Jak analizować i rozwiązywać typowe usterki skrzynkowych transformatorów w stacjach photovoltaicznych

Aby skutecznie analizować warunki uszkodzeń transformatora umieszczonego na podstawie, niniejszy artykuł wybiera transformator z dwoma uzwojeniami wtórnymi (ZGS11 - Z.T - 1000/38.5), który może być podłączony do 2 centralnych inwerterów. Struktura jego jednostki wytwarzania energii przedstawiona jest na Rysunku 1. Ten transformator umieszczony na podstawie ma konstrukcję trójfazową z trzema ramionami, z dwoma uzwojeniami po stronie niskiego napięcia. Cała struktura jest podzielona na trzy główne części: komorę wysokiego napięcia, komorę niskiego napięcia i zbiornik oleju. W rzeczywistej eksploatacji typowe uszkodzenia transformatora umieszczonego na podstawie obejmują uszkodzenia uziemienia uzwojenia niskiego napięcia, uszkodzenia otwarte po stronie wysokiego napięcia oraz uszkodzenia przepięcia po stronie wysokiego i niskiego napięcia. Poniżej zostanie przeprowadzona szczegółowa analiza.

1 Typowe uszkodzenia transformatorów umieszczonych na podstawie w elektrowniach fotowoltaicznych
1.1 Uszkodzenia uziemienia uzwojenia niskiego napięcia

Niektóre transformatory umieszczone na podstawie w elektrowniach fotowoltaicznych nie mają wyjścia neutralnego. Jednofazowe uszkodzenie uziemienia po stronie niskiego napięcia powoduje uszkodzenie izolacji, z objawami uszkodzenia zależnymi od stanu centralnego inwertera.

W warunkach słabego oświetlenia jednostka produkująca energię zatrzymuje się, a inwerter rozłącza się z siecią, pobierając energię poprzez transformator. Uszkodzenie uziemienia w tym miejscu powoduje, że inwerter (wciąż przy normalnym napięciu) działa, ale wzrost napięcia fazowego długotrwałe uszkadza izolację po stronie niskiego napięcia, co może prowadzić do wielopunktowego uziemienia.

W przypadku wystarczającego oświetlenia inwerter przełącza się w tryb podłączenia do sieci. Jego nienazwane neutrum sprawia, że jednofazowe uszkodzenia uziemienia są trudne do wykrycia – brak prądu uziemienia, napięcie liniowe pozostaje niezmienione. System sterowania, monitorujący napięcie liniowe, omija anomalie. Inwerter działa, ale ze zmniejszoną efektywnością, co wpływa negatywnie na korzyści fotowoltaiczne.

1.2 Uszkodzenia otwarte po stronie wysokiego napięcia

Uszkodzenia otwarte dzielą się na rozłączenie przewodu wysokiego napięcia i rozłączenie uzwojenia. Rozłączenie przewodu wysokiego napięcia powoduje wyłączenie inwertera i zatrzymanie zespołu generatorów. Testy wykazują nietypowe dźwięki, zapachy i nieskończone opory w uzwojeniu fazy z uszkodzeniem (dla innych fazy normalne), co wskazuje na uszkodzenie.

W przypadku rozłączenia uzwojenia wysokiego napięcia opór stały jest dwukrotnie większy niż normalna wartość międzypołaczeniowa (ale nie nieskończony). Po stronie wysokiego napięcia napięcie liniowe fazy z uszkodzeniem i sąsiednich faz spada do 50% wartości nominalnej; po stronie niskiego napięcia napięcie liniowe odpowiedniej fazy również spada (ale nie do zera, ze względu na napięcie indukowane).

1.3 Uszkodzenia przepięcia po stronie wysokiego i niskiego napięcia

Często występują uszkodzenia przepięcia międzypołaczeniowe, które powodują wyłączenie odpowiedniego automatu, a także generowanie dźwięków, spryskiwania oleju i zapachów.

Aby rozwiązać uszkodzenia: najpierw zrozumieć sytuację na podstawie akcji ochrony, następnie przenieść transformator do obsługi, podjąć środki bezpieczeństwa i rozmontować jednostkę do sprawdzenia. Pierwsze uszkodzenia mogą być międzypołaczeniowe; jeśli pogarszają się, następuje uszkodzenie uzwojenia i wymiana rdzenia.

Rzeczywiste uszkodzenie rozpoczęło się jako przepięcie międzypołaczeniowe niskiego napięcia, co doprowadziło do przebicia uzwojenia wysokiego i niskiego napięcia pod wpływem impulsu. Spowodowało to silne rozładowanie, uszkodzenie rdzenia i problemów z zbiornikiem oleju. Przyczyną była wrodzona słabość izolacji.

2 Zapobieganie uszkodzeniom transformatorów umieszczonych na podstawie w elektrowniach fotowoltaicznych
2.1 Urządzenia do monitorowania izolacji

Monitorowany transformator używa połączenia trójfazowego z trzema przewodami w układzie gwiazdy. Jednofazowe uszkodzenia uziemienia (bez punktu neutralnego) prawie nie zmieniają napięcia liniowego, co utrudnia wykrycie i zwiększa ryzyko pogorszenia uszkodzenia. Dodaj urządzenie do monitorowania izolacji, aby sygnalizować i umożliwić szybkie rozmontowanie uszkodzonej jednostki. Użyj inwertera podłączonego do punktu neutralnego (preferowana jest konfiguracja yyn11) dla lepszego radzenia sobie z uszkodzeniami uziemienia.

2.2 Regularne monitorowanie izolacji

Ścisłe regularne kontrole (z uwzględnieniem izolacji) umożliwiają wczesne wykrycie defektów, co zmniejsza awarie wewnętrznego sprzętu. Zwiększ częstotliwość monitorowania izolacji transformatora umieszczonego na podstawie podczas eksploatacji i konserwacji.

2.3 Badania próbek oleju

Defekty wewnętrznej izolacji powodują awarie. Regularne badania próbek oleju wykrywają zmiany składników związane z ciepłem/wydzielaniem podczas degradacji. Wzmocnij monitorowanie temperatury oleju i badania, aby uniknąć awarii spowodowanych przegrzewaniem.

2.4 Techniczny wybór podczas budowy

Zapewnij długoterminową bezpieczeństwo poprzez dobry wybór lokalizacji, projektowanie elektryczne i dobór sprzętu w fazie budowy – gwarantując jakość produktu i zgodność z projektem stacji.

3 Podsumowanie

Niniejszy artykuł analizuje typowe uszkodzenia uziemienia, rozłączenia i przepięcia typowego transformatora umieszczonego na podstawie w elektrowniach fotowoltaicznych. Aby uniknąć uszkodzeń, wzmocnij regularne monitorowanie izolacji, podkreślaj badania zbiornika oleju i dodaj urządzenia izolacyjne, gdy to możliwe – zapewniając bezpieczną eksploatację.