Intelligentne maandusvõrkkujundid saarte võrgu toetuseks

1. Projekti taustad

Hajusfotovoltaik (PV) ja energiavarude projektid arenevad kiiresti Viinamis ja Lõuna-Aasias, kuid näevad silmitsi olulistesse väljakutsetesse:

1.1 Võrgu ebastabiilsus:

Viinami elektrivõrgus esinevad sagedased lülitumised (eriti põhja tööstuspiirkondades). 2023. aastal tekitasid söepanekute puudused laiaulatuslikud elektriväljajäämised, mille tulemusena moodustusid igapäevased kahjud, mis ületasid 5 miljonit USA dollarit. Traditsioonilised PV-süsteemid ei suuda efektiivselt hoolt võtta neutraalne maandamine, mis muudab seadmed nõrgema ning ohustab neid võrgukatkestuste ajal. See rõhutab vajadust usaldusväärsete maandavate transformatortööriistade järele.

1.2 Poliitika- ja ohutusnõuetega vastavuse surve:

Viinami 2024. aasta määrused nõuavad, et energiavarude süsteemid läbida Vietnam Elektrienergia Grupi (EVN) 72-tundi kestva saarteimoodi toimimise testi ja omaks korraliku/kõrge pingereegli (LVRT/HVRT) võimekuse. Oluliste elektronikaseadmete ulatuslik kasutamine tõstab null-jada voolu ja harmoniliste probleeme, mis sageli käivitavad kaitsevigu. Kõrgejõulised maandavate transformatortööriistad on hädavajalikud nende vastavuse nõuetega.

1.3 Keskkonnakohanduvuse nõuded:

Kõrge temperatuur ja niiskus (aastane keskmine niiskus >80%) kiirendavad seadmete vananemist, nõudes maandavate transformatortööriistadega robustset anti-korrumpimise ja -niiskuse vastast jõudlust. Ranniku soolaiselga (õhus olev sool >5mg/m³) suurendatakse korrumpimise riski, mis asetab kõrgeid nõudmisi maandavate transformatortööriistade keskkonnakohanduvusele.

2. Lahendus: Intelligentsed maandavate transformatortööriistad

2.1 Tuumtehnoloogia disain

Zigzag-ühendusega maandavate transformatortööriista:

Sisaldab spetsialiseeritud kuue-puudese disaini, mille niminaalses suurus on 1250kVA, super madal null-jada impedants 4-6Ω (võrreldes traditsiooniliste transformatortööriistadega 30Ω), ja lühikese kitsikute suudetavus 25kA/2s, mis on täiuslikult sobilik suurte hajusvõrgude jaoks.

• Harmoniliste voolude takistamise optimeerimine: Integreeritud Δ-YY puudese struktuur koos LC-filtriga saavutab ≥85% takistamise 3rd/5th/7th harmoniliste voolude jaoks, vähendades kogu harmoonilise voolu distorsiooni (THD) 12%lt <5%, mis tõhusalt takistab resonaansilt tekkinud seadme kahjustusi. See harmooniliste voolude takistamise võime on maandavate transformatortööriistade üks peamisi ohutuselemente.
• Keskkonnakohanduvuse parandamine: Korpus IP54 kaitseklassiga; olulised komponendid nanokeramiikaga käsitletud, läbib IEC 60068-2-52 soolaiselga testi (3000 tundi ilma korroodeerumiseta). Need kaitsemeetodid tagavad maandavate transformatortööriistade pikaajalist usaldusväärsust raskekeskkonnas.
• Lämpöjuhtimise disain: Varustatud aluminiiumliigendiga lampövedelike ja sunnitud õhu jahutussüsteemiga, lampötemperatuuri tõus on kontrollitud ≤55K 45°C ümbruskonna temperatuuril. See tõhus lampöjuhtimissüsteem on oluline maandavate transformatortööriistade ohutusemootorimiseks troopilistes kliimatsoonides.

2.2 Intelligentsed jälgimine ja kaitse süsteem

Integreeritud sensorite moodul: Reaalajas jälgimine puude temperatuuri, osaliselt voolu ja isolatsiooni oleku; andmed sinkroniseeritakse kohalikule SCADA- ja pilveplatvormidele (nt Hoymiles S-miles Cloud) millisekundites. Pidev jälgimine tõhustab oluliselt maandavate transformatortööriistade ohutust.

Kaitseloogika koordineerimine:

• Seriipurgi koordineerimine: Automatselt lülitab maandamise režiimi 10 sekundis, kui tuvastatakse võrguvinge langus 20%UN (vastavalt Viinami madala vinge lukustamise nõuetele)
• Arc Fault Detection (AFCI) süsteemi integreerimine: Katkestab vigase tsüklite 0.5 sekundis, ennetades maandamisel põhjustatud tulekahju. See kiire kaitseloogika integreeritakse hästi maandavate transformatortööriistade kanssa.

2.3 Kohaliku kohandatavuse parandused

Võrgu vastavus: Toetab EVN-nõutud saarteimoodi toimimise testimismoodi, simuleerides sujuvat üleminekut energiavarude tarnimisele võrgukatkestuse järel. Maandavate transformatortööriistad on oluline osa selle kriitilise testi läbimisel.

Eelmääratud sealduid liideseid vastavalt Viinami kohustuslikule mõõdikutoa sealduvuse nõuetele.

Hoidmise mugavus: Disainil elutsükkel ≥25 aastat; hooldusintervall pikendatud 3 aastani, oluliselt vähendades O&M kuluaegi tropilistes piirkondades. Maandavate transformatortööriistade kestvus vähendab oluliselt elutsüklikku kulu.

3. Saavutatud tulemused

3.1 Parandatud ohutus ja usaldusväärsus

Saavutab neutraalse maandamise lülitumise 15ms võrgu vigade ajal (ületades Viinami 50ms standardi), tagades kriitiliste laadimiste (nt tööstuslinnad) jätkusuutliku toimimise. Kiire vigade haldus, mida maandavate transformatortööriistad pakuvad, vähendas seadmete katkemustrit 85% ja täielikult likvideeris maandamisega seotud juhtumeid Hanois 2024. aasta tööstuslinna projektis.

3.2 Majanduslikud eelised ja vastavus

• Vähendatud trahvite oht: Vastab "Rohelistele tööstuseeskirjadele" süsinikuheitmete nõuetele, vältides 3% aastase käibemüügi trahve.
• Lühenev taastumisaeg: Kaudsi hoidmise kulude (35% vähenemine) ja vähendatud seiskaaeglike kaotuste kaudu suurendus IRR 2-3 protsentipunkti, lühendades taastumisaega 5.8-st 4.2 aastani.

3.3 Tugevdatud võrgu toetamisvõime

Läbitud dünaamilise reguleerimise testid: EVN-i paindliku üleviimise (kui võrgukogus <75%) korral toetatakse kuni 30% paigaldatud võimsusega, mis võimaldab elektrijaamatel osaleda Sageduse Reguleerimise Turul (SRT). Maandusmuunduri poolt pakutav stabiilne neutraalpunkt moodustab selle võrgutoetuse funktsiooni aluse. Ho Chi Minh City pilootprojektis teenis elektrijaam 12% lisakäibekulu abitsusaate turgudelt reaktiivsete võimsuse toetuse pakkudes.