Kalkuloj de ŝemoj por neŭtrala terkonektado kaj grandeco de terkonektadtransformiloj en utila-skalaj sunaj fotovoltaikaj plantoj

1 Fotokomunala Ŝtaciono de Suna Fotovoltaiko Neŭtrala Terigometodoj Klasifikado

Influencita de diferencoj en tensonivele kaj retestrukturoj en diversaj regionoj, la neŭtralaj terigometodoj de elektraj sistemoj estas ĉefe kategorizitaj en neefektivaj terigoj kaj efektivaj terigoj. Neefektivaj terigoj inkluzivas neŭtralan terigon per arkmalaperigiloj kaj neŭtrale neterigitaj sistemoj, dum efektivaj terigoj komponas solidan neŭtralan terigon kaj neŭtralan terigon per rezistoroj. La elektado de neŭtrala terigometodo estas kompleksa demando, kiu implikas konsiderojn pri la sensitiveco de protektrelaiso, izolnivele de aparatoj, investkostoj, kontinueco de elektroprovizo, malfacileco de operacio kaj matenado, faltareo, kaj influon al sistemegebleco.

1.1 Nee - efektiva Terigo
1.1.1 Neŭtrala Terigo per Arkmalaperigiloj

Arkmalaperigilo estas instalita je la neŭtrala punkto de la sistemo. Dum faltoj, induktiva kuranto kompensas la kapacitan kuranton de la sistemo, kaj la terpunkta falkuranto estas la restanta induktiva kuranto post kompenso. Kiam unufaza terfalto okazas, la spiralo kompensas la kapacitan kuranton por rapide malpleni la terarkon, subtenante intermitan arkon kaj supertenson. La sistemo povas daŭrigi funkciadon post la falto, taŭga por alta fidinda elektroprovizo.

Klucaj karakterizoj:

• Protekto & Funkciado: Malgranda terkuranto faras ordinara nulsekvenca kurantprotektisto manki sensitivecon, postulas kompleksan unufazan terprotektadon. La spiralo devas funkcii en superkompenca modo; operantoj bezonas reguli parametrojn tempe kun retoŝanĝoj, komplikante matenadon.

• Konfiguro: Evitu koncentran montaĝon de pluraj spiraloj aŭ unu-spirala agordo por preveni kompensan fiaskon.

• Adekvateco & Limigoj: Taŭgas sistemojn kun granda unufaza terkapaca kuranto, reduktante termikeffektojn de aparatoj kaj ebligante mallongan daŭran elektroprovizadon. Sed protektrelaiso ne povas rapide tranĉi faltojn en meza-granda fotovoltaikaj stacioj. Do, ĝi estas malpli uzata en MW-nivela kaj pli alta fotovoltaikaj stacioj kaj 10 kV/35 kV busbaroj, kun fruaj arkmalaperigilaj sistemoj estanta retrofititaj.

1.1.2 Neŭtrale Neterigita

Neŭtrale neterigitaj sistemoj (neefektivaj terigoj) havas faltecurantojn de linia/equipa kapakaj kunligadoj dum unufaza falto, sen kortkuŝa cirkvito. Tio permesas 1–2 horojn de falta operacio pro malgrandaj kurantoj kaj daŭrigitaj interfazaj voltoj, sed riskas reardan supertenson postulantan altan izolon. Taŭgas por malgrandaj kapacaj kurantoj (ekz., fotovoltaika inversila ak flanko, neŭtrale neterigitaj LV transformiloj).

1.2 Efektiva Terigo
1.2.1 Solida Neŭtrala Terigo

Ofertas altan faltecuranton, sensitan protektadon, malaltan supertenson, kaj relaksitan izolon, sed riskas malpliigi fidindecon pro troaj terkurantoj kaj severa komunikinterferenco. Komuna en ≥50 MW fotovoltaikaj stacioj' ≥110 kV HV transformiloj, kun neŭtralaj izolswitches/kondutiloj por fleksibla terigo.

1.2.2 Neŭtrala Rezistanca Terigo

Enjetas aktivan kuranton > kapacitan kuranton per neŭtralaj rezistoroj, ebligante altasensitan nulsekvencan protektadon por rapida faltoizolado. Avantaĝoj:

• Stabilaj parametroj: Neniu regulado bezonata dum komenca operacio.

