Cosa comporta il test dei trasformatori fotovoltaici?
1. Specificità e requisiti di prova dei trasformatori fotovoltaici
In qualità di tecnico di sistemi energetici nuovi, riconosco le caratteristiche uniche di progettazione e applicazione dei trasformatori fotovoltaici: l'inverter - l'uscita AC contiene abbondanti armoniche dispari di 5°/7° ordine, con la distorsione dell'armonica corrente al PCC che raggiunge il 1,8% (maggior distorsione di tensione sotto carico basso), causando surriscaldamento degli avvolgimenti e invecchiamento accelerato dell'isolamento. I sistemi fotovoltaici utilizzano il terra TN - S, richiedendo un'uscita N - fase affidabile dal lato secondario per evitare cortocircuiti. Ambientalmente, devono resistere a temperature desertiche di 60°C, alla salsedine costiera e all'EMI industriale.
Queste specificità dettano l'unicità delle prove: oltre ai test convenzionali di resistenza a corrente continua, rapporto di tensione, isolamento e tensione di resistenza, si aggiungono la rilevazione delle armoniche (Fluke F435 per THD), il monitoraggio del rialzo di temperatura (con termografie a infrarossi), i controlli del sistema di messa a terra (metodo a quattro terminali per una resistenza di contatto ≤0,1Ω) e il test di impedenza a cortocircuito. L'obiettivo principale è garantire l'operatività sicura in ambienti di elettronica di potenza, prevenendo rischi legati alle armoniche, al calore e al terra.
2. Elementi di prova convenzionali e selezione degli strumenti per i trasformatori fotovoltaici
2.1 Test di resistenza a corrente continua
Questo test fondamentale identifica cortocircuiti tra spire o connessioni allentate negli avvolgimenti. Si utilizza il metodo a quattro terminali per eliminare l'interferenza della resistenza del cavo, con procedure che includono lo scarico con alimentazione spenta, la pulizia degli avvolgimenti, la misurazione della temperatura, la scelta della corrente (1A/10A) e la correzione della temperatura. Il tester di resistenza a corrente continua ZSCZ - 8900 (precisione: 0,2%±2μΩ, risoluzione: 0,1μΩ) soddisfa i requisiti di alta precisione. I valori misurati devono essere confrontati con standard/dati storici; significative deviazioni possono indicare guasti - come in un caso in cui un contatto povero nell'avvolgimento fu rilevato tramite il test di resistenza a corrente continua e successivamente riparato.
2.2 Test del rapporto di tensione
Questo verifica se i rapporti di spire sono in linea con le specifiche di progettazione per assicurare un'uscita di tensione stabile sotto carico. Il metodo del doppio voltmetro calcola i rapporti misurando le tensioni primarie/secondarie in condizioni senza carico, mentre il metodo del ponte di rapporto di tensione offre una precisione superiore. Ad esempio, un disequilibrio di tensione nell'uscita a bassa tensione di un trasformatore 800V/400V, causato da un circuito aperto sul lato ad alta tensione, fu identificato tramite il test del rapporto di tensione.
2.3 Test delle prestazioni di isolamento
2.4 Test di impedenza a cortocircuito
Il metodo volt - ampere valuta la tolleranza a cortocircuito: un lato viene cortocircuitato e una tensione di prova viene applicata all'altro lato per far passare la corrente nominale attraverso gli avvolgimenti, misurata con un tester di impedenza CS - 8. Un cambiamento >±2% rispetto al valore di fabbrica può indicare deformazione degli avvolgimenti. Nota: la corrente di prova dovrebbe essere controllata a 0,5% - 1% della corrente nominale per evitare la distorsione del segnale.
2.5 Test di rialzo di temperatura
Dopo l'operazione a pieno carico, si misurano le temperature degli avvolgimenti, del nucleo e del contenitore utilizzando termometri o termometri a infrarossi. I rialzi di temperatura dovrebbero essere ≤60K per i trasformatori immersi in olio e ≤75K per i trasformatori a secco. Un trasformatore a secco operante in un ambiente a 60°C che ha mantenuto un rialzo di temperatura entro 65K ha esteso efficacemente la sua vita utile.
2.6 Test del sistema di messa a terra
Il metodo a quattro terminali misura la continuità del terra per evitare errori di giudizio del metodo a due terminali. I guasti comuni includono connessioni arrugginite o uso errato di cuscinetti in plastica, richiedendo ispezioni regolari. I tester di resistenza a terra a quattro terminali assicurano che le misure soddisfino lo standard di 0,1Ω.
2.7 Rilevazione delle armoniche
Un test unico per i sistemi fotovoltaici, utilizzando Fluke F435 al PCC per rilevare armoniche fino all'ordine 50 (con focus su 5°/7° ordine). I risultati devono conformarsi a GB/T 14549 - 93, fornendo dati per l'ottimizzazione delle apparecchiature.
3. Procedimenti di prova sul campo e specifiche di sicurezza per i trasformatori fotovoltaici
3.1 Preparazione pre-prova
Sviluppare piani dettagliati che specificano informazioni sul progetto, elementi di prova e elenchi di attrezzature (inclusi analizzatori di potenza ad alta precisione, tester di qualità dell'energia, termocamere a infrarossi, ecc.). Controllare l'integrità dell'attrezzatura e la tensione di alimentazione (220V±10%), e monitorare le condizioni ambientali - come irradiamento ≥700W/m², variazione di irradiamento <2% nei 5 minuti precedenti, assenza di venti forti o nubi - per garantire l'accuratezza del test.
3.2 Ispezione delle connessioni elettriche
Utilizzare un volt - amperometro di fase per verificare che la polarità dell'uscita dell'inverter corrisponda al terminale primario corrispondente del trasformatore, prevenendo perdite di corrente circolante. Ispezionare le connessioni dei cavi per la loro strettezza. Per i trasformatori immersi in olio, controllare il livello e il colore dell'olio; per i trasformatori a secco, verificare che i ventilatori di raffreddamento funzionino normalmente.
3.3 Test di resistenza di isolamento
Con l'alimentazione spenta, utilizzare un megohmetro per testare gli avvolgimenti ad alta/bassa tensione e il terra, registrando i valori stabili dopo 1 minuto. Un improvviso calo di resistenza indica problemi di isolamento. Dopo il test, devono essere compilati rapporti di prova dettagliati.
3.4 Test di resistenza a tensione alternata
Collegare l'uscita del dispositivo di resistenza a tensione ai punti di prova, impostare i parametri a 2 volte la tensione nominale, aumentare gradualmente la tensione monitorando eventuali guasti e mantenere per 60 minuti prima di ridurre la tensione.
3.5 Test a carico
Misurare la tensione, la corrente e la potenza di uscita in condizioni di pieno carico per calcolare l'efficienza e il tasso di regolazione della tensione, monitorando il rialzo di temperatura. Aumentare gradualmente la corrente di carico e registrare i cambiamenti dei parametri per l'analisi.
3.6 Test di impedenza a cortocircuito
Applicare la tensione al lato ad alta tensione con il lato a bassa tensione cortocircuitato (utilizzando fili con sezione sufficiente). Controllare la corrente di prova al 0,5% - 1% del valore nominale e correggere i risultati per la temperatura (75°C per i trasformatori immersi in olio, 120°C per i trasformatori a secco) per evitare di fraintendere la deformazione degli avvolgimenti.
3.7 Rilevazione delle armoniche
Utilizzare un analizzatore di qualità dell'energia al PCC per monitorare il contenuto di armoniche dispari e calcolare il THD, assicurando la conformità agli standard nazionali per l'operatività sicura in ambienti armonici.
