Intelligente Hochspannungs-Außenabdichtungslösung für verteilte PV- und Speichervorhaben in Vietnam

1. Projektgrundlage​

Verteilte Photovoltaik- (PV) und Energiespeicherprojekte entwickeln sich in Vietnam und Südostasien schnell, stoßen aber auf schwere Herausforderungen:

1.1 ​Netzschwäche:​​

• Das Stromnetz in Vietnam weist häufige Fluktuationen auf (insbesondere in den Industriezonen im Norden). Im Jahr 2023 führten Kohlekraftmangel zu großflächigen Stromausfällen, die tägliche Verluste von mehr als 5 Millionen US-Dollar verursachten.
• Traditionelle PV-Systeme fehlen an schnellen Isolierungsfähigkeiten, was sie während Netzausfällen anfällig für Geräteschäden und Sicherheitsvorfälle macht. ​Dies unterstreicht den dringenden Bedarf an einem zuverlässigen Hochspannungsschalter.​​

​1.2 Druck der Einhaltung von Vorschriften und Sicherheitsstandards:​​

• Die neuen Vorschriften Vietnams für 2024 erfordern, dass Energiespeichersysteme den 72-Stunden-Island-Test des EVN (Vietnam Electricity Group) bestehen und über eine Hochspannungsdurchhaltefähigkeit (HVRT) verfügen.
• Hochspannungsrisiken auf der Gleichstromseite sind ausgeprägt; Bogenfehler (mit Momentantemperaturen von bis zu 1000°C) können Brände auslösen. ​Ein robustes Hochspannungsschaltgerät ist entscheidend, um diese Risiken auf der Gleichstromseite zu reduzieren.​​

1.3 ​Anforderungen an die Umweltanpassung:​​

• Klimata mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit (durchschnittliche jährliche Feuchtigkeit >80%) beschleunigen das Alterungsprozess der Ausrüstung, was Trennschalter mit starken Korrosionsschutz- und feuchtigkeitsabweisenden Eigenschaften erfordert. ​Der Hochspannungsschalter muss diesen strengen Umweltanforderungen gerecht werden.​​

​2. Lösung: Intelligentes Hochspannungsschaltersystem​

2.1 ​Kerntechnologieentwurf​

• ​Dreipositionaler Hochspannungsschalter (Offen-Geschlossen-Gemündet):​​

Verwendet eine Doppelbrechstruktur, Nennspannung ≥15kV, Nennstrom 6300A (mit gezwungener Luftkühlung), um den Bedürfnissen großer verteilter Kraftwerke gerecht zu werden.

​Optimierung der Bögenlöscheinrichtung:​​Ausgestattet mit eingebauten magnetischen Bögenlöscheinrichtungen, DC-Bögenlösezeit ≤20ms, um Brandrisiken durch Bogenfehler zu vermeiden. ​Diese schnelle Bögenlösung ist ein Schlüsselsicherheitsmerkmal des Hochspannungsschalters.​​ 

• ​Verbesserung der Umweltanpassung:​​

Gehäuse mit Schutzklasse IP65; Kernkomponenten sind versilbert, um Salznebelkorrosion zu widerstehen (entsprechend dem IEC 60068-2-52-Standard). ​Diese Schutzeinrichtungen sorgen für die langfristige Zuverlässigkeit des Hochspannungsschalters.​​

​Thermisches Design:​​Zusätzliche Aluminiumlegierungs-Wärmeableiter, Temperaturanstieg kontrolliert bei ≤40K (bei 40°C Umgebungstemperatur). ​Effektives Wärme-Management ist in tropischen Klimata entscheidend für den Hochspannungsschalter.​​ 

2.2 ​Intelligentes Überwachungs- und Schutzsystem​

• ​Integrierte Sensormodule:​​

Echtzeitüberwachung von Kontaktemperaturen, Bogensignalen und Isolationsstatus; Daten werden innerhalb weniger Millisekunden auf lokale SCADA- und Cloud-Plattformen (z.B. Hoymiles S-miles Cloud) synchronisiert. ​Ständige Überwachung erhöht die Sicherheit des Hochspannungsschalters.​​

• ​Koordinierte Schutzlogik:​​

​Zusammenarbeit mit Leistungsschaltern:​​Öffnet automatisch innerhalb von 10 Sekunden, wenn ein Spannungsabfall auf 20% UN festgestellt wird (entspricht den Anforderungen Vietnams an niedrige Spannungssperre).

​Zusammenarbeit mit AFCI (Bogenfehlerschutz)-System:​​Trennt den Fehlerschaltkreis innerhalb von 0,5 Sekunden. ​Diese schnelle Schutzlogik integriert sich nahtlos in den Hochspannungsschalter.​​ 

2.3 ​Verbesserungen der lokalen Anpassung​

• ​Netzkonformität:​​

Unterstützt den vom EVN geforderten Island-Testmodus, simuliert einen nahtlosen Wechsel zur Energiespeicherversorgung nach Netzausfällen. ​Der Hochspannungsschalter ist integral für die Bestätigung dieses kritischen Tests.​​

Vorinstallierte Versiegelungskabelschnittstellen, um den vorgeschriebenen Verschlussanforderungen für Messräume in Vietnam zu entsprechen.

• ​Wartungseinfachheit:​​

Kontaktlebensdauer ≥10.000 Betriebszyklen; Wartungsintervall auf 5 Jahre verlängert, reduziert O&M-Kosten in tropischen Regionen. ​Die Haltbarkeit des Hochspannungsschalters senkt die Lebenszykluskosten signifikant.​​

3. Erzielte Ergebnisse​

3.1 ​Erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit​

• Erfüllt die Abtrennung vom Netz innerhalb von 10 ms bei Netzausfällen (übertrifft den vietnamesischen Standard von 50 ms), um den kontinuierlichen Betrieb kritischer Lasten (z.B. Fabrikproduktionslinien) sicherzustellen. ​Diese schnelle Isolation wird durch den Hochspannungsschalter ermöglicht.​​
• Nach der Installation in einem Villa-Projekt in Hanoi im Jahr 2024 sank das Brandrisiko auf der Gleichstromseite um 90%, und elektrische Unfälle wurden beseitigt.

3.2 ​Wirtschaftliche Vorteile und Konformität​

• ​Reduziertes Strafgefahr:​​Erfüllt die CO2-Emissionsanforderungen des "Green Industry Act", um jährliche Einnahmenstrafen von 3% zu vermeiden.
• ​Verkürzte Amortisationszeit:​​Aufgrund reduzierter Wartungskosten (um 30% gesunken) und geringerer Stillstandsverluste stieg die interne Rendite (IRR) um 2-3 Prozentpunkte.

3.3 ​Verbesserte Netzunterstützungsfähigkeit​

Bestand den Test des dynamischen Einschränkungsparagraphen: Unterstützt die Leistungsregelung von bis zu 30% der installierten Kapazität unter der flexiblen Dispatchierung des EVN (wenn die Netzlast <75%), ermöglicht es den Kraftwerken, am Frequenzregelmarkt (FRP) teilzunehmen. ​Der Hochspannungsschalter trägt zu dieser Netzunterstützungsfunktion bei.​