Hvad er driftstilstanden for stigningstransformator i solcellebaseret elektricitetsproduktion

1 Oversigt over fotovoltaisk strømproduktionsproces

I min daglige arbejdsrutine som frontlinje drifts- og vedligeholdelsestekniker, involverer den fotovoltaiske strømproduktionsproces, jeg støder på, at enkelte solceller forbinder til fotovoltaiske moduler, hvilket derefter parallelliseres gennem kombineringsbokse for at danne en fotovoltaisk matrix. Solenergi konverteres til direkte strøm (DC) af fotovoltaiske matricen, og derefter omdannes til trefased vekslende strøm (AC) via en trefas inverter (DC-AC). Herefter øger en spændingsforhøjende transformator spændingen for at matche kravene fra det offentlige elnet, hvilket gør det muligt at integrere og distribuere elektrisk energi til net-integrerede enheder.

2 Klassificering af almindelige fejl i fotovoltaisk strømproduktion
2.1 Understationsdriftsfejl

Under vedligeholdelse kan understationsfejl inddeles i transmissionsledningsfejl, busbarfejl, transformerfejl, højspændingskontaktor- og hjælpeudstyrfejl, samt relæbeskyttelsesenhedsfejl. Disse påvirker direkte spændingsoverførslen og -transformationen af elektrisk energi.

2.2 PV-områdesdriftsfejl

Fejl i PV-området skyldes ofte understandard installationer, såsom problemer med solceller, strømledninger, og kombineringsbokse pga. forkert installation, inverterfejl pga. utilstrækkelig kommissionering, og fejl i spændingsforhøjende transformatorhjælpeudstyr. Desuden kan overset under inspektioner føre til upåagtet potentielle farer, hvilket forværrer potentielle fejl.

2.3 Kommunikations- og automatiseringsfejl

Selvom kommunikations- og automatiseringssystemfejl måske ikke umiddelbart påvirker strømproduktionen, hindrer de driftsanalyser, defektregistrering, og fjernstyringskapaciteter, hvilket skaber sikkerhedsrisici, der kan eskalere, hvis de ikke behandles.

2.4 Geografiske og miljømæssige fejl

Miljøfaktorer kan forårsage udstyrsdeformationer pga. jordens nedlagning, elektriske kortslutninger pga. utilstrækkelig sikkerhedsklarhed, korrosion pga. saltspind, isoleringsnedbrydning pga. fugt, og kortslutninger forårsaget af vilde dyr.

3 Rodårsager til almindelige fejl

Teoretisk set kan ulykker og store fejl undgås gennem streng ledelse. Imidlertid findes elektriske sikkerhedsulykker og udstyrssvigt fortsat i praksis pga.:

• Designfejl i tidlige PV-projekter, som resulterede i hurtig udvikling og mangel på erfaring.

• Kompromitteret konstruktionskvalitet pga. tidspresset, hvilket fører til understandard håndværk og langsigtede driftsrisker.

• Uevne til at vurdere udstyrsfiabilitet uden omfattende driftsprøver, hvilket resulterer i brug af lavkvalitetskomponenter.

• Kompetencehuller blandt vedligeholdelsespersonale, hvor mange er nyt ansatte, der er afhængige af forældede træningsmetoder, og mangler ekspertise i fejldiagnose og nødintervention.

4 Løsninger

Tekniske strategier til at tackle almindelige fejl i PV-strømstationer inkluderer:

• Strenge forhåndsplanlægning for at sikre, at design passer til lokalitetsbetingelser.

• Omfattende infrastrukturledelse med strenge entreprisestandarder og kvalitetskontrol.

• Strenge udstyrsqualifikationer for at udelukke understandard produkter.

• Forbedrede træningsprogrammer for at forbedre personales ansvarlighed og tekniske ekspertise.
  Implementering af disse foranstaltninger kan betydeligt reducere forekomsten af fejl.

4.1 Behandling af understationsfejl

Understationsfejl følger standard protokoller for elektriske fejlbehandlinger. I tilfælde af busbarafbrydelser eller linjeafbrydelser kan enkelbusbar-understationer opleve fuld stationssvigt, hvilket udløser øgruppebeskyttelse og inverterstop. Operatørerne skal:

• Sikre hjælpestrøm og verificere backupsystemer for DC og kommunikation.

• Analyser beskyttelsesenhedshandlinger for at identificere fejltyper.

• Inspection primære systemer, lokalisere fejl, og koordinere med nettoperatører for sikker genoprettelse.

4.2 Årsager til fejl i PV-området

Nøglefaktorer, der bidrager til fejl i PV-området, inkluderer:

• Dårlige installationsmetoder, som løse forbindelser, understandard komponenter, og utilstrækkelig tætnings i kombineringsbokse.

• Ineffektiv koordination mellem installations-, kablings- og kommissionshold for invertorer og transformatorer.

• Miljørelateret nedbrydning, især korrosion fra kystsaltspind og isoleringsnedbrydning.

• Nedbrydning fra langvarig drift, herunder løsning af flådekomponenter, terminalblokke, og kabinetlåser.

4.3 Fejlforebyggelsesstrategier

Forebyggende foranstaltninger mod elektriske udstyrsfejl inkluderer:

• At sikre, at konstruktionskvaliteten opfylder driftsstandarder inden overdragelse.

• Proaktiv teknisk overvågning og miljørisk-reduktion under drift.

• At fremme personales ansvarsbevidsthed og analytiske færdigheder gennem målrettede træningsprogrammer.

4.4 Fejldetektion og -behandling

Skjulte fejl mellem solceller og kombineringsbokse, som forårsager energitab uden tydelige symptomer, kan detekteres ved hjælp af klammeter for at måle strømledningsstrøm. Defekte komponenter, sikringe, eller forbindelser bør straks erstattes.

4.4.1 Fejl i kombineringsbokse

Almindelige problemer inkluderer tætningsfejl, kommunikationsmodulfejl, og overophedning fra løse terminaler. Regelmæssige inspektioner under forårsmaintenance, herunder gentænning og fastgørelse af forbindelser, kan mindske risikoen for sommeroverophedning.

4.4.2 Inverterfejl

Inverterfejl, der ofte manifesterer sig som stop eller startproblemer, er almindelige under den initielle drift. Efter kommissionering er overophedning pga. dårlig ventilering eller komponent-/softwarefejl typisk. Forebyggende foranstaltninger inkluderer regelmæssig filterrensning og flådeinspektioner.

4.4.3 Fejl i spændingsforhøjende transformatorer

Moderne torrtransformatorer mislykkes sjældent, men almindelige problemer inkluderer dyrelivet, der trænger ind pga. dårlig tætning, flådefejl, og ventillåsfejl. I kyst- eller hybridprojekter kræver kabelter og lynoverskytsere ekstra opmærksomhed for at forhindre samlede linjeafbrydelser. Fejlforebyggelse afhænger af rutinemæssige inspektioner og teknisk overvågning.