Intelligente jordforbindelsestransformatorer til støtte for øgridsystemer

1. Projekt Baggrund

Fordelte solcelle (PV) og energilagring projekter udvikler sig hurtigt i Vietnam og Sydøstasien, men står over for betydelige udfordringer:

1.1 Netustabilitet:

Vietnams elektricitetsnet oplever hyppige fluktuationer (især i de nordlige industriområder). I 2023 udløste mangel på kulstyrkraft store strømafbrydelser, hvilket resulterede i daglige tab, der oversteg 5 millioner USD. Traditionelle PV-systemer mangler effektive neutral jordforbindelses ledelseskapaciteter, hvilket gør udstyr sårbar over for skader og sikkerhedsrelaterede hændelser under netudfald. Dette understreger den kritiske behov for pålidelige jordforbindelsestranformer.

1.2 Pres fra regler og sikkerhedskrav:

Vietnams regler for 2024 kræver, at energilagringsystemer passer Vietnam Electricity Group's (EVN) 72-timers ø-operationsprøve og har kapacitet til høj/lav spændings overlevning (HVRT/LVRT). Med en omfattende anvendelse af effektelektronik er nul-sekvensstrøm og harmoniske problemer fremherskende, som ofte udløser beskyttelsesfejl. Højprestationstranformer til jordforbindelse er essentielle for at opfylde disse overensstemmelser.

1.3 Miljøtilpasningskrav:

Høje temperaturer og fugtighed (årlig gennemsnitlig fugtighed >80%) accelererer udstyrs aldring, hvilket kræver tranformer til jordforbindelse med robust korrosionsbestandighed og fugtighedssikker præstation. Kystsaltsprik miljøer (luftsaltindhold >5mg/m³) forværrer yderligere korrosionsrisici, hvilket stiller højere krav til miljøtilpasningen af tranformer til jordforbindelse.

2. Løsning: Intelligent Jordelementtransformersystem

2.1 Kerne teknologi design

Zigzag-forbundet jordelementtransformator:

Har et specialiseret seks-vinding design med en nominel kapacitet på 1250kVA, ultra-lav nul-sekvensimpedans på 4-6Ω (mod 30Ω i konventionelle transformer), og kortslutningskapacitet på 25kA/2s, perfekt egnet til store fordelt energianlæg.

• Undertrykkelse af harmoniske optimering: Integreret Δ-YY vindingstruktur med LC-filtre opnår ≥85% undertrykkelse af 3./5./7. harmoniske, reducerer total harmonisk forvrængning (THD) fra 12% til <5%, effektivt forebygger udstyrsskader forårsaget af resonans. Denne harmoniske reduktionskapacitet repræsenterer en kerne sikkerhedsfunktion for jordelementtransformatorerne.
• Forbedring af miljøtilpasning: Beholder med IP54 beskyttelsesklasse; væsentlige komponenter behandlet med nano-keramisk belægning, passer IEC 60068-2-52 saltspriktest (3000 timer uden korrosion). Disse beskyttelsesforanstaltninger sikrer langvarig pålidelighed for jordelementtransformatorer i hårde miljøer.
• Termisk ledelsesdesign: Udstyret med aluminiums legering køleflader og tvungen luftafkoeling, temperaturen stiger kontrolleret til ≤55K ved 45°C omgivende temperatur. Dette effektive termiske ledelsessystem er afgørende for sikker drift af jordelementtransformatorer i tropiske klimaer.

2.2 Intelligent overvågning og beskyttelsessystem

Integreret sensor modul: Real-tids overvågning af vindings temperatur, delvis udslip, og isolationsstatus; data synkroniseret til lokale SCADA- og skyplatforme (som Hoymiles S-miles Cloud) inden for millisekunder. Kontinuerlig overvågning forbedrer betydeligt sikkerhedsprofilen for jordelementtransformatorerne.

Beskyttelseslogik koordination:

• Koordinering af kredsløbsbrydere: Skifter automatisk jordforbindelsesmode inden for 10 sekunder, når det registreres, at nettospændingen falder til 20%UN (opfylder Vietnams lavspændingslåsekrav)
• Integration af Buefejl Detektion (AFCI) System: Afslutter fejl kredsløb inden for 0,5 sekunder, forebygger jordfejl forårsager brande. Denne hurtige beskyttelseslogik integrerer seemlessly med jordelementtransformatorerne.

2.3 Lokal tilpasning forbedringer

Netoverensstemmelse: Understøtter EVN-påkrævet ø-prøve tilstand, simulerer naadløs overgang til energilagring efter netafbrydelse. Jordelementtransformatorerne er en kernekomponent for at bestå denne kritiske prøve.

Forinstalleret sigtelukkegrænseflader opfylder Vietnams obligatoriske måleri lokalet lukning krav.

Vedligeholdelsesbevægelighed: Design service levetid ≥25 år; vedligeholdelsescykler forlænges til 3 år, reducerer betydeligt O&M omkostninger i tropiske regioner. Holdbarheden af jordelementtransformatorerne nedbringer betydeligt livscyklusomkostninger.

3. Opnåede resultater

3.1 Forbedret sikkerhed og pålidelighed

Opnår neutral jordforbindelse skift inden for 15ms under netfejl (overskrider Vietnams 50ms standard), sikrer fortsat drift af kritiske laster (som fabrikproduktionslinjer). Den hurtige fejlhåndtering, som jordelementtransformatorerne giver, reducede udstyrsfejlrate med 85% og eliminerede helt jordrelaterede hændelser efter installation i et projekt i Hanoi industripark i 2024.

3.2 Økonomiske fordele og overholdelse

• Nedsat risiko for bøder: Opfylder kravene til kulstofudledninger i "Grøn Industri Lov", undgår 3% årlige omsætningsbøder.
• Forkortet tilbagevendt periode: Gennem nedsatte vedligeholdelsesomkostninger (35% reduktion) og reducerede nedbrudsfortab, IRR øget med 2-3 procentpoint, forkorter tilbagevendt periode fra 5,8 til 4,2 år.

3.3 Forbedret netstøttekapacitet

Bestået dynamisk reguleringstest: Under EVNs fleksible udsendelse (når nettelast <75%), understøtter effektregulering op til 30% af installeret kapacitet, gør det muligt for kraftværker at deltage i Frekvensregulering Marked (FRM). Den stabile neutralpunkt, der ydes af jordtransformator, danner grundlag for denne netstøttefunktion. I et pilotprojekt i Ho Chi Minh City, ved at give reaktiv effektstøtte, tjente kraftværket en ekstra 12% indkomst fra støtteydelser.