Intelligenta jordningstransformatorer för stöd till ögrids

1. Projektbakgrund

Fördelade fotovoltaiska (PV) och energilagringssystem utvecklas snabbt i Vietnam och Sydostasien, men står inför betydande utmaningar:

1.1 Nätinstabilitet:

Vietnams elkraftnät upplever frekventa fluktuationer (särskilt i norra industriområden). År 2023 orsakade brist på kolbaserad kraftställning omfattande strömavbrott, vilket resulterade i dagliga förluster över 5 miljoner USD. Traditionella PV-system saknar effektiva neutraljordningshanteringsfunktioner, vilket gör utrustningen sårbar för skador och säkerhetsincidenter under nätavbrott. Detta framhäver den kritiska behovet av tillförlitliga jordningstransformatorer.

1.2 Tryck från policyer och säkerhetskrav:

Vietnams regler för 2024 kräver att energilagringssystem passerar Vietnam Electricity Groups (EVN) 72-timmars isoleringsdriftstest och har hög/låg spänningsgenomförandekapacitet (HVRT/LVRT). Med omfattande distribution av strömkraftselektronik är nollsekvensströms- och harmoniskaproblem framträdande, vilket ofta utlöser skyddsfel. Högeffektiva jordningstransformatorer är avgörande för att uppfylla dessa efterlevnadskrav.

1.3 Miljöanpassningskrav:

Höga temperaturer och fuktiga klimat (genomsnittlig årsfuktighet >80%) ökar åldrande av utrustning, vilket kräver jordningstransformatorer med robust motstånd mot rost och fukt. Kustnära miljöer med saltnebel (luftsaltinnehåll >5mg/m³) förvärrar korrosionsriskerna ytterligare, vilket ställer högre krav på miljöanpassningen av jordningstransformatorer.

2. Lösning: Intelligent jordningstransformatorsystem

2.1 Huvudteknikdesign

Zigzaganslutningsjordningstransformator:

Har en specialiserad sexvindingsdesign med angiven kapacitet på 1250kVA, ultralåg nollsekvensimpedans på 4-6Ω (mot 30Ω i konventionella transformatorer) och kortslutningsuthållighetskraft på 25kA/2s, perfekt anpassad för storskaliga fördelade kraftverk.

• Optimering av harmonisuppression: Integrerad Δ-YY vindingsstruktur med LC-filtre uppnår ≥85% suppression av 3:e/5:e/7:e harmoniska, minskar total harmonisk deformation (THD) från 12% till <5%, vilket effektivt förhindrar utrustningsskador orsakade av resonans. Denna harmonisuppressionskapacitet representerar en kärnsäkerhetsegenskap hos jordningstransformatorn.
• Förbättring av miljöanpassning: Behållare med IP54-skyddsklass; viktiga komponenter behandlade med nanokeramiskt beläggning, passerar IEC 60068-2-52 saltnebeltest (3000 timmar utan rost). Dessa skyddsåtgärder garanterar långsiktig tillförlitlighet för jordningstransformatorer i hårda miljöer.
• Termisk hantering: Utrustad med aluminiumlegeringskylare och tvingad luftkylning, temperaturökning kontrolleras till ≤55K vid 45°C ambianttemperatur. Detta effektiva termiska hanteringssystem är avgörande för säker drift av jordningstransformatorer i tropiska klimat.

2.2 Intelligenta övervaknings- och skyddssystem

Integrerad sensormodul: Realidagsövervakning av vindningstemperatur, delvis avlägsnande och isolationsstatus; data synkroniseras till lokala SCADA- och molnplattformar (som Hoymiles S-miles Cloud) inom millisekunder. Kontinuerlig övervakning förbättrar betydligt säkerheten för jordningstransformatorn.

Koordination av skyddsslogik:

• Koordination av brytare: Byter automatiskt jordningsläge inom 10 sekunder vid detektering av nätspänningssänkning till 20%UN (möter Vietnams lågspänningslåsningsegenskaper)
• Integration av bågens felidentifieringssystem (AFCI): Avbryter felet inom 0,5 sekund, förhindrar att jordfel orsakar brand. Denna snabba skyddsslogik integreras sömlöst med jordningstransformatorn.

2.3 Lokala anpassningsförbättringar

Nätet efterlevnad: Stöder EVN-krävd isoleringsprovsmode, simulerar sömlös övergång till energilagring efter nätavbrott. Jordningstransformatorn är en kärnkomponent för att passera denna kritiska test.

Förinstallerade tätningsledningsgränssnitt uppfyller Vietnams obligatoriska mätstationstätningskrav.

Underhållsbequemlighet: Designservice livslängd ≥25 år; underhållscykler förlängs till 3 år, minskar betydligt O&M-kostnader i tropiska regioner. Jordningstransformatorns hållbarhet minskar väsentligt livscykelkostnader.

3. Uppnådda resultat

3.1 Förbättrad säkerhet och tillförlitlighet

Uppnår neutraljordningsbyte inom 15ms under nätavbrott (överskrider Vietnams standard på 50ms), säkerställer kontinuerlig drift av kritiska laster (som fabriksproduktionslinjer). Den snabba fejanteringen som tillhandahålls av jordningstransformatorn minskade utrustningsfel frekvensen med 85% och eliminera helt jordningsrelaterade incidenter efter installation i ett projekt i Hanois industriområde 2024.

3.2 Ekonomiska fördelar och efterlevnad

• Minskad risk för böter: Uppfyller koldioxidutsläppskraven i "Green Industry Act", vilket undviker årliga böter motsvarande 3 % av intäkterna.
• Förkortad återbetalningstid: Genom minskade underhållskostnader (35 % minskning) och reducerade driftavbrott försämrar IRR med 2–3 procentenheter, vilket förkortar återbetalningstiden från 5,8 till 4,2 år.

3.3 Förbättrad nätstödsförmåga

Godkänd vid dynamisk regleringstestning: Under EVN:s flexibla disponering (när nätbelastningen <75 %) stöder effekreglering upp till 30 % av installerad kapacitet, vilket gör att kraftverk kan delta i Frekvensregleringsmarknaden (FRM). Den stabila neutralpunkt som tillhandahålls av jordtransformatorn utgör grunden för denna nätstödsfunktionalitet. I ett pilotprojekt i Ho Chi Minh-staden tjänade kraftverket ytterligare 12 % i intäkter från sekundärtjänster genom att tillhandahålla reaktiv effektsupport.