Utility-olchovli solnechnye PV stantsiyalarida neutral zemlyani shemalari va zemlyani transformatorlarning oʻlchamlanishini loyihalash hisob-kitoblari

1 Solar fotovoltaik elektr stansiyalari uchun neutral qushimcha usullarining sinflandirilishi

Mintaqalar orasidagi elektr energiyasi darajalari va tarmoq strukturalari farqlanishi ta'sirida, elektr tizimlari neutral qushimcha usullari asosan noma'kuniy qushimcha va ma'kuniy qushimcha guruhlarga bo'linadi. Noma'kuniy qushimcha ark chetishish spirallari orqali neutral qushimcha va neutral qushimchasiz tizimlar o'rtasida ajratiladi, ma'kuniy qushimcha esa neutral to'g'ri qushimcha va omadli qushimcha orqali neutral qushimchalarni o'z ichiga oladi. Neutral qushimcha usuli tanlash umumiy masala hisoblanadi, bu jarayonda rele himoya cho'shentligi, jihozlarning izolyatsiya darajalari, investitsiya xarajatlari, ta'minot davomilligi, ishlab chiqarish va servis qilish qiyinchiligi, xato doirasini va tizimning barqarorlikka ta'siri kabi muammolarni hisobga olish talab etiladi.

1.1 Noma'kuniy qushimcha
1.1.1 Ark chetishish spirallari orqali neutral qushimcha

Ark chetishish spirlari tizimning neutral nuqtasiga o'rnatiladi. Xatolik paytida induktiv oqim tizimning kapasitiv oqimini kompensatsiya qiladi, va qushimcha nuqtada xato oqimi kompensatsiya keyin qoldiq induktiv oqim bo'ladi. Agar bir fazada qushimcha xato yuz berga, spirlar kapasitiv oqimini tez tez kompensatsiya qiladi, shuning uchun qushimcha ark tez tez son qiladi, aralash arklar va juda yuqori oqimni cheklash mumkin. Xato paytida tizim qisqa muddat davom etishi mumkin, bu ko'nikma ta'minot holatlari uchun mos keladi.

Asosiy xususiyatlari:

• Himoya va ishlab chiqarish: Kichik qushimcha oqim ordinary zero-sequence current protection ni cho'shentligini kamaytiradi, shuning uchun murakkab bir fazada qushimcha himoya talab etiladi. Spirlar over-compensation rejimida ishlashi kerak; operatorlar tarmoq o'zgarishlari bilan parametrlarni tez-tez sozlashi kerak, bu ishlab chiqarish va servis qilishni qiyinlashtiradi.

• Konfiguratsiya: Bir nechta spirlar yoki bitta spira koncentratlangan o'rnatilishidan oldin, chunki bu kompensatsiya xatosiga olib kela oladi.

• Qo'llanilishi va cheklovlari: Katta bir fazada qushimcha kapasitiv oqimlari bor tizimlarga mos keladi, jihozlar termal ta'sirini pasaytiradi va qisqa muddatda ta'minotni davom ettiradi. Ammo rele himoyasi orta katta PV stansiyalarda tez-tez xatolikni kesib yubora olmaydi. Shuning uchun, MW-darajadagi va undan yuqori PV stansiyalarda va 10 kV/35 kV busbarlarda kam foydalaniladi, eskirgan ark chetishish spirlari tizimlari takomillashtirilmoqda.

1.1.2 Neutral qushimchasiz

Neutral qushimchasiz tizimlarda (noma'kuniy qushimcha) bir fazada xatolik paytida liniya/jihoz kapasitiv ulashishdan oqim yaratiladi, qisqa zanjir yo'q. Bu kam oqim va saqlangan fazalar orasidagi voltajlar sababli 1-2 soat muddatda xato ishlay olish imkoniyati beradi, ammo ark qaytarilish juda yuqori oqim riskini talab qiladi, bu esa yuqori izolyatsiya talab qiladi. Kichik kapasitiv oqimlarga (masalan, PV invertori AC tomoni, un 引出 neutral LV transformers) mos keladi.

1.2 Ma'kuniy qushimcha
1.2.1 Neutral to'g'ri qushimcha

Katta xato oqim, cho'shent himoya, kam juda yuqori oqim va ochko izolyatsiya, lekin yetarli qushimcha oqimlar va samarali axborot o'qimiga sabab bo'lgan kam barqarorlik riski mavjud. ≥50 MW PV stansiyalari ≥110 kV HV transformatorlari, neutral izolyatsiya klyuchlari/yo'qotish qarshilashuvchilari bilan fleksibel qushimcha uchun ishlatiladi.

1.2.2 Neutral omadli qushimcha

Neutral omadlar orqali kapasitiv oqimdagi aktiv oqim > kiritiladi, bu tez tez xato isolatsiyasi uchun cho'shent zero-sequence himoya imkoniyatini beradi. Afzalliklari:

• Stabil parametrlar: Boshlang'ich ish rejimida hech qanday sozlash talab etiladi.

