İnformasiya Ölçünlərinin Nötr Dəriyici Şemaları və Dəriyici Transformatorun Ölçüsü Üçün Quraşdırılması Karyer-ölçüsündəki Güneş PV Elektrostansiyalarında
1 Güneş fotovoltaik elektrik istasyonları üçün nötr qarazandırma metodlarının sinifləndirilməsi
Bölgələr arasındakı voltaj səviyyələri və şəbəkə strukturları fərqlərinə təsirlənən, enerji sisteminin nötr qarazandırma metodları asılı olmayan qarazandırma və asılı qarazandırma kimi ümumi kategoriyalara bölünür. Asılı olmayan qarazandırma, dəmir qumruq vasitəsilə nötr qarazandırma və nötr qarazandsız sistemlərə daxildir, əksər asılı qarazandırma isə nötr sıxlama ilə qarazandırma və rezistor vasitəsilə nötr qarazandırma kimi forması alır. Nötr qarazandırma metodu seçimi, rele qoruyucunun həssaslığı, təchizat izolyasiya səviyyələri, investisiya xərcləri, enerji təchizatının davamlılığı, işləmə və inkişaf çətinliyi, arızaların həcmi və sistemin stabiyllığına təsiri kimi bir çox məsələlərə görə ümumi bir problemdir.
1.1 Asılı olmayan qarazandırma
1.1.1 Dəmir qumruq vasitəsilə nötr qarazandırma
Dəmir qumruq sistemin nötr nöqtəsinə quraşdırılır. Arızalar zamanı induktiv cərəyan sistemindəki kapasitiv cərəyana kompensasiya edir və qarazandırma nöqtəsinin arızası cərəyanı kompensasiya edildikdən sonra qalan induktiv cərəyan olur. Tək fazalı qarazandırma arızası baş verdiqdə, qumruq kapasitiv cərəyana kompensasiya edərək qarazandırma arkını tez söndürür, ara-ara olan arkı və aşırı voltajı azaldır. Sistem arızadan sonra bir müddət işləyə bilər, bu da yüksək etibarlılıq talablarına uyğun gəlir.
Əsas xüsusiyyətlər:
Qoruma və İşləmə: Kiçik qarazandırma cərəyanı adi sıfır sıralı cərəyan qorumasına həssaslıq verməyən, kompleks tək fazalı qarazandırma qorumasına ehtiyac yaradır. Qumruq aşırı kompensasiya rejimində işləməlidir; operatorlar şəbəkə dəyişiklikləri ilə birgə parametrləri zamanla tənzimləməlidir, bu da inkişafı çətinləşdirir.
Konfiqurasiya: Bir neçə qumruğun koncentrasiya edilmiş quraşdırılması və ya tək qumruq quraşdırılması kompensasiyanın alınması üçün qarşı təklif edilir.
Tətbiq olunma və Məhdudluqlar: Böyük tək fazalı qarazandırma kapasitiv cərəyanına malik sistemlərə uyğundur, təchizatın istilik effektini azaltır və qısa müddətli davamlı enerji təchizatını imkanlı edir. Lakin orta və böyük PV istasyonlarında rele qoruyucu sürətlə arızaları kəsməkdən qabaqdadır. Bu səbəbdən, MW-dən yuxarı səviyyədəki PV istasyonlarında və 10 kV/35 kV şinalarda daha az istifadə olunur, əvvəlki dəmir qumruq sistemi yenilənir.
1.1.2 Nötr qarazandsız
Nötr qarazandsız (asılı olmayan qarazandırma) sistemlər, tək fazalı arızalar zamanı xətt/təchizat kapasitiv keçid cərəyanından, qısalığa yol açan çevrimi olmadan, kiçik cərəyanların və saxlanılan fazalar arası voltajların əsasında 1-2 saat arızalı işləməyə imkan verir, lakin arkın yenidən yanması riski var, bu da yüksək izolyasiya tələblərinə səbəb olur. Kiçik kapasitiv cərəyanlara (məsələn, PV inversiyonun AC tərəfləri, nötr qarazandsız aşağı voltajlı transformatorlar) uyğundur.
1.2 Asılı qarazandırma
1.2.1 Nötr sıxlama ilə qarazandırma
Yüksek ariza cərəyanı, həssas qoruyucu, aşağı aşırı voltaj və rahatlaşdırılmış izolyasiya təmin edir, lakin çox qarazandırma cərəyanlarından və ciddi kommunikasiya təcridindən əmanətlik riski var. ≥50 MW PV istasyonlarının ≥110 kV yüksek voltajlı transformatorlarında yaygındır, nötr izolasiya anahtarları/vəhşi qoruyucularla esnek qarazandırma imkanı yaradır.
