Νοηματικοί Μετασχηματιστές Γήινης Σύνδεσης για Υποστήριξη Κυκλώματος Νησιωτικής Περιοχής

1. Φόντο Εργασίας

Τα διανεμημένα φωτοβολταϊκά (PV) και έργα αποθήκευσης ενέργειας αναπτύσσονται γρήγορα σε όλη τη Βιετνάμ και την Νοτιοανατολική Ασία, αλλά αντιμετωπίζουν σημαντικές προκλήσεις:

1.1 Αστάθεια Δικτύου:

Το δίκτυο ενέργειας της Βιετνάμ βιώνει συχνές κυμαίνονται (ιδιαίτερα στις βόρειες βιομηχανικές ζώνες). Το 2023, η έλλειψη παραγωγής από άνθρακα προκάλεσε μεγάλες απορρυθμίσεις, που οδήγησαν σε ημερήσιες απώλειες άνω των 5 εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ. Τα παραδοσιακά συστήματα PV λείπουν αποτελεσματικές δυνατότητες διαχείρισης νευτραλικής γείωσης, κάνοντας την εξοπλισμό ευάλωτο σε ζημιές και ασφαλεία περιστατικά κατά τη διάρκεια πτώσεις δικτύου. Αυτό υπογραμμίζει την κρίσιμη ανάγκη για αξιόπιστους μετατροπείς γείωσης.

1.2 Πίεση Συμμόρφωσης με Πολιτικές και Ασφάλεια:

Οι κανονισμοί της Βιετνάμ για το 2024 απαιτούν από τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας να περάσουν το 72-ώριο τεστ λειτουργίας σε νησί της Vietnam Electricity Group (EVN) και να διαθέτουν δυνατότητες διαστήματος υψηλής/χαμηλής τάσης (HVRT/LVRT). Με την ευρεία εφαρμογή ηλεκτρονικών ενεργειών, τα προβλήματα των μηδενικών ακολουθιών και των αρμονικών είναι προεξάντλητα, συχνά εκκαθαρίζοντας προστασίες. Οι μετατροπείς γείωσης υψηλής απόδοσης είναι απαραίτητοι για την εκπλήρωση αυτών των απαιτήσεων συμμόρφωσης.

1.3 Απαιτήσεις Προσαρμοστικότητας στο Περιβάλλον:

Τα κλίματα με υψηλή θερμοκρασία και υγρασία (μέση ετήσια υγρασία >80%) επιταχύνουν την ηλικία της εξοπλισμό, απαιτώντας μετατροπείς γείωσης με ισχυρή αντικατάσταση και προστασία από υγρασία. Τα παράκτια περιβάλλοντα με αέριο αλάτι (περιεκτικότητα αλατιού >5mg/m³) επιδεινώνουν τους κινδύνους οξείδωσης, θέτοντας υψηλότερες απαιτήσεις στην προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον των μετατροπείς γείωσης.

2. Λύση: Σύστημα Εξευγενικού Μετατροπέα Γείωσης

2.1 Σχεδιασμός Κύριας Τεχνολογίας

Μετατροπέας Γείωσης Zigzag Connection:

Διαθέτει ειδικό σχεδιασμό με έξι πλεξίδες, με χωρητικότητα 1250kVA, υπερ-χαμηλή μηδενική αντίσταση 4-6Ω (εναντίον 30Ω σε συμβατικούς μετατροπείς), και αντοχή σε σύντομη κατάκαμψη 25kA/2s, τέλεια εφαρμοσμένη για μεγάλη κλίμακα διανεμημένες εγκαταστάσεις.

• Βελτιστοποίηση Καταστολής Αρμονικών: Ολοκληρωμένη δομή πλεξίδων Δ-YY με φίλτρα LC επιτυγχάνει ≥85% καταστολή 3ης/5ης/7ης αρμονικών, μειώνοντας την συνολική καταστροφή αρμονικών (THD) από 12% σε <5%, αποτελεσματικά προλαμβάνοντας ζημιές εξοπλισμού λόγω συντονίας. Αυτή η δυνατότητα καταστολής αρμονικών αντιπροσωπεύει μια κεντρική ασφάλειας χαρακτηριστική του μετατροπέα γείωσης.
• Ενίσχυση Προσαρμοστικότητας στο Περιβάλλον: Κατασκευή με προστασία IP54; κρίσιμες συσταδικές επεξεργασμένες με νανοκεραμική επένδυση, περνώντας το IEC 60068-2-52 τεστ αλάτι (3000 ώρες χωρίς οξείδωση). Αυτά τα μέτρα προστασίας εξασφαλίζουν μακροχρόνια αξιοπιστία των μετατροπέων γείωσης σε αυστηρά περιβάλλοντα.
• Σχεδιασμός Θερμοκρασιακής Διαχείρισης: Εξοπλισμός με αλουμινίο καταναλωτή θερμότητας και σύστημα υποχρεωτικής αεροψύξης, έλεγχος αύξησης θερμοκρασίας ≤55K σε 45°C περιβαλλοντική θερμοκρασία. Αυτό το αποτελεσματικό σύστημα θερμοκρασιακής διαχείρισης είναι κρίσιμο για την ασφαλή λειτουργία των μετατροπέων γείωσης σε τροπικά κλίματα.