• Izolyatsiya iqtisodiyoti: Tez xato bekor qilish orqali past izolyatsiya talablari.

• Qo'llanilishi: Uzoq kabel tizimlari, katta hajmdagi transformatorlar/motorlar va katta kapasitiv oqimlar bor PV stansiyalari.

• Voltaj darajasi:

• ≥220 kV: to'g'ri qushimcha

• 66–110 kV: ko'pligi to'g'ri, qismini noma'kuniy

• 6–35 kV: ko'pligi noma'kuniy, qismini to'g'ri

2 Qushimcha transformator hajmi hisobi

MW-darajadagi PV stansiyalari 10/35 kV buslar (omadli qushimcha) uchun, agar neutrallar un 引出 bo'lsa, maxsus qushimcha transformatorlar talab etiladi. Hisoblash bosqichlari:

• Boshlang'ich voltaj: Tizim bus voltajiga mos kelishi kerak.

• Kapasitiv oqim: Kabel va avvalki chiziqli oqimlar yig'indisi, plus substation jihozlari ta'siri.

• Omad qiymati: Tez zero-sequence himoya faoliyatini ta'minlash.

• Transformator hajmi: Qushimcha omad reytingini hisobga oladi; agar stansiya energiyasi sifatida ishlasa, ikkinchi yuklarni ham qo'shing.

3 Qushimcha transformator hajmi hisobi misol
3.1 Loyiha ta'rifnomasi
1340 m balandlikdagi (yillik o'rtacha 3°C) joylashgan 50 MW markaziy PV energetika stansiyasi, balandlik yoki namlik uchun derating talab etilmaydi. 50×1 MW sub-massivlardan iborat, DC lokal ravishda 35 kV ga o'tkaziladi. On ta sub-massiv 35 kV bittasini buzilish tizimiga kiradi, keyin 110 kV ga (to'g'ri qushimcha neutral) o'tkaziladi. 35 kV o'tkazish stansiyasi o'z ichiga LV asosiy transformator, 5 ta PV buzilish liniyasi, qushimcha transformator, stansiya xizmati transformatori, reaktiv kompensatsiya va PT liniyalari, neutral omadli qushimcha bilan ishlaydi.

3.2 Qushimcha transformator hajmi hisobi
3.2.1 Qushimcha usuli

Qushimcha transformatorning boshlang'ich reyting voltaji 35 kV tizim voltajiga mos keladi. 35 kV buzilish liniyalari asosan to'g'ridan-to'g'ri tortilgan kabel (jami 34 km), 2 km avvalki chiziqli liniya.

• 35 kV avvalki chiziqli buzilish liniyalari uchun bir fazada qushimcha kapasitiv oqim:Ic1=3.3×U_L×L×10−3=0.231A

• 35 kV kabel buzilish liniyalari uchun bir fazada qushimcha kapasitiv oqim:Ic2=0.1×U_L×L=119A

( U_L): tarmoq liniyasidagi liniya-liniya voltaj (kV); L: liniya uzunligi (km))

35 kV substation kapasitiv oqimida 13% oshish bilan, PV stansiyasining hisoblangan bir fazada qushimcha kapasitiv oqimi 10 A dan oshadi. Shuning uchun, 35 kV bus neutral nuqtasi omadli qushimcha ishlatiladi.

3.2.2 Qushimcha transformator hajmi

Qushimcha omad uchun, boshlang'ich voltaj U_R≥21.21kV. Bir fazada xato paytida, yer-xato oqimi 150–500 A ga o'rnatiladi, I_R=400A, va R=50.5Ω，P_R≥U_R×I_R.Past omadli qushimcha tizimlarda, qushimcha transformator hajmi xato oqim-korrespondent hajmining 1/10 bo'ladi. Maxsus stansiya xizmati transformatori mavjud bo'lgani uchun, ikkinchi yuklar e'tiborga olinmaydi. Texnik-iqtisodiy aspektlarni, ob-havo sharoitlarini va balandlikni hisobga olgan holda, hajm 1000 kVA ga o'rnatiladi.

4.Xulosa

Fotovoltaik kabi yangi energiya manbalari rivojlanishi dunyo bo'lgani dövlatlarning sanoat rivojlanish siyosatlari bilan mos keladi. Neutral qushimcha usuli elektr tizimlari dizayni va ishini ta'sir qiladi. Tizimning neutral qushimcha usulini tanlash paytida, tizimning ta'minot barqarorligi va jihozlarning izolyatsiya darajasiga ta'siri, shuningdek, rele himoya amalga oshirish qiyinchiligi kabi muammolarni umumiy hisobga olish talab etiladi.