1.2.2 Nötr rezistor vasitəsilə qarazandırma
Nötr rezistorlar vasitəsilə kapasitiv cərəyanı keçən aktiv cərəyanı yerləşdirir, bu da sürətli ariza izolasyonu üçün yüksək həssaslıq sıfır sıralı qoruyucuya imkan verir. Avantajlar:
Stabil parametrlər: İlk işləmə zamanı heç bir tənzimləmə ehtiyacı yoxdur.
İzolyasiya iqtisadiyyatı: Sürətli ariza təmizlənməsi nəticəsində aşağı izolyasiya tələbləri.
Tətbiq: Uzun kabel sistemləri, yüksək kapasitiv cərəyanları olan böyük transformatordan və PV istasyonları.
Voltaj hierarxikası:
≥220 kV: sıxlama ilə qarazandırma
66–110 kV: çoxluğu sıxlama, azlığı asılı olmayan
6–35 kV: çoxluğu asılı olmayan, azlığı sıxlama
2 Qarazandırma transformatorunun mövcudluğunu hesablamaq
MW miqdarında PV istasyonlarının 10/35 kV şinalarında (rezistor vasitəsilə qarazandırma), nötrlər çıxış edilmədikdə, xüsusi qarazandırma transformatorları lazımdır. Hesablama addımları:
İlk voltaj: Sistemin şina voltajına uyğun olsun.
Kapasitiv cərəyan: Kabel və havada xətt cərəyanlarını və substation təchizatının təsirini toplayın.
Rezistor dəyəri: Sürətli sıfır sıralı qoruyucunun aktivləşməsini təmin edin.
Transformatorun mövcudu: Qarazandırma rezistorunun qiymətini nəzərə alaraq; ikinci yükü əlavə edin, əgər istasyonun enerjisinin təchizatı kimi xidmət edirsə.
3 Qarazandırma transformatorunun mövcudluğunun hesablanması misalı
3.1 Layihənin ümumi baxışı
1340 m irtifada (illik orta 3°C) sabit montajlı 50 MW mərkəzi PV elektrik istasyonu, irtifa və nemlik nəzəriyyəsində heç bir azalmaya ehtiyac yoxdur. 50×1 MW alt-massivlərdən ibarətdir, DC yerləşdirilərəkvivalent olaraq 35 kV-a çevrilir. On alt-massiv bir toplama xəttini təşkil edir və 35 kV tək şina sisteminə girir, sonra 110 kV (sıxlama nötr qarazandırma) -a çevrilir. 35 kV zəng qalasında aşağı voltajlı baş transformator, 5 PV toplama xətti, qarazandırma transformatoru, istasyon servis transformatoru, reaktiv kompensasiya və PT xətləri var, nötr qarazandırma rezistor vasitəsilə edilir.
3.2 Qarazandırma transformatorunun mövcudluğunun hesablanması
3.2.1 Qarazandırma metodu
Qarazandırma transformatorunun ilk nominal voltazı 35 kV sistemin voltajına uyğun gəlir. 35 kV toplama xətləri əsasən doğrudan yerə gömülmüş kabel (ümumi 34 km), 2 km havada xəttir.
35 kV havada toplama xəttinin tək fazalı qarazandırma kapasitiv cərəyani: Ic1=3.3×UL×L×10−3=0.231A
35 kV kabel toplama xəttinin tək fazalı qarazandırma kapasitiv cərəyani: Ic2=0.1×UL×L=119A
( UL): şəbəkə xəttin fazalar arası voltazı (kV); L: xəttin uzunluğu (km))
35 kV substationda kapasitiv cərəyanın 13%-lik artımından sonra, PV istasyonunun hesablanan tək fazalı qarazandırma kapasitiv cərəyani 10 A-dan çoxdur. Bu səbəbdən, 35 kV şina nötr nöqtəsi rezistor vasitəsilə qarazandırılır.
3.2.2 Qarazandırma transformatorunun mövcudu
Qarazandırma rezistoru üçün, ilk voltaj UR≥21.21kV. Tək fazalı arızada, yer-arızası cərəyanı 150–500 A-ya qurulur, beləliklə IR=400A, və R=50.5Ω，PR≥UR×IR. Aşağı rezistor qarazandırma sistemlərində, qarazandırma transformatorunun mövcudu arızanın cərəyanının 1/10-una uyğun olur. Ayrı istasyon servis transformatoru olduğundan, ikinci yük nəzərə alınmır. Texniki-iqtisadi faktorlar, meteoroloji şərtlər və irtifa nəzərə alındıqdan, mövcudluq 1000 kVA-ya qurulur.
4.Nəticə
Fotovoltaika kimi yenilənən enerjinin inkişafı, dünya ərazilərində endüstriy inkişaf siyasətinə uyğundur. Nötr qarazandırma metodu, enerji sisteminin dizayn və işləməsinə təsir edir. Sistem üçün nötr qarazandırma metodunu seçərkən, sistemin enerji təchizatının etibarlılığını, təchizatın izolyasiya səviyyəsini və rele qoruyucunun icrası çətinliyini ümumi şəkildə nəzərə almalıdır.
