Majaribio ya Kikakati kwa Mipango ya Kutengeneza Chini na Kutathmini Transfoma ya Kutengeneza Chini katika Viwanda vya Solar PV vya Ukumi wa Umeme

1 Utambuzi wa Mfumo wa Kutumia Chini kwa Steshoni za Umeme ya Solar Photovoltaic

Ingawa viwango vya umeme na mtaani yana tofautiana, mfumo wa kutumia chini wa nyuzi ya umeme unatumika kwa njia mbili: kutumia chini si vigumu na kutumia chini ni vigumu. Kutumia chini si vigumu inajumuisha kutumia chini kwa kutumia coil za kupunguza magharibi na mfumo wa kutumia chini usiyotumiwa, na kutumia chini ni vigumu unajumuisha kutumia chini kwa ufanisi na kutumia chini kwa kutumia resistance. Uchaguzi wa mfumo wa kutumia chini ni jambo lenye maeneo mingi, ambayo inajumuisha kutambua ubora wa upande wa zero, viwango vya insulation vya vifaa, gharama za tayari, utaratibu wa umeme, ujanja wa kuendeleza, ukubwa wa hitilafu, na athari kwa ustawi wa mfumo.

1.1 Kutumia Chini Si Vigumu
1.1.1 Kutumia Chini Kwa Kutumia Coil za Punguza Magharibi

Coil za punguza magharibi zitapatikana kwenye nyuzi ya mfumo. Wakati wa hitilafu, current ya inductive itapunguza current ya capacitive ya mfumo, na current ya hitilafu ya kutumia chini itakuwa current inductive iliyobaki baada ya punguzo. Wakati hitilafu ya single-phase itatokana, coil itapunguza current ya capacitive ili kuharibu haribifu la kutumia chini haraka, kupunguza magharibi ya sambamba na overvoltage. Mfumo unaweza kukusanya kwa muda mgumu baada ya hitilafu, kufanikiwa katika mazingira yenye umeme wenye uaminifu mkubwa.

Sifa muhimu:

• Ulinzi & Uendelezaji: Current ndogo wa kutumia chini huchangia uwezo wa zero-sequence current protection, inahitaji protection ya single-phase grounding yenye ujanja. Coil lazima iendelee kufanya kazi kwa muktadha wa over-compensation; wakurugenzi wanahitaji kutathmini vitoleo mara kwa mara kulingana na mabadiliko ya grid, hii kunyanyasa ujanja wa kuendeleza.

• Mfano: Vigeugeu vinginevyo vya kutengeneza coils mengi au moja tu kunaweza kusababisha upunguzo usiofaidi.

• Ushirikiano & Matumizi: Inasaidia mfumo wenye current ya capacitive kubwa, kupunguza matokeo ya moto ya vifaa na kukusanya kwa muda mgumu. Lakini protection ya relay haiwezi kugongwa kwa haraka katika steshoni za PV zenye ukubwa, kwa hiyo hutumiwa kidogo zaidi katika steshoni za MW na juu na busbar za 10 kV/35 kV, na mfumo wa coil za punguza magharibi wa awali wanapoinduliwa.

1.1.2 Kutumia Chini Usiyotumiwa

Mfumo wa kutumia chini usiyotumiwa (kutumia chini si vigumu) una current ya hitilafu kutoka kwa coupling ya capacitive ya mstari/vifaa wakati wa hitilafu ya single-phase, bila loop ya short-circuit. Hii inaonesha kwamba mfumo unaweza kukusanya kwa muda wa saa 1-2 baada ya hitilafu kutokana na current ndogo na voltage ya interphase imetumika, lakini ina hatari ya overvoltage ya arc reignition inahitaji insulation ya juu. Inasimamia current za capacitive ndogo (kama vile AC sides ya PV inverter, transformers LV zisizotumiwa).

1.2 Kutumia Chini Ni Vigumu
1.2.1 Kutumia Chini Kwa Ufanisi

Inatoa current wa hitilafu mkubwa, protection yenye uwezo, overvoltage chache, na insulation rahisi, lakini ina hatari ya kupunguza uaminifu kutokana na current za kutumia chini zinazozidi na magharibi makubwa ya mawasiliano. Yanayotumika katika steshoni za PV zenye ≥50 MW na transformers HV zenye ≥110 kV, na switches za isolation za neutral/arresters za lightning kwa kutumia chini yenye uwezo.

