è controllata tra il 4% e l'8%.

4.Percorso della Corrente di Sequenza Zero per i Sistemi di Protezione

I trasformatori di terra forniscono un percorso efficace per la corrente di sequenza zero per i dispositivi di protezione a relè nelle centrali fotovoltaiche, consentendo ai sistemi di protezione di rilevare e rispondere più accuratamente ai guasti a terra, migliorando così la sicurezza operativa complessiva del sistema.

5.Criteri di Selezione della Capacità

Quando si determina la capacità del trasformatore di terra, è essenziale una valutazione complessiva basata su fattori come la scala della centrale fotovoltaica e l'entità della corrente ai cortocircuiti. Ad esempio, stazioni di piccola scala potrebbero richiedere solo poche centinaia di kVA, mentre stazioni di grande scala potrebbero necessitare trasformatori che superano i mille kVA.

6.Bilanciamento della Corrente Triphasica

I trasformatori di terra possono bilanciare le correnti non bilanciate nei sistemi trifase. Secondo la teoria dell'analisi dei sistemi elettrici, aiutano a mantenere tensioni trifase più simmetriche, garantendo il corretto funzionamento degli apparecchiature elettriche.

7.Requisiti sulle Prestazioni Isolanti

Dal punto di vista dell'isolamento, i trasformatori di terra devono soddisfare i requisiti isolanti dettati dalle condizioni ambientali della centrale fotovoltaica. Ad esempio, in ambienti ad alta umidità, la classe di isolamento dovrebbe essere almeno Classe F o superiore.

8.Limitazione della Corrente di Guasto Monofase a Terra

Durante i guasti monofase a terra, i trasformatori di terra possono limitare le correnti di guasto a specifici intervalli. Tipicamente, le correnti di guasto sono controllate a diverse centinaia di ampere, prevenendo l'escalation del guasto e la perturbazione a livello di sistema.

9.Selezione del Metodo di Raffreddamento

La scelta del metodo di raffreddamento appropriato per i trasformatori di terra è cruciale. Le opzioni comuni includono il raffreddamento a olio auto-estinguibile e il raffreddamento a secco con aria. Le stazioni di piccola scala sono generalmente più adatte al raffreddamento a secco con aria, mentre le stazioni di grande scala traggono maggiori benefici dai sistemi di raffreddamento a olio auto-estinguibile.

10.Funzione di Isolamento Elettrico

I trasformatori di terra svolgono anche una funzione importante di isolamento, prevenendo l'interferenza elettrica tra diversi livelli di tensione o sistemi separati. Questa capacità è particolarmente significativa nell'architettura elettrica complessa delle moderne centrali fotovoltaiche.