چه حالت عملکردی برای ترانسفورماتور افزایش دهنده در تولید برق فتوولتائیک وجود دارد

1 مروری بر فرآیند تولید برق فتوولتائیک

در کار روزمره‌ام به عنوان یک فنی‌ان معمولی در عملیات و نگهداری، فرآیند تولید برق فتوولتائیک که با آن مواجه می‌شوم شامل اتصال پانل‌های خورشیدی به یکدیگر به منظور تشکیل ماژول‌های فتوولتائیک است، سپس این ماژول‌ها از طریق جعبه‌های ترکیبی به صورت موازی به هم متصل می‌شوند تا آرایه فتوولتائیک را تشکیل دهند. انرژی خورشیدی توسط آرایه فتوولتائیک به جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌شود، سپس از طریق مبدل سه‌فاز (DC-AC) به جریان متناوب سه‌فاز تغییر می‌کند. در نهایت، یک ترانسفورماتور بالابردن ولتاژ را افزایش می‌دهد تا با نیازهای شبکه برق عمومی مطابقت داشته باشد، این امر موجب ادغام و توزیع انرژی الکتریکی به تجهیزات متصل به شبکه می‌شود.

2 طبقه‌بندی خطاهای رایج در عملیات تولید برق فتوولتائیک
2.1 خطاهای عملیاتی زیرстанیون

در حین نگهداری، خطاهای زیرستانیون می‌توانند به خطاهای خطوط انتقال، خطاهای شین، خطاهای ترانسفورماتور، خطاهای شیرهای فشار بالا و تجهیزات کمکی، و خطاهای دستگاه‌های محافظ رله تقسیم‌بندی شوند. این خطاهای مستقیماً بر تغییر ولتاژ و انتقال انرژی الکتریکی تأثیر می‌گذارند.

2.2 خطاهای عملیاتی منطقه PV

خطاهای موجود در منطقه PV غالباً از روش‌های نصب نامناسب ناشی می‌شوند، مانند مشکلات پانل‌های خورشیدی، رشته‌ها و جعبه‌های ترکیبی به دلیل نصب ناصحیح، خرابی مبدل‌ها به دلیل تنظیم نامناسب، و خطاهای تجهیزات کمکی ترانسفورماتور بالابردن. علاوه بر این، نقص در بازرسی‌ها می‌تواند منجر به عدم کشف خطرات پنهان شود و این می‌تواند خرابی‌های بالقوه را تشدید کند.

2.3 خطاهای ارتباطی و خودکار

اگرچه خطاهای سیستم‌های ارتباطی و خودکار ممکن است به طور فوری تولید برق را تحت تاثیر قرار ندهند، اما آنها مانع تحلیل عملیاتی، شناسایی نقص و قابلیت کنترل دوردست می‌شوند، این امر موجب خطرات ایمنی می‌شود که اگر حل نشوند می‌توانند افزایش یابند.

2.4 خطاهای جغرافیایی و محیطی

عوامل محیطی می‌توانند باعث تغییر شکل تجهیزات به دلیل فرونشست خاک، کوتاه شدن برق به دلیل فاصله‌های ایمنی ناکافی، فرسودگی به دلیل اسپری شدن نمک، تخریب عایق به دلیل رطوبت، و کوتاه شدن برق به دلیل تجاوز حیوانات شوند.

3 علل اساسی خطاهای رایج

به طور نظری، حوادث و خطاهای اصلی می‌توانند از طریق مدیریت دقیق جلوگیری شوند. با این حال، در عمل، حوادث ایمنی برق و خرابی تجهیزات به دلیل:

• نقص طراحی در پروژه‌های اولیه PV ناشی از توسعه سریع و فقدان تجربه.

• کاهش کیفیت ساخت به دلیل برنامه‌های زمانی تنگ، منجر به کار غیراستاندارد و ریسک‌های عملیاتی بلندمدت.

• عدم توانایی ارزیابی قابلیت اطمینان تجهیزات بدون آزمون‌های عملیاتی جامع، منجر به استفاده از اجزای کم کیفیت.

• ناقصی مهارتی در کارکنان نگهداری، بسیاری از آنها استخدام‌های جدیدی هستند که به روش‌های آموزشی قدیمی متکی هستند و مهارت کافی در تشخیص خرابی و واکنش به وضعیت‌های اضطراری ندارند.

4 راه‌حل‌ها

راه‌حل‌های فنی برای مقابله با خطاهای رایج در ایستگاه‌های برق فتوولتائیک شامل:

• برنامه‌ریزی دقیق از ابتدا برای تضمین همسویی طراحی‌ها با شرایط محلی.