1.2.2 Kutumia Chini Kwa Kutumia Resistance

Hunipa current ya active > current ya capacitive kwa kutumia resistance za neutral, inafanya zero-sequence protection yenye uwezo mkubwa kwa kugongwa kwa haraka. Faida:

• Viwango vilivyovunjwa: Hakuna matumizi yanayohitajika wakati wa kuanza.

• Uchumi wa insulation: Viwango vya insulation chache kutokana na kugongwa kwa haraka.

• Matumizi: Mfumo wa cables mrefu, transformers/motors wenye ukubwa, na steshoni za PV zenye current za capacitive mkubwa.

• Ukurutanisho wa voltage:

• ≥220 kV: kutumia chini kwa ufanisi

• 66–110 kV: nyingi zaidi ni kutumia chini kwa ufanisi, chache sana ni kutumia chini si vigumu

• 6–35 kV: nyingi zaidi ni kutumia chini si vigumu, chache sana ni kutumia chini kwa ufanisi

2 Uhesabu wa Uwezo wa Transformer wa Kutumia Chini

Kwa steshoni za PV zenye ukubwa wa MW na buses za 10/35 kV (kutumia chini kwa kutumia resistance), transformer wa kutumia chini wenye uwezo unahitajika kama nyuzi hazitoshi. Hatua za hesabu:

• Voltage ya msingi: Imekuwa sawa na voltage ya bus ya mfumo.

• Current ya capacitive: Jumlisha current za cables/overhead lines na athari za vifaa vya substation.

• Thamani ya resistor: Husaidia kugongwa kwa haraka kwa zero-sequence protection.

• Uwezo wa transformer: Onesha rating ya resistor ya kutumia chini; jumlisha loads ya sekondari kama anaweza kutumika kama station power.

3 Mfano wa Uhesabu wa Uwezo wa Transformer wa Kutumia Chini
3.1 Maelezo ya Mradi
Steshoni ya PV centralized ya 50 MW na mounts fixed kwenye mita 1340 (mwezi wa mwaka 3°C) haipunguza kwa sababu ya mita na humidity. Inajumuisha 50×1 MW sub-arrays, DC inaingia na inaongeza hadi 35 kV mahali pa. Sub-arrays 10 zinaunda collector line inayofika kwenye mfumo wa single-bus wa 35 kV, kisha inaongezeka hadi 110 kV (kutumia chini kwa ufanisi). 35 kV step-up station inajumuisha LV main transformer, 5 PV collector lines, transformer wa kutumia chini, station service transformer, reactive compensation, na PT circuits, na kutumia chini kwa kutumia resistance.

3.2 Uhesabu wa Uwezo wa Transformer wa Kutumia Chini
3.2.1 Njia ya Kutumia Chini

Transformer wa kutumia chini unrated primary voltage unaoonekana na system voltage ya 35 kV. 35 kV collector lines ni zaidi direct-buried cables (34 km jumla), na 2 km ya overhead lines.

• Single-phase grounding capacitive current for 35 kV overhead collector lines:Ic1=3.3×U_L×L×10−3=0.231A

• Single-phase grounding capacitive current for 35 kV cable collector lines:Ic2=0.1×U_L×L=119A

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

Na ongezeko la 13% ya capacitive current ya 35 kV substation, single-phase grounding capacitive current iliyohesabiwa ya PV station imezidi 10 A. Kwa hiyo, 35 kV bus neutral point inatumia resistance grounding.

3.2.2 Uwezo wa Transformer wa Kutumia Chini

Kwa resistor wa kutumia chini, primary voltage U_R≥21.21kV. Wakati wa hitilafu ya single-phase, earth-fault current imezitishwa kwa 150–500 A, kwa hiyo I_R=400A, na R=50.5Ω，P_R≥U_R×I_R.Katika mfumo wa low-resistance grounding, uwezo wa transformer wa kutumia chini ni 1/10 wa uwezo wa fault current. Kwa kuwa transformer wa station service anaexist, secondary loads zimeingorekana. Kuzingatia viwango vya teknolojia-kifedha, mazingira meteorologiya, na mita, uwezo umewekwa kuwa 1000 kVA.

4. Malalamiko

Maendeleo ya nishati za kumbukumbu kama vile solar photovoltaics yanayofanana na sera za maendeleo ya kiuchumi ya nchi zote. Mfumo wa kutumia chini una athari kwenye panga na uendelezaji wa mfumo wa umeme. Wakati wa kuchagua mfumo wa kutumia chini wa mfumo, yanayohitajika kuzingatia ni athari za uaminifu wa umeme na viwango vya insulation vya vifaa, na ujanja wa kutengeneza protection ya relay.