چگونه می‌توان عیوب نمونه‌ای ترانسفورماتورهای جعبه‌ای در ایستگاه‌های تولید برق فتوولتائیک را تحلیل و مدیریت کرد

برای تحلیل مؤثر شرایط خرابی در ترانسفورماتور پاد-مونتاژ، این مقاله یک ترانسفورماتور پاد-مونتاژ با دو سیم‌پیچ ثانویه (ZGS11 - Z.T - 1000/38.5) را انتخاب کرده است که می‌تواند به ۲ انورتر مرکزی متصل شود. ساختار واحد تولید برق آن در شکل ۱ نشان داده شده است. این ترانسفورماتور پاد-مونتاژ از طراحی ساختار سه فاز و سه ساقه‌ای استفاده می‌کند و دو سیم‌پیچ در سمت ولتاژ پایین دارد. ساختار کلی به سه بخش اصلی تقسیم می‌شود: کامِر ولتاژ بالا، کامِر ولتاژ پایین و ظرف روغن. در عمل، خرابی‌های رایج ترانسفورماتور پاد-مونتاژ شامل خرابی زمین‌گیری سیم‌پیچ ولتاژ پایین، خرابی قطع شدن سمت ولتاژ بالا و خرابی کوتاه‌شدن سمت ولتاژ بالا و پایین هستند. تحلیل دقیق در زیر انجام خواهد شد.

۱ خرابی‌های نمونه ترانسفورماتورهای پاد-مونتاژ در ایستگاه‌های توان خورشیدی
۱.۱ خرابی زمین‌گیری سیم‌پیچ ولتاژ پایین

برخی از ترانسفورماتورهای پاد-مونتاژ خورشیدی ندارای خط زمین‌گیری نقطه میانی هستند. خرابی زمین‌گیری تک‌فاز در سمت ولتاژ پایین عایق‌بندی را آسیب می‌دهد و نمایانگر خرابی بر اساس حالت انورتر مرکزی است.

در شرایط نور کم، واحد تولید برق متوقف می‌شود و انورتر از شبکه جدا می‌شود و از طریق ترانسفورماتور تغذیه می‌شود. خرابی زمین‌گیری در اینجا باعث می‌شود انورتر (با ولتاژ نرمال) اجرا شود، اما افزایش ولتاژ فازی بلندمدت عایق‌بندی سمت ولتاژ پایین را آسیب می‌دهد و ممکن است منجر به زمین‌گیری چند نقطه‌ای شود.

در شرایط نور کافی، انورتر به حالت متصل به شبکه تغییر می‌کند. عدم وجود زمین‌گیری نقطه میانی باعث می‌شود خرابی زمین‌گیری تک‌فاز شناسایی شود—بدون جریان زمین، ولتاژ خط بدون تغییر. سیستم کنترل، ولتاژ خط را می‌شناسد و ناهماهنگی را از دست می‌دهد. انورتر با کاهش کارایی اجرا می‌شود و بهره‌وری خورشیدی را آسیب می‌دهد.

۱.۲ خرابی‌های قطع شدن سمت ولتاژ بالا

خرابی‌های قطع شدن به دو نوع تقسیم می‌شوند: قطع شدن خط ولتاژ بالا و قطع شدن سیم‌پیچ. قطع شدن خط ولتاژ بالا انورتر را خاموش می‌کند و مجموعه ژنراتور را غیرفعال می‌کند. تست نشان می‌دهد صداهای ناهماهنگ، بوی خاص و مقاومت بی‌نهایت در سیم‌پیچ فاز خراب (معمول برای دیگران)، خرابی را نشان می‌دهد.

برای قطع شدن سیم‌پیچ ولتاژ بالا، مقاومت مستقیم دو برابر مقادیر بین‌فاز نرمال (نه بی‌نهایت) است. در سمت ولتاژ بالا، ولتاژ خط فاز خراب و فاز مجاور به ۵۰٪ ولتاژ اسمی کاهش می‌یابد؛ در سمت ولتاژ پایین، ولتاژ خط فاز متناظر کاهش می‌یابد (نه به صفر، به دلیل ولتاژ القایی).

