Funções e Seleção de Transformadores de Aterramento em Estações de Energia Fotovoltaica

1.Estabelecimento do Ponto Neutro e Estabilidade do Sistema

Em estações de energia fotovoltaica, transformadores de aterramento estabelecem efetivamente um ponto neutro do sistema. De acordo com as regulamentações relevantes de energia, esse ponto neutro garante que o sistema mantenha certa estabilidade durante falhas assimétricas, funcionando como um "estabilizador" para todo o sistema de energia.

2.Capacidade de Limitação de Sobretensão

Para estações de energia fotovoltaica, transformadores de aterramento podem limitar efetivamente sobretensões. Geralmente, eles podem controlar a amplitude da sobretensão dentro de 2,6 vezes a tensão nominal do sistema, reduzindo significativamente o risco de danos ao equipamento devido a condições de sobretensão.

3.Considerações de Impedância de Curto-Circuito

Ao selecionar transformadores de aterramento, os parâmetros de impedância de curto-circuito devem ser avaliados cuidadosamente. Uma impedância de curto-circuito adequada garante que, durante falhas de curto-circuito, as perdas e aquecimento próprios do transformador permaneçam dentro de limites seguros. Geralmente, a impedância de curto-circuito é controlada entre 4% a 8%.

4.Caminho de Corrente de Sequência Zero para Sistemas de Proteção

Transformadores de aterramento fornecem um caminho eficaz de corrente de sequência zero para dispositivos de proteção por relé em estações de energia fotovoltaica, permitindo que os sistemas de proteção detectem e respondam mais precisamente a falhas de terra, melhorando assim a segurança operacional geral do sistema.

5.Critérios de Seleção de Capacidade

Ao determinar a capacidade do transformador de aterramento, é essencial uma avaliação abrangente baseada em fatores como a escala da estação de energia fotovoltaica e a magnitude da corrente de curto-circuito. Por exemplo, estações de pequena escala podem requerer apenas algumas centenas de kVA, enquanto estações de grande escala podem necessitar de transformadores com mais de mil kVA.

6.Balanceamento de Corrente Trifásica

Transformadores de aterramento podem equilibrar correntes desequilibradas em sistemas trifásicos. De acordo com a teoria de análise de sistemas de energia, eles ajudam a manter tensões trifásicas mais simétricas, garantindo o funcionamento adequado dos equipamentos elétricos.

7.Requisitos de Desempenho de Isolamento

Do ponto de vista do isolamento, os transformadores de aterramento devem atender aos requisitos de isolamento ditados pelas condições ambientais da estação fotovoltaica. Por exemplo, em ambientes de alta umidade, a classe de isolamento deve ser pelo menos Classe F ou superior.

8.Limitação de Corrente de Falha Monofásica

Durante falhas monofásicas de terra, os transformadores de aterramento podem limitar as correntes de falha a intervalos específicos. Geralmente, as correntes de falha são controladas para algumas centenas de amperes, evitando a escalada da falha e a interrupção em larga escala do sistema.

9.Seleção do Método de Refrigeração

A seleção do método de refrigeração apropriado para transformadores de aterramento é crucial. Opções comuns incluem resfriamento a óleo auto-refrigerado e resfriamento a ar seco. Estações de pequena escala geralmente são mais adequadas para resfriamento a ar seco, enquanto estações de grande escala se beneficiam mais de sistemas de resfriamento a óleo auto-refrigerado.

10.Função de Isolamento Elétrico

Os transformadores de aterramento também desempenham uma função importante de isolamento, prevenindo interferências elétricas entre diferentes níveis de tensão ou sistemas separados. Essa capacidade é particularmente significativa na arquitetura elétrica complexa das estações de energia fotovoltaica modernas.