Akıllı Topraklama Dönüşümcüleri Adası Şebekesi Desteği için

1. Proje Arka Planı

Dağıtık fotovoltaik (PV) ve enerji depolama projeleri, Vietnam ve Güneydoğu Asya genelinde hızlı bir şekilde gelişmekte ancak önemli zorluklarla karşı karşıyadır:

1.1 Ağ İstikrarsızlığı:

Vietnam'ın elektrik ağı sıklıkla dalgalanmalara maruz kalıyor (özellikle kuzeydeki sanayi bölgelerinde). 2023 yılında kömür enerjisi kıtlığı büyük ölçekli karanlıklara neden oldu, bu da günlük kayıpların 5 milyon ABD dolarını aşmasına yol açtı. Geleneksel PV sistemler etkili neutral grounding yönetim yeteneklerine sahip değildir, bu da ekipmanların ağ arızaları sırasında hasar görmesine ve güvenlik olaylarına neden olur. Bu, güvenilir grounding transformatörlerin kritik ihtiyaç olduğunu vurgulamaktadır.

1.2 Politika ve Güvenlik Uyumluluğu Basıncı:

Vietnam'ın 2024 düzenlemeleri, enerji depolama sistemlerinin Vietnam Elektrik Grubu'nun (EVN) 72 saatlik ada modu testini geçmesi ve yüksek/düşük voltaj geçiş (HVRT/LVRT) yeteneklerine sahip olmasını gerektirir. Geniş çaplı güç elektronikleri dağıtımından dolayı sıfır-dizisel akım ve harmonik sorunlar belirgin hale gelir, genellikle koruma hatası tetikler. Yüksek performanslı grounding transformatörler, bu uyumluluk gerekliliklerini karşılamak için hayati önem taşımaktadır.

1.3 Çevresel Uygunluk Gereksinimleri:

Yüksek sıcaklık ve nem iklimleri (yıllık ortalama nem >80%) ekipman yaşlanmasını hızlandırır, bu da güçlü anti-korozon ve nem geçirmez performansa sahip grounding transformatörler talep eder. Sahil tuzu püskürtme ortamları (hava tuzu içeriği >5mg/m³) daha da korozon risklerini artırır, bu da grounding transformatörlerin çevresel uygunluğunda daha yüksek talepler doğurur.

2. Çözüm: Akıllı Grounding Transformatör Sistemi

2.1 Temel Teknoloji Tasarımı

Zigzag Bağlantılı Grounding Transformatör:

Özel altı bobinli tasarım, 1250kVA nominal kapasite, geleneksel transformatörlere kıyasla ultra düşük sıfır-dizisel impedans (4-6Ω), ve 25kA/2s kısa devre dayanıklılığı ile, büyük ölçekli dağıtık güç santralleri için idealdir.

• Harmonik Engelleme Optimizasyonu: Entegre Δ-YY bobin yapısı ve LC filtreleri ile 3., 5. ve 7. harmoniklerin en az %85'ini bastırır, toplam harmonik bozulmayı (THD) %12'den <5% seviyesine düşürerek rezonans nedeniyle ekipman hasarını önler. Bu harmonik engelleme yeteneği, grounding transformatörünün merkezi bir güvenlik özelliği olarak kabul edilir.
• Çevresel Uygunluk Artırımı: IP54 koruma sınıfına sahip kaplama; kritik bileşenler nano seramik kaplama ile işlenir, IEC 60068-2-52 tuz püskürtme testini (3000 saat boyunca hiç paslanmadan) geçer. Bu koruma önlemleri, grounding transformatörlerin sert çevre koşullarında uzun süreli güvenilirliğini sağlar.
• Termal Yönetim Tasarımı: Alüminyum alaşım ısı vericileri ve zorlanmış hava soğutma sistemi ile donatılmıştır, 45°C çevresel sıcaklıkta sıcaklık yükselişi ≤55K kontrol edilir. Bu etkin termal yönetim sistemi, grounding transformatörlerin tropikal iklimlerde güvenli çalışması için kritik öneme sahiptir.