• Izola ekonomio: Malalta izolpostulo pro rapida faltoelminado.

• Apliko: Longaj kablosistemoj, grandkapacitaj transformiloj/motoroj, kaj fotovoltaikaj stacioj kun alta kapacitaj kurantoj.

• Tensohierarkio:

• ≥220 kV: solida terigo

• 66–110 kV: plejparte solida, minore ne-solida

• 6–35 kV: plejparte ne-solida, minore solida

2 Teriga Transformilo Kapacitokalkulado

Por MW-skala fotovoltaikaj stacioj' 10/35 kV busoj (rezistanca terigo), dediĉitaj terigtransformiloj bezonatas se neŭtraloj estas ne elstarigitaj. Kalkulpaŝoj:

• Unua tensonivelo: Konformu al sistembustenso.

• Kapaca kuranto: Sumu kabloj/aerliniaj kurantoj plus substacio aparata efekto.

• Rezistorvaloro: Sekuru rapidan nulsekvencan protektaktivecon.

• Transformilokapacito: Kontroku terrezistoron valoron; inkludu duaĵa ŝarĝon se servas kiel stacia potenco.

3 Ekzemplo de Teriga Transformilo Kapacitokalkulado
3.1 Projektoverzio
50 MW centra fotovoltaika stacio kun fiksaj montadoj je 1340 m alteco (jaran mezumo 3°C) ne bezonas derating pro alteco aŭ humideco. Konsistas el 50×1 MW sub-tabloj, DC estas inversita kaj alŝtupita al 35 kV lokale. Dek sub-tabloj formos kolektolinion alportanta al 35 kV unu-bus sistemo, tiam alŝtupita al 110 kV (solida neŭtrala terigo). La 35 kV alŝtupa stacio inkludas malaltvoltan ĉeftransformilon, 5 fotovoltaikajn kolektoliniojn, terigtransformilon, staciopotenttransformilon, reaktiva kompensaĵo, kaj PT circuitoj, kun rezistanca terigo por la neŭtralo.

3.2 Kapacitokalkulado de Teriga Transformilo
3.2.1 Teriga Metodo

La unua norma tensonivelo de la terigtransformilo konformas al la 35 kV sistementenso. 35 kV kolektolinioj estas ĉefe direkte enterigitaj kaboloj (34 km totala), kun 2 km de aerlinioj.

• Unufaza terkapaca kuranto por 35 kV aerlinia kolektolinioj:Ic1=3.3×U_L×L×10−3=0.231A

• Unufaza terkapaca kuranto por 35 kV kabolkolektolinioj:Ic2=0.1×U_L×L=119A

( U_L): grid line-to-line voltage (kV); L: linia longo (km))

Kun 13% pligrandigo en la 35 kV substacio' kapaca kuranto, la kalkulita unufaza terkapaca kuranto de la fotovoltaika stacio superas 10 A. Do, la 35 kV bus neŭtrala punkto uzas rezistanca terigo.

3.2.2 Teriga Transformilo Kapacito

Por la terrezistoro, la unua tensonivelo U_R≥21.21kV. En kazoj de unufaza falto, la terfaltekuranto estas agordita al 150–500 A, do I_R=400A, kaj kun R=50.5Ω，P_R≥U_R×I_R.En malaltrezistancaj terigosistemoj, la terigtransformilokapacito estas 1/10 de la faltekuranto-korespondanta kapacito. Kiel aparta staciopotenco transformilo ekzistas, duaĵa ŝarĝo estas neglegita. Konsiderante teknikan-ekonomian faktorojn, meteorologian kondiĉon, kaj altecon, la kapacito estas agordita al 1000 kVA.

4.Konkludo

La disvolviĝo de renovigebla energio kiel fotovoltaiko konformas al la industria disvolvpolitiko de landoj tutmonde. La neŭtrala terigmetodo havas efikon sur aspektoj kiel la dizajno kaj funkciado de la elektra sistemo. Elektante la neŭtralan terigmetodon por la sistemo, la efikoj sur la fidindecon de la sistemelektron provizado kaj la izolnivelon de aparatoj, kaj la malfacilecon de realigo de protektrelaiso, devus esti komprene konsiderataj.