Älykäs korkeajännite ulkoisoläytyjärjestelmä Vietnamin hajautetuille aurinkopaneeli- ja akuprojekteille

1. Projektin tausta​

Jakautuneet aurinkopaneelit (PV) ja energiavarastot kehittyvät nopeasti Vietnamin ja Etelä-Aasian alueella, mutta kohtaavat vakavia haasteita:

1.1 ​Verkon haavoittuvuus:​​

• Vietnamissa verkkoon tulee usein vaihteluja (erityisesti pohjoisessa sijaitsevissa teollisuusalueilla). Vuonna 2023 hiilivoiman puutteesta johtuivat laajamittaiset sähkökatkot aiheuttivat päivittäisiä tappioita, jotka ylittivät 5 miljoonaa dollaria.
• Perinteiset PV-järjestelmät eivät kykene nopeaan eristämiseen, mikä tekee niistä alttiita laitteiden vaurioitumiselle ja turvallisuustapahtumille verkon ongelmissa. Tämä korostaa luotettavan Korkean jännitteen katkaisimen kriittistä tarvetta.​​

​1.2 Sääntöjen ja turvallisuuden noudattamisen paine:​​

• Vietnamin uudet 2024 asetukset vaativat, että energiavarastojärjestelmien täytyy läpäistä EVN:n (Vietnam Electricity Group) 72 tunnin saaristomuotoisen toiminnan testi ja ne täytyvät olla varustettu korkean jännitteen läpäisykyvyn (HVRT).
• Korkean jännitteen riskit DC-puolella ovat huomattavat; kaarihäiriöt (joiden hetkellinen lämpötila voi nousta 1000°C:een) voivat aiheuttaa palot. Vahva Korkean jännitteen katkaisin on välttämätön näiden DC-puolen riskien lievittämiseksi.​​

1.3 ​Ympäristösopeutumisen vaatimukset:​​

• Korkeat lämpötilat ja kosteus (vuotuinen keskihumiisuus >80%) nopeuttavat laitteiden ikääntymistä, minkä vuoksi katkaisinten täytyy olla hyvin vastustuskykyisiä korroosiolle ja kosteudelle. Korkean jännitteen katkaisin täytyy täyttää nämä tiukat ympäristövaatimukset.​​

​2. Ratkaisu: Älykäs korkean jännitteen katkaisinjärjestelmä​

2.1 ​Ytimtekniikan suunnittelu​

• ​Kolmipaikkainen korkean jännitteen katkaisin (Auki-Suljettu-Maassa):​​

Käyttää kaksikertaisen katkaisun pyörämuotoista rakennetta, jolla on arvostettu jännite ≥15kV, arvostettu virta 6300A (pakotettu ilmakehitys), joka vastaa suurten jakautuneiden voimaloiden tarpeita.

​Kaarien sammutuksen optimointi:​​Varustettu sisäänrakennetulla magneettisella kaarien sammutuslaitteella, DC-kaarien katkaisuaika ≤20ms, estää kaarihäiriöiden aiheuttamia paloja. Tämä nopea kaarien sammutus on avainominaisuus korkean jännitteen katkaisimelle.​​ 

• ​Ympäristösopeutumisen parantaminen:​​

Kuori on IP65 suoja-arvoluokka; ytimekkäät komponentit on hopeistetty vastustaakseen suolan tuhkan korroosia (vastaavasti IEC 60068-2-52 -standardin kanssa). Nämä suojat varmistavat korkean jännitteen katkaisimen pitkäaikaisen luotettavuuden.​​

​Lämpösuunnittelu:​​Lisätty alumiinin liittimet, lämpötilan nousu hallittu ≤40K (40°C ympäristössä). Tehty lämpöhallinta on olennaista korkean jännitteen katkaisimelle trooppisissa ilmastossa.​​ 

2.2 ​Älykäs valvonta- ja suojajärjestelmä​

• ​Yhdennetty anturimoduuli:​​

Todellisen ajan seuranta kosketuspisteiden lämpötiloista, kaarisignaaleista ja eristysstatusista; tiedot synkronoidaan paikallisiin SCADA- ja pilvipalveluihin (esimerkiksi Hoymiles S-miles Cloud) millisekunteissa. Jatkuva valvonta parantaa korkean jännitteen katkaisimen turvallisuusprofiilia.​​

• ​Suojalogiikan yhteistyö:​​

​Yhteistyö sulkuvalvojien kanssa:​​Avataan automaattisesti 10 sekunnin kuluessa havaitsemalla verkon jännitteen pudotuksen 20% UN:iin (täyttää Vietnamin alijännitetiedon lukitusvaatimuksen).

​Yhteistyö AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) -järjestelmän kanssa:​​Katkaistaan häiriövirta 0,5 sekunnissa. Tämä nopea suojalogiikka integroituu moitteettomasti korkean jännitteen katkaisimeen.​​ 

2.3 ​Paikallinen sopeutusparannukset​

• ​Verkon noudattaminen:​​

Tukee EVN:n vaatimat saaristomuotoisen toiminnan testitilan, simuloimalla sileä siirtyminen energiavaraston toimitukseen verkon keskeytyksen jälkeen. Korkean jännitteen katkaisin on olennainen osa tämän kriittisen testin läpäisemistä.​​

Esiasennetut tiivistelevät johtojen rajapinnat täyttääkseen Vietnamin pakolliset mittaushuoneiden tiivistysvaatimukset.

• ​Huollon helpottaminen:​​

Kosketuspisteen elinkaari ≥10 000 toimintoa; huollon kiertoaika pidentyy viiteen vuoteen, vähentäen O&M-kustannuksia trooppisissa alueissa. Korkean jännitteen katkaisimen kestävyys vähentää merkittävästi koko elinkaaren kustannuksia.​​

3. Saavutetut tulokset​

3.1 ​Parannettu turvallisuus ja luotettavuus​

• Saavuttaa verkon ulkopuolisen siirtymisen 10 ms:n kuluessa verkon onnettomuudessa (ylittää Vietnamin 50 ms:n standardin), varmistaa kriittisten kuormien (esimerkiksi tehtaiden tuotantolinjojen) jatkuvan toiminnan. Tämä nopea eristys mahdollistetaan korkean jännitteen katkaisimen avulla.​​
• Kun se käytettiin vuoden 2024 Hanoissa villa-aloitteessa, DC-puolen paloriski väheni 90%, ja sähköisku-tapahtumat poistettiin.

3.2 ​Taloudelliset edut ja noudattaminen​

• ​Vähennyksen riskin pienentäminen:​​Täyttää "Green Industry Act" -lain päästövaatimukset, välttää vuosittaisia tuloja koskevat sakot 3%.
• ​Maksuajan lyhentyminen:​​Huollon kustannusten (30% vähemmän) ja tauko-aikojen vähentyessä IRR kasvoi 2-3 prosenttipistettä.

3.3 ​Vahvistettu verkon tukitoiminto​

Ylitti dynaamisen rajoittamislausekkeen testauksen: Tukee enimmäisenergian säätelyä jopa 30% asennettuna kapasiteettina EVN:n joustavan ohjauksen (verkon kuorma <75%) aikana, mikä mahdollistaa voimaloiden osallistumisen Taajuusregulaatiomarkkinoihin (FRP). Korkean jännitteen katkaisin edistää tätä verkon tukitoimintoa.​