Intelligente aardingsversterkers voor ondersteuning van eilandnetwerken

1. Project Background

Verspreide fotovoltaïsche (PV) en energieopslagprojecten ontwikkelen zich snel in Vietnam en Zuidoost-Azië, maar stuiten op significante uitdagingen:

1.1 Netwerkinstabiliteit:

Het elektriciteitsnetwerk van Vietnam kent frequente fluctuaties (vooral in de noordelijke industriële zones). In 2023 veroorzaakten steenkooltekorten grootschalige stroomuitval, wat dagelijkse verliezen van meer dan 5 miljoen USD tot gevolg had. Traditionele PV-systemen missen effectieve beheerscapaciteiten voor neutrale aarding, waardoor apparatuur kwetsbaar is voor schade en veiligheidsincidenten tijdens netwerkuitval. Dit benadrukt het cruciale belang van betrouwbare aardingstransformatoren.

1.2 Druk van beleid en veiligheidskompatibiliteit:

De Vietnamese regelgeving van 2024 vereist dat energieopslagsystemen de 72-uren-eilandoperatietest van de Vietnam Electricity Group (EVN) doorstaan en hoge/lage spanning doorzettingscapaciteiten (HVRT/LVRT) hebben. Met de uitgebreide inzet van krachtstroom elektronica zijn nulreeksstroom en harmonische problemen prominent, die vaak beschermingsfouten veroorzaken. Hoogwaardige aardingstransformatoren zijn essentieel om aan deze compliance-eisen te voldoen.

1.3 Milieu-aanpassingsvereisten:

Klimaten met hoge temperaturen en vochtigheid (jaarlijkse gemiddelde vochtigheid >80%) versnellen de ouderdom van apparatuur, waardoor aardingstransformatoren met robuuste corrosiebestendigheid en vochtdichte prestaties vereist zijn. Kustgebieden met zoutnevel (luchtzoutgehalte >5mg/m³) verergeren de corrosierisico's, waardoor hogere eisen worden gesteld aan de milieu-aanpassing van aardingstransformatoren.

2. Oplossing: Intelligent Aardingtransformatorsysteem

2.1 Kerntechnologieontwerp

Zigzagverbinding Aardingtransformator:

Heeft een gespecialiseerde zes-wikkelingsontwerp met een nominale capaciteit van 1250kVA, ultralage nulreeksimpedantie van 4-6Ω (tegenover 30Ω bij conventionele transformatoren), en kortsluitverdraagzaamheid van 25kA/2s, perfect geschikt voor grote verspreide energiecentrales.

• Harmonische onderdrukkingsoptimalisatie: Geïntegreerde Δ-YY wikkelstructuur met LC-filters bereikt ≥85% onderdrukking van 3e/5e/7e harmonischen, vermindert totale harmonische vervorming (THD) van 12% tot <5%, voorkomt effectief schade aan apparatuur door resonantie. Deze vermogen om harmonische storingen te verminderen vertegenwoordigt een kernveiligheidskenmerk van de aardingtransformator.
• Milieu-aanpassingsverbetering: Gehuis met IP54 beschermingsclassificatie; essentiële componenten behandeld met nano-keramische coating, slaagt IEC 60068-2-52 zoutspraytest (3000 uur zonder corrosie). Deze beschermende maatregelen garanderen de langetermijnbetrouwbaarheid van aardingstransformatoren in extreme omstandigheden.
• Thermisch beheersdesign: Uitgerust met aluminium legering koelribben en geforceerd luchtcoolingssysteem, temperatuurstijging wordt beheerst tot ≤55K bij 45°C omgevingstemperatuur. Dit efficiënte thermische beheerssysteem is cruciaal voor de veilige werking van aardingstransformatoren in tropische klimaten.

2.2 Intelligent Monitoring en Beveiligingssysteem

Geïntegreerde Sensor Module: Realtime monitoring van wikkeltemperatuur, partiële ontlading en isolatiestatus; gegevens gesynchroniseerd naar lokale SCADA en cloudplatforms (zoals Hoymiles S-miles Cloud) binnen milliseconden. Continue monitoring verhoogt aanzienlijk het veiligheidsprofiel van de aardingtransformator.

Beveiligingslogica Coördinatie:

• Circuit Breaker Coördinatie: Schakelt automatisch naar aardingmodus binnen 10 seconden bij detectie van een spanningsdaling tot 20%UN (voldoet aan Vietnams lage-spanningslockout-eisen)
• Arc Fault Detection (AFCI) System Integratie: Knippert foutcircuits binnen 0,5 seconden, voorkomt dat aardfouten branden veroorzaken. Deze snelle beveiligingslogica integreert naadloos met de aardingtransformator.

2.3 Lokale Aanpassingsverbeteringen

Netwerk Compliance: Ondersteunt EVN-verplichte eilandlevenstestmodus, simuleert naadloze overgang naar energieopslagvoorziening na netwerkonderbreking. De aardingtransformator is een kerncomponent voor het slagen van deze cruciale test.

Voorgeïnstalleerde verzegelingsdraadinterfaces voldoen aan Vietnams verplichte meterkamer verzegelingsvereisten.

Onderhoudsgemak: Ontwerp levensduur ≥25 jaar; onderhoudscyclus verlengd tot 3 jaar, vermindert aanzienlijk O&M-kosten in tropische gebieden. De duurzaamheid van de aardingtransformator verlaagt substantieel de levenscycluskosten.

3. Bereikte Resultaten

3.1 Verbeterde Veiligheid en Betrouwbaarheid

Bereikt neutrale aardingsschakeling binnen 15ms tijdens netwerkfouten (overschrijdt Vietnams 50ms standaard), waarborgt continu opereren van kritieke belastingen (zoals fabriekproductielijnen). Het snelle foutbeheer dat de aardingtransformator biedt, verlaagde de apparaatdefectratio met 85% en elimineerde volledig aarding-gerelateerde incidenten na implementatie in een 2024 Hanoi industriezone project.

3.2 Economische voordelen en naleving

• Verlaagd sanctierisico: Voldoet aan de koolstofemissie-eisen van de "Green Industry Act", waardoor sancties van 3% van het jaarlijkse omzet worden vermeden.
• Verkorte terugbetalingsperiode: Door verminderde onderhoudskosten (reductie van 35%) en lagere stilstandskosten, is de IRR met 2-3 procentpunten gestegen, waardoor de terugbetalingsperiode van 5,8 naar 4,2 jaar is verkort.

3.3 Verbeterde netondersteuningscapaciteit

Geslaagd voor dynamische regeltoetsing: Onder EVN's flexibele dispatch (wanneer netbelasting <75%), ondersteunt stroomregeling tot 30% van de geïnstalleerde capaciteit, waardoor energiecentrales kunnen deelnemen aan de Frequentieregulatiemarkt (FRM). Het stabiele neutrale punt dat wordt geboden door de aardingstransformator vormt de basis voor deze netondersteuningsfunctie. In een pilotproject in Ho Chi Minh City, heeft de energiecentrale door reactieve stroomondersteuning te bieden, een extra 12% omzet uit hulpdiensten verdiend.