2.2 Σύστημα Έξυπνης Επιτήρησης και Προστασίας

Ολοκληρωμένη Μονάδα Αισθητήρων: Πραγματικού χρόνου επιτήρηση της θερμοκρασίας των πλεξίδων, των μερικών εκδόσεων και της κατάστασης απομόνωσης; συγχρονισμός δεδομένων με τοπικό SCADA και εφαπτόμενες πλατφόρμες (όπως Hoymiles S-miles Cloud) εντός χιλιοστών δευτερολέπτων. Η συνεχής επιτήρηση ενισχύει σημαντικά την ασφάλεια του μετατροπέα γείωσης.

Συντονισμός Λογικής Προστασίας:

• Συντονισμός Στοίχημα: Αυτόματη μεταβολή τρόπου γείωσης εντός 10 δευτερολέπτων μετά την ανίχνευση μείωσης τάσης δικτύου σε 20%UN (πληροί τις απαιτήσεις κλειδώματος χαμηλής τάσης της Βιετνάμ)
• Ενσωμάτωση Συστήματος Ανίχνευσης Παραμονικών Ατυχημάτων (AFCI): Κόπτει τα κύκλωμα παραμονικών ατυχημάτων εντός 0,5 δευτερολέπτων, προλαμβάνοντας την πυρκαγιά από παραμονικά ατυχήματα. Αυτή η ταχεία λογική προστασία ενσωματώνεται αποδοτικά με τον μετατροπέα γείωσης.

2.3 Βελτιώσεις Προσαρμοστικότητας στο Τοπικό Περιβάλλον

Συμμόρφωση με το Δίκτυο: Υποστηρίζει την απαιτούμενη από την EVN λειτουργία νησιωτικού τεστ, προσομοιώνοντας μια ομαλή μετάβαση σε εφοδιασμό αποθήκευσης ενέργειας μετά τη διακοπή του δικτύου. Ο μετατροπέας γείωσης είναι μια κεντρική συσταδική για την επιτυχή πέραση αυτού του κρίσιμου τεστ.

Προεγκατεστημένες διευθύνσεις σφραγίσματος συνάρτησης πληρούν τις υποχρεωτικές απαιτήσεις σφραγίσματος δωματίου μέτρησης της Βιετνάμ.

Ευκολία Συντήρησης: Σχεδιασμός ζωής ≥25 χρόνια; κύκλοι συντήρησης επεκτείνονται σε 3 χρόνια, μειώνοντας σημαντικά τους κόστους O&M σε τροπικές περιοχές. Η διάρκεια ζωής του μετατροπέα γείωσης μειώνει σημαντικά τα κόστη κύκλου ζωής.

3. Επιτευχθέντα Αποτελέσματα

3.1 Ενίσχυση Ασφάλειας και Αξιοπιστίας

Επιτεύγεται αλλαγή νευτραλικής γείωσης εντός 15ms κατά τη διάρκεια ατυχημάτων δικτύου (ξεπερνώντας τον κανόνα 50ms της Βιετνάμ), εξασφαλίζοντας συνεχή λειτουργία κρίσιμων φορτίων (όπως τα εργαστηριακά γραμμές παραγωγής). Η ταχεία διαχείριση ατυχημάτων που παρέχεται από τον μετατροπέα γείωσης μείωσε τους ποσοστούς αποτυχίας εξοπλισμού κατά 85% και εξαλίφθηκαν εντελώς τα ατυχήματα που σχετίζονται με τη γείωση μετά την εφαρμογή σε ένα έργο βιομηχανικής ζώνης της Χάνοι το 2024.

3.2 Οικονομικά οφέλη και συμμόρφωση

• Μείωση του Κινδύνου Προστίμων: Συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις εκπομπών άνθρακα του "Νόμου για την Πράσινη Βιομηχανία", αποφεύγοντας πρόστιμα 3% του ετήσιου έσοδου.
• Σύντομη Περίοδο Επιστροφής Προκαταβολής: Μέσω της μείωσης των δαπανών συντήρησης (μείωση 35%) και των απωλειών λόγω αποσυνδέσεων, το IRR αυξήθηκε κατά 2-3 ποσοστιαίες μονάδες, μείωνοντας την περίοδο επιστροφής από 5.8 σε 4.2 χρόνια.

3.3 Ενισχυμένη Δυνατότητα Υποστήριξης Δικτύου

Επιτυχής δοκιμή δυναμικής ρύθμισης: Υπό την ευέλικτη διανομή της EVN (όταν η φορτία του δικτύου <75%), υποστηρίζει τη ρύθμιση ισχύος έως 30% της εγκαταστημένης δυναμικότητας, επιτρέποντας στις εγκαταστάσεις ηλεκτροπαραγωγής να συμμετέχουν στην Αγορά Ρύθμισης Συχνότητας (FRM). Το σταθερό ουδέτερο σημείο που παρέχεται από τον τρανσφορματόρα συνδεδεμένο με τη γη συνιστά τη βάση αυτής της λειτουργίας υποστήριξης του δικτύου. Σε ένα πιλοτικό έργο στην Πόλη Χό Τσι Μίν, παρέχοντας υποστήριξη ανενεργής ισχύος, η εγκατάσταση ηλεκτροπαραγωγής κέρδισε επιπλέον 12% έσοδα από επιπλέον υπηρεσίες.