• مدیریت جامع زیرساخت‌ها با بررسی دقیق پیمانکاران و کنترل کیفیت.

• تأیید دقیق تجهیزات برای حذف محصولات غیراستاندارد.

• برنامه‌های آموزشی بهبود یافته برای افزایش مسئولیت و مهارت فنی کارکنان.
  اجرای این اقدامات می‌تواند به طور قابل توجهی وقوع خطاهای را کاهش دهد.

4.1 رسیدگی به خطاهای زیرستانیون

خطاهای زیرستانیون بر اساس پروتکل‌های استاندارد مدیریت خطاهای برق انجام می‌شوند. در صورت بروز قطع شین یا خطوط، زیرستانیون‌های تک شین ممکن است با تاریکی کامل ایستگاه مواجه شوند، این موضوع موجب فعال شدن محافظ‌های جزیره‌ای و خاموش شدن مبدل‌ها می‌شود. عملگران باید:

• انرژی کمکی را تأمین کرده و سیستم‌های پشتیبان DC و ارتباطات را تأیید کنند.

• عملکرد دستگاه‌های محافظ را تحلیل کنند تا نوع خطا شناسایی شود.

• سیستم‌های اصلی را بررسی کنند، خطاها را پیدا کرده و با عملگران شبکه هماهنگ کنند تا بازگردانی ایمن انجام شود.

4.2 علل خطاهای منطقه PV

عوامل کلیدی مسبب خطاهای منطقه PV شامل:

• روش‌های نصب ضعیف، مانند اتصالات آزاد، اجزای غیراستاندارد و مسدود کردن ناکافی در جعبه‌های ترکیبی.

• هماهنگی ناکافی بین تیم‌های نصب، سیم‌کشی و تنظیم مبدل‌ها و ترانسفورماتورها.

• فساد محیطی، به ویژه فرسودگی ناشی از اسپری نمک در مناطق ساحلی و تخریب عایق.

• پوسیدگی از طریق عملیات طولانی‌مدت، از جمله آزاد شدن اجزای موتورهای پنکه، بلاک‌های اتصال و قفل‌های صندوق.

4.3 استراتژی‌های پیشگیری از خطا

اقدامات پیشگیرانه برای خطاهای تجهیزات الکتریکی شامل:

• تضمین کیفیت ساخت قبل از تحویل به استانداردهای عملیاتی.

• نظارت فنی پیشگیرانه و کاهش ریسک‌های محیطی در طول عملیات.

• تربیت مسئولیت و مهارت‌های تحلیلی کارکنان از طریق برنامه‌های آموزشی هدفمند.

4.4 تشخیص و رسیدگی به خطا

خطاهای پنهان بین پانل‌های خورشیدی و جعبه‌های ترکیبی که باعث از دست دادن انرژی بدون علائم واضح می‌شوند، می‌توانند با استفاده از آمپرمترهای گیره‌ای برای اندازه‌گیری جریان رشته‌ها شناسایی شوند. اجزای خراب، فیوزها یا اتصالات باید به سرعت جایگزین شوند.

4.4.1 خطاهای جعبه ترکیبی

مشکلات رایج شامل خرابی مسدود کردن، خرابی ماژول‌های ارتباطی و گرم شدن ناشی از اتصالات آزاد است. بازرسی‌های منظم در طول تعمیرات بهاره، از جمله مسدود کردن مجدد و گرفتن اتصالات، می‌تواند ریسک‌های گرم شدن تابستانی را کاهش دهد.

4.4.2 خطاهای مبدل

خطاهای مبدل، معمولاً به صورت خاموش شدن یا مشکلات روشن شدن در ابتدای عملیات ظاهر می‌شوند. پس از تحویل، گرم شدن به دلیل تهویه ضعیف یا خرابی اجزا یا نرم‌افزار معمول است. اقدامات پیشگیرانه شامل تمیز کردن فیلترها و بازرسی موتورهای پنکه می‌شود.

4.4.3 خطاهای ترانسفورماتور بالابردن

ترانسفورماتورهای خشک مدرن به ندرت خراب می‌شوند، اما مشکلات رایج شامل ورود حیوانات به دلیل مسدود کردن ضعیف، خرابی موتورهای پنکه و خرابی قفل‌های شیر می‌شود. در پروژه‌های ساحلی یا ترکیبی، انتهایی‌های کابل و محافظ‌های امواج نیاز به احتیاط بیشتری دارند تا از قطعی شدن خطوط جمع‌آوری جلوگیری شود. پیشگیری از خطا به بررسی‌های منظم و نظارت فنی تکیه دارد.