۱.۳ خرابی‌های کوتاه‌شدن سمت ولتاژ بالا و پایین

خرابی‌های کوتاه‌شدن بین‌فاز معمولاً رخ می‌دهند، می‌توانند کلید مربوطه را خاموش کنند و صدا، پاشش روغن و بوی خاص را ایجاد کنند.

برای رسیدگی به خرابی‌ها: ابتدا وضعیت را از طریق اقدامات محافظتی درک کنید، سپس ترانسفورماتور را به حالت تعمیر و نگهداری منتقل کنید، اقدامات ایمنی را اتخاذ کنید و واحد را برای بررسی باز کنید. خرابی‌های اولیه ممکن است بین‌فاز باشند؛ اگر وخیم‌تر شوند، آسیب سیم‌پیچ و تعویض هسته پیش می‌آید.

یک خرابی واقعی با کوتاه‌شدن بین‌فاز ولتاژ پایین شروع شد و منجر به شکست سیم‌پیچ ولتاژ بالا و پایین تحت تخلیه ضربه‌ای شد. این باعث تخلیه شدید، آسیب هسته و مشکلات ظرف روغن شد. علت اصلی ضعف عایق‌بندی ذاتی بود.

۲ پیشگیری از خرابی‌های ترانسفورماتورهای پاد-مونتاژ در ایستگاه‌های توان خورشیدی
۲.۱ دستگاه‌های نظارت بر عایق‌بندی

ترانسفورماتور مورد نظارت از اتصال ستاره سه فاز و سه سیم استفاده می‌کند. خرابی‌های زمین‌گیری تک‌فاز (بدون نقطه میانی) تغییرات کمی در ولتاژ خط ایجاد می‌کنند و شناسایی آن‌ها سخت است و خطر تشدید خرابی را می‌دهد. یک دستگاه نظارت بر عایق‌بندی اضافه کنید تا هشدار دهد و امکان تجزیه واحد خراب را فراهم کند. از انورتر متصل به نقطه میانی (بهترین نوع yyn11) برای مدیریت بهتر خرابی‌های زمین‌گیری استفاده کنید.

۲.۲ نظارت معمولی بر عایق‌بندی

اجرای دقیق بررسی‌های منظم (با تمرکز بر عایق‌بندی) باعث تشخیص زودهنگام نقص‌ها و کاهش خرابی‌های داخلی تجهیزات می‌شود. فرکانس نظارت بر عایق‌بندی ترانسفورماتور پاد-مونتاژ را در عملیات و نگهداری افزایش دهید.

۲.۳ تست نمونه روغن

نقص‌های عایق‌بندی داخلی باعث خرابی می‌شوند. تست منظم نمونه روغن تغییرات مولفه‌های مرتبط با گرمایش/تخلیه را در طول تخریب شناسایی می‌کند. نظارت و تست دمای روغن را تقویت کنید تا از خرابی‌های ناشی از گرم شدن بیش از حد جلوگیری کنید.

۲.۴ انتخاب فنی در ساخت و ساز

با انتخاب صحیح محل، طراحی الکتریکی و انتخاب تجهیزات در مرحله ساخت و ساز، ایمنی بلندمدت را تضمین کنید—کیفیت محصول و همگونی با طراحی ایستگاه را تضمین کنید.

۳ نتیجه‌گیری

این مقاله خرابی‌های زمین‌گیری، قطع شدن و کوتاه‌شدن معمول یک ترانسفورماتور پاد-مونتاژ نمونه در ایستگاه‌های خورشیدی را تحلیل می‌کند. برای جلوگیری از خرابی‌ها، نظارت معمولی بر عایق‌بندی را تقویت کنید، اهمیت تست ظرف روغن را برجسته کنید و هر وقت امکان داشت دستگاه‌های عایق‌بندی اضافه کنید—برای تضمین عملکرد ایمن.