2.2 Akıllı İzleme ve Koruma Sistemi

Tümleşik Sensör Modülü: Bobin sıcaklığı, kısmi salınımlar ve yalıtım durumu hakkında gerçek zamanlı izleme; veriler milisaniye içinde yerel SCADA ve bulut platformlarına (örneğin Hoymiles S-miles Cloud) eşitlenir. Sürekli izleme, grounding transformatörünün güvenilirliği üzerinde önemli bir artışı sağlar.

Koruma Mantığı Koordinasyonu:

• Daire Kesici Koordinasyonu: Ağ voltajının %20UN'a düşmesini tespit ettiği anda 10 saniye içinde grounding modunu otomatik olarak değiştirir (Vietnam'ın düşük voltaj kilitleme gerekliliklerini karşılar)
• Arc Fault Tespit (AFCI) Sistemi Tümleşimi: 0.5 saniye içinde hata devresini keser, ground hatalarının yangın çıkarmasını önler. Bu hızlı koruma mantığı, grounding transformatörü ile sorunsuz bir şekilde bütünleşir.

2.3 Yerelleştirilmiş Uygunluk İyileştirmeleri

Ağ Uyumluluğu: EVN'in gerektirdiği ada modu testini destekler, ağ kesintisinden sonra enerji depolama beslemesine sorunsuz geçiş simüle eder. Grounding transformatörü, bu kritik testi geçmek için temel bir bileşendir.

Ön yükleme ölçüm odası mühürleme gerekliliklerini karşılamak üzere önceden yüklenmiş mühür tel arayüzleri bulunur.

Bakım Kolaylığı: Tasarım hizmet ömrü ≥25 yıl; bakım dönemleri 3 yıla uzatılır, tropikal bölgelerde O&M maliyetlerini önemli ölçüde azaltır. Grounding transformatörünün dayanıklılığı, yaşam döngüsü maliyetlerini önemli ölçüde düşürür.

3. Elde Edilen Sonuçlar

3.1 Güvenlik ve Güvenilirliğin Artırılması

Ağ arızaları sırasında 15ms içinde neutral grounding geçişini gerçekleştirir (Vietnam'ın 50ms standartını aşar), kritik yüklerin (fabrika üretim hatları gibi) sürekli işlemesini sağlar. Grounding transformatörü tarafından sağlanan hızlı arıza yönetimi, ekipman arızalarını %85 oranında azaltmış ve 2024 Hanoi endüstri bölgesi projesinde dağıtıldıktan sonra grounding ile ilgili olayları tamamen ortadan kaldırmıştır.

3.2 Ekonomik Faydalar ve Uyumluluk

• Ceza Riskinin Azalması: "Yeşil Sanayi Kanunu"nın karbon emisyon gerekliliklerini karşılar, yıllık gelirin %3'üne karşılık cezadan kaçınır.
• Ödeme Döneminin Kısalması: Bakım maliyetlerindeki azalma (35% azalma) ve kapalı kalma kayıplarındaki azalma sayesinde IRR 2-3 puan artar, ödeme dönemi 5.8'den 4.2 yıla düşer.

3.3 Geliştirilmiş Ağ Destek Kapasitesi

Dinamik düzenleme testinden geçildi: EVN'nin esnek sevk düzenlemesi altında (ağ yükü <75%), yükleme kapasitesinin %30'una kadar güç düzenleme desteği sağlar, bu da elektrik santrallerinin Frekans Düzenleme Pazarına (FRM) katılmasına olanak tanır. Toplanan transformatör tarafından sağlanan stabil nötr nokta, bu ağ destek işlevselliğinin temelini oluşturur. Ho Chi Minh Şehri'ndeki bir pilot projede, reaktif güç desteği sağlayarak, elektrik santrali yardımcı hizmetlerden ek %12 gelir elde etmiştir.