Kako analizirati i rješavati tipične kvarove kutijskih transformatora u fotovoltaičnim elektranama

Da bi se učinkovito analizirale neispravnosti stubašnog transformatora, ovaj rad odabire stubašni transformator s dvostrukim sekundarnim zavojnicama (ZGS11 - Z.T - 1000/38.5), koji se može povezati na 2 centralna invertera. Struktura njegove jedinke za proizvodnju energije prikazana je na slici 1. Ovaj stubašni transformator koristi dizajn sa tri faze i tri kolena, s dvije zavojnice na niskonaponskoj strani. Cijela struktura podijeljena je u tri glavne dijelove: visokonaponska komora, niskonaponska komora i rezervoar za ulje. U stvarnoj praksi, uobičajene neispravnosti stubašnog transformatora uključuju neispravnosti zemljenja niskonaponske zavojnice, neispravnosti otvorenog spoja na visokonaponskoj strani te kratkospojne neispravnosti na visokonaponskoj i niskonaponskoj strani. Detaljna analiza bit će izvršena u nastavku.

1 Tipične neispravnosti stubašnih transformatora u fotovoltaičkim elektranama
1.1 Neispravnosti zemljenja niskonaponske zavojnice

Neki fotovoltaički stubašni transformatori nemaju vodič za neutralnu točku. Jednofazna zemljinska neispravnost na niskonaponskoj strani oštećuje izolaciju, s manifestacijom neispravnosti koja varira ovisno o stanju centralnog invertera.

U uvjetima slabe svjetlosti, jedinica za proizvodnju energije zaustavlja rad, a inverter se odspaja od mreže, preuzimajući struju putem transformatora. Zemljinska neispravnost ovdje dovodi do toga da inverter (još uvijek na normalnom naponu) radi, ali porast faznog napona dugotrajno oštećuje izolaciju na niskonaponskoj strani, što može dovesti do višetockog zemljenja.

Pri dovoljnoj svjetlosti, inverter prelazi u mrežni mod. Njegova nezemljena neutralna točka čini da su jednofazne zemljinske neispravnosti teško otkrivljive – bez struje zemljenja, linijni napon ostaje nepromijenjen. Kontrolni sustav, koji nadgleda linijni napon, propušta anormalnost. Inverter radi, ali s smanjenom učinkovitosti, što šteti fotovoltaičnim koristima.

1.2 Neispravnosti otvorenog spoja na visokonaponskoj strani

Neispravnosti otvorenog spoja podijeljene su na odspajanje vodiča visokonaponske strane i odspajanje zavojnice. Odspajanje vodiča visokonaponske strane aktivira zaštitni uređaj invertera i isključuje generator. Testiranje otkriva anormalne zvukove, mirise i beskonačni otpor u zavojnici faze s neispravnosti (za druge faze normalno), što ukazuje na neispravnost.

Za odspajanje visokonaponske zavojnice, otpor konstantan je dva puta veći od normalne vrijednosti međufaznog otpora (ne beskonačno). Na visokonaponskoj strani, linearni napon u fazi s neispravnosti i susjedne faze pada na 50% nominalne vrijednosti; na niskonaponskoj strani, linearni napon u odgovarajućoj fazi pada (ne na nulu, zbog induciranog napona).

1.3 Kratkospojne neispravnosti na visokonaponskoj i niskonaponskoj strani

Međufazne kratkospojne neispravnosti često se pojavljuju, aktivirajući odgovarajuće prekidače i uzrokujući zvukove, eksenje ulja i mirise.

Za rješavanje neispravnosti: prvo, shvatite situaciju prema akcijama zaštite, zatim pomjerite transformator na održavanje, primijenite sigurnosne mjere i raspolozite jedinicu za provjeru. Početne neispravnosti mogu biti međufazne; ako se pogoršavaju, slijedi oštećenje zavojnice i zamjena jezgra.

Stvarna neispravnost započela je kao niskonaponski međufazni kratkospoj, što je dovelo do propadanja između visokonaponske i niskonaponske zavojnice pod impulsnim ispuštanjem. To je uzrokovalo teško ispuštanje, oštećenje jezgra i problema s rezervoarom za ulje. Primarna uzročna je bila nedostatak intrinsične izolacije.

2 Prevencija neispravnosti stubašnih transformatora u fotovoltaičkim elektranama
2.1 Uređaji za nadzor izolacije

Praćeni transformator koristi trofaznu zvezdasti spoj. Jednofazne zemljinske neispravnosti (bez neutralne točke) skoro ne mijenjaju linijni napon, čime se otežava otkrivanje i rizik od pogoršanja neispravnosti. Dodajte uređaj za nadzor izolacije kako biste omogućili alarmiranje i pravočasno razlaganje neispravne jedinice. Koristite inverter spojen na neutralnu točku (preferentno tip yyn11) za bolju obradu zemljinskih neispravnosti.

2.2 Redoviti nadzor izolacije

Strogi redoviti pregledi (s fokusom na izolaciju) otkrivaju defekte unaprijed, smanjujući interne neispravnosti opreme. Povećajte frekvenciju nadzora izolacije stubašnih transformatora tijekom održavanja i operativnosti.

2.3 Testiranje uzorka ulja

Interne defekte izolacije uzrokuju neispravnosti. Redovito testiranje uzorka ulja otkriva promjene komponenti uslijed zagrijavanja i ispuštanja tijekom degradacije. Jačajte nadzor temperature ulja i testiranje kako biste spriječili neispravnosti uzrokovane pretjeranim zagrijavanjem.

2.4 Tehnički odabir tijekom građevine

Osigurajte dugoročnu sigurnost dobrom lokacijom, električkim projektiranjem i odabirom opreme tijekom faze građevine – osiguravajući kvalitetu proizvoda i skladnost s projektom elektrane.

3 Zaključak

Ovaj rad analizira uobičajene neispravnosti zemljenja, odspajanja i kratkospoja tipičnog stubašnog transformatora u fotovoltaičkim elektranama. Za sprečavanje neispravnosti, jačajte redoviti nadzor izolacije, naglasite testiranje rezervoara za ulje i dodajte uređaje za izolaciju kad god je to moguće – osiguravajući sigurnu operativnost.