Wie analysiert und behandelt man typische Fehler von Schaltgeräten in Photovoltaikanlagen?

Um die Fehlersituationen des Blocktransformators effektiv zu analysieren, wurde in diesem Artikel ein Blocktransformator mit Doppelsekundärwicklung (ZGS11 - Z.T - 1000/38.5) ausgewählt, der an 2 zentrale Inverter angeschlossen werden kann. Die Struktur seiner Stromerzeugungseinheit ist in Abbildung 1 dargestellt. Dieser Blocktransformator verwendet ein dreiphasiges Dreibein-Design mit 2 Wicklungen auf der Niederspannungsseite. Die Gesamtstruktur ist in drei Hauptteile unterteilt: den Hochspannungsbereich, den Niederspannungsbereich und den Ölbehälter. In der tatsächlichen Betriebspraxis umfassen häufige Fehler des Blocktransformators Niederspannungswicklungs-Erdschlüsse, Offenleitungsfehler auf der Hochspannungsseite und Kurzschlussfehler auf der Hoch- und Niederspannungsseite. Eine detaillierte Analyse wird im Folgenden durchgeführt.

1 Typische Fehler von Blocktransformatoren in Photovoltaikanlagen
1.1 Niederspannungswicklungs-Erdschlüsse

Einige photovoltaische Blocktransformatoren verfügen nicht über eine Neutralpunktableitung. Ein Einphasen-Erdschluss auf der Niederspannungsseite beschädigt die Isolierung, wobei die Fehlermanifestationen je nach Zustand des zentralen Inverters variieren.

Bei geringem Licht stoppt die Stromerzeugungseinheit, und der Inverter trennt sich vom Netz, um über den Transformator Energie zu beziehen. Ein Erdschluss hier führt dazu, dass der Inverter (immer noch bei normaler Spannung) läuft, aber die steigende Phasenspannung langfristig die Isolierung auf der Niederspannungsseite beschädigt, was möglicherweise zu Mehrfach-Erdschlüssen führen kann.

Bei ausreichendem Licht schaltet der Inverter in den Netzbetrieb. Sein unverdichteter Neutralpunkt macht Einphasen-Erdschlüsse schwer zu erkennen – kein Erdstrom, unveränderte Leitungsspannung. Das Steuerungssystem, das die Leitungsspannung überwacht, erkennt die Anomalie nicht. Der Inverter läuft, jedoch mit reduzierter Effizienz, was die photovoltaischen Vorteile beeinträchtigt.

1.2 Offenleitungsfehler auf der Hochspannungsseite

Offenleitungsfehler teilen sich in Hochspannungsleiter-Trennungen und Wicklungstrennungen. Eine Trennung des Hochspannungsleiters führt zum Auslösen des Inverters und zur Stilllegung der Generatoreinheit. Prüfungen zeigen untypische Geräusche, Gerüche und unendlichen Widerstand in der fehlerhaften Phasenwicklung (normal für andere), was den Fehler anzeigt.

Für eine Trennung der Hochspannungswicklung beträgt der Gleichstromwiderstand das Doppelte des normalen zwischenphasigen Werts (nicht unendlich). Auf der Hochspannungsseite fällt die Leitungsspannung des Fehler- und benachbarten Phasen auf 50% der Nennspannung; auf der Niederspannungsseite fällt die entsprechende Phasen-Leitungsspannung (nicht auf Null, aufgrund induzierter Spannung).

1.3 Kurzschlussfehler auf der Hoch- und Niederspannungsseite

Zwischenphasen-Kurzschlussfehler treten oft auf, lösen den entsprechenden Schaltkreis aus und verursachen Geräusche, Ölsprühen und Gerüche.

Zur Behandlung von Fehlern: Erstens, erfassen Sie die Situation anhand der Schutzaktionen, dann bewegen Sie den Transformator in die Wartung, ergreifen Sicherheitsmaßnahmen und zerlegen die Einheit zur Überprüfung. Anfängliche Fehler können zwischenphasig sein; wenn sie sich verschlimmern, folgen Wicklungsschäden und Kernersatz.

Ein tatsächlicher Fehler begann als ein Niederspannungs-Zwischenphasen-Kurzschluss, was zu einer Hoch-Niederspannungswicklung-Durchschlagunter Impulsentladung führte. Dies verursachte starke Entladungen, Kernschäden und Probleme am Ölbehälter. Die Ursache war innewohnende Isolationschwächen.

2 Fehlerprävention für Blocktransformatoren in Photovoltaikanlagen
2.1 Isolierüberwachungsvorrichtungen

Der überwachte Transformator verwendet eine dreiphasige Sternschaltung ohne Neutralpunkt. Einphasen-Erdschlüsse (ohne Neutralpunkt) ändern die Leitungsspannung kaum, was die Erkennung erschwert und das Risiko eines Verschlimmerungs des Fehlers erhöht. Fügen Sie eine Isolierüberwachungsvorrichtung hinzu, um Alarm auszulösen und eine zeitgemäße Zerlegung der defekten Einheit zu ermöglichen. Verwenden Sie einen Inverter mit Neutralpunktableitung (am besten yyn11-Typ) für eine bessere Behandlung von Erdschlüssen.

2.2 Regelmäßige Isolierüberwachung

Strenge regelmäßige Inspektionen (mit Fokus auf Isolierung) erkennen Defekte frühzeitig, reduzieren interne Gerätefehler. Erhöhen Sie die Frequenz der Isolierüberwachung des Blocktransformators während des Betriebs und der Wartung.

2.3 Ölprobenuntersuchung

Interne Isolationsdefekte verursachen Fehler. Regelmäßige Ölprobenuntersuchungen erkennen Komponentenänderungen infolge von Wärme/Entladung während der Verschlechterung. Stärken Sie die Überwachung und Prüfung der Öltemperatur, um Fehlfunktionen durch Überhitzung zu vermeiden.

2.4 Technische Auswahl im Bau

Sichern Sie die langfristige Sicherheit, indem Sie in der Bauphase eine gute Standortauswahl, elektrische Planung und Geräteauswahl durchführen – dies garantiert Produktqualität und Einhaltung des Anlagenentwurfs.

3 Schlussfolgerung

Dieses Papier analysiert typische Erdschlüsse, Offenleitungs- und Kurzschlussfehler eines typischen Blocktransformators in Photovoltaikanlagen. Um Fehler zu vermeiden, stärken Sie die routinemäßige Isolierüberwachung, legen Sie den Fokus auf Ölbehalterprüfungen und fügen Sie Isolierungsvorrichtungen hinzu, wenn möglich – um den sicheren Betrieb sicherzustellen.