Какъв е режимът на работа на повишаващия трансформатор в фотоелектрическото производство на електроенергия

1 Преглед на процеса на генериране на електроенергия от фотovoltaicни източници

В моята дневна работа като техник за операции и поддръжка, процесът на генериране на електроенергия от фотovoltaicни източници, с който се срещам, включва свързване на отделни слънчеви панели в фотovoltaicни модули, които после се паралелозаедносят чрез комбинаторни кутии, за да се формира фотovoltaicна масив. Слънчевата енергия се преобразува в постоянен ток (DC) от фотovoltaicния масив, след което се преобразува в трифазен променлив ток (AC) чрез трифазен инвертор (DC-AC). Последователно, стъпков трансформатор повишава напрежението, за да отговаря на изискванията на обществената електрическа мрежа, позволявайки интеграцията и разпределението на електрическата енергия към оборудването, свързано с мрежата.

2 Класификация на общи дефекти при операцията на генериране на електроенергия от фотovoltaicни източници
2.1 Дефекти при операцията на подстанцията

По време на поддръжка, дефектите на подстанцията могат да бъдат класифицирани като дефекти на предавачните линии, дефекти на шиновете, дефекти на трансформаторите, дефекти на високо-напрегнатите ключове и помагалата оборудване, както и дефекти на устройствата за реле защита. Тези директно влияят върху преобразуването и предаването на електрическа енергия.

2.2 Дефекти при операцията в областта на фотovoltaicната система

Дефектите в областта на фотovoltaicната система често произтичат от нестандартни практики по монтаж, като проблеми със слънчевите панели, веригите и комбинаторните кутии поради неправилен монтаж, дефекти на инверторите от недостатъчна настройка, както и дефекти на помагалото оборудване на стъпковия трансформатор. Освен това, пропуски при инспекции могат да доведат до незабелязани потенциални опасности, които могат да засилят потенциални дефекти.

2.3 Дефекти на комуникационните и автоматизирани системи

Макар че дефектите на комуникационните и автоматизирани системи може и да не въздействат незабавно върху генерирането на електроенергия, те затрудняват оперативния анализ, откриването на дефекти и възможностите за дистанционно управление, създавайки рискове за безопасност, които могат да се засилят, ако останат нерешени.

2.4 Географски и екологични дефекти

Екологичните фактори могат да причинят деформация на оборудването поради проседане на почвата, електрически коротки замиквания поради недостатъчен безопасен интервал, корозия от солен мъгла, намаляване на изолацията поради влага, както и коротки замиквания, причинени от вторжене на дива природа.

3 Коренни причини на общи дефекти

Теоретично, аварии и сериозни дефекти могат да бъдат предотвратени чрез строго управление. Обаче, в практика, инциденти, свързани с електрическата безопасност, и дефекти на оборудването продължават да съществуват поради:

• Дефекти в дизайна на ранните фотovoltaicни проекти, резултат от бързо развитие и липса на опит.

• Компрометирано качество на изпълнението поради тясни графици, водещи до подстандартна работа и дългосрочни оперативни рискове.

• Неспособност да се оцени надеждността на оборудването без цялостни оперативни тестове, водещи до използването на компоненти с ниско качество.

• Недостиг на умения при персонала за поддръжка, много от които са нови наематели, зависещи от устарели методи на обучение, липсващи в уменията за диагностика на дефекти и реакция в спешни случаи.

4 Решения

Технически стратегии за справяне с общи дефекти в фотovoltaicните електроцентрали включват:

• Строг планиране от началото, за да се гарантира, че дизайнът съответства на конкретните условия на мястото.

• Цялостно управление на инфраструктурата с строга проверка на подрядчиците и контрол на качеството.

• Строги квалификации на оборудването, за да се изключат продукти с ниско качество.

• Подобряване на програмите за обучение, за да се увеличи отговорността и техническата експертиза на персонала.
  Изпълнението на тези мерки може значително да намали възникването на дефекти.

4.1 Обработка на дефекти на подстанцията

Дефектите на подстанцията следват стандартни протоколи за управление на електрически дефекти. В случай на прекъсване на шините или линийни прекъсвания, едношиновите подстанции могат да изпитат пълна загуба на енергия, активирайки защита при островче и изключване на инверторите. Операторите трябва да:

• Обезпечат допълнителна енергия и проверяват резервните системи за DC и комуникации.

• Анализират действията на устройствата за защита, за да идентифицират типовете дефекти.

• Проверяват основните системи, откриват дефектите и координират с операторите на мрежата за безопасно възстановяване.

4.2 Причини за дефекти в областта на фотovoltaicната система

Основните фактори, които допринасят за дефектите в областта на фотovoltaicната система, включват:

• Лоши практики по монтаж, като разслабени връзки, компоненти с ниско качество и недостатъчно герметизация в комбинаторните кутии.

• Неефективна координация между екипи за монтаж, проводки и настройка на инверторите и трансформаторите.

• Екологична деградация, особено корозия от солен мъгла и намаляване на изолацията.

• Износ от продължителна експлоатация, включително разслабване на компонентите на вентилаторите, терминалните блокове и захранващите кутии.

4.3 Стратегии за предотвратяване на дефекти

Профилактични мерки за дефекти на електрическото оборудване включват:

• Гарантиране, че качеството на изпълнението отговаря на оперативните стандарти преди предаване.

• Профилактично техническо наблюдение и намаляване на екологичните рискове по време на експлоатация.

• Развиване на отговорността и аналитичните умения на персонала чрез целенасочени програми за обучение.

4.4 Откриване и обработка на дефекти

Скрити дефекти между слънчевите панели и комбинаторните кутии, които причиняват загуба на енергия без очевидни симптоми, могат да бъдат открити чрез измерване на тока на веригите с клещови амперметри. Дефектни компоненти, предпазници или връзки трябва да бъдат незабавно заменени.

4.4.1 Дефекти на комбинаторните кутии

Често срещани проблеми включват неуспешна герметизация, дефекти на комуникационните модули и прекомерно затопляне от разслабени терминали. Редовни инспекции по време на пролетната поддръжка, включително повторна герметизация и затягане на връзките, могат да намалят рисковете от летно затопляне.

4.4.2 Дефекти на инверторите

Дефекти на инверторите, често проявяващи се като изключване или проблеми при стартиране, са широко разпространени по време на първоначалната експлоатация. След настройка, прекомерното затопляне поради лоша вентилация или дефекти на компонентите или софтуера е типично. Профилактични мерки включват редовно чистене на филтрите и инспекции на вентилаторите.

4.4.3 Дефекти на стъпковите трансформатори

Съвременните сухи трансформатори рядко се дефектуват, но често срещани проблеми включват вторжение на дива природа поради лоша герметизация, дефекти на вентилаторите и неуспешни захранващи кутии. В крайбрежни или хибриди проекти, кабелните завършвания и устройства за защита срещу пръснато напрежение изискват допълнително внимание, за да се предотвратят прекъсвания на колекторните линии. Предотвратяването на дефекти зависи от редовни инспекции и техническо наблюдение.