Inteligentne rozwiązanie wysokiego napięcia dla odłącznika zewnętrznego dla rozproszonych projektów PV i magazynowania w Wietnamie

1. Tło projektu​

Projekty rozproszonej fotowoltaiki (PV) i magazynowania energii rozwijają się szybko w Wietnamie i południowo-wschodniej Azji, ale stoją przed poważnymi wyzwaniami:

1.1 Wrażliwość sieci:​​

• Sieć w Wietnamie doświadcza częstych fluktuacji (szczególnie w północnych strefach przemysłowych). W 2023 roku braki wytwarzania energii z węgla spowodowały duże przerwy w dostawie energii, co skutkowało stratami przekraczającymi 5 milionów USD dziennie.
• Tradycyjne systemy PV nie mają zdolności do szybkiego odizolowania, co czyni je podatnymi na uszkodzenia sprzętu i incydenty bezpieczeństwa podczas awarii sieci. ​To podkreśla kluczową potrzebę niezawodnego wysokiego napięcia wyłącznika.​​

​1.2 Nacisk na zgodność z polityką i bezpieczeństwem:​​

• Nowe regulacje w Wietnamie obowiązujące od 2024 roku wymagają, aby systemy magazynowania energii przeszły 72-godzinny test działania w trybie wyspy przez EVN (Grupa Energetyczna Wietnamu) i posiadały zdolność przejazdu przy wysokim napięciu (HVRT).
• Ryzyko wysokiego napięcia na stronie DC jest znaczące; zwarcia łukowe (o temperaturze momentalnej dochodzącej do 1000°C) mogą wywoływać pożary. ​Wytrzymały wysoki napięcia wyłącznik jest niezbędny do zmniejszenia tych ryzyk po stronie DC.​​

1.3 Wymagania dotyczące adaptacji środowiskowej:​​

• Klimaty o wysokiej temperaturze i wilgotności (średnia roczna wilgotność >80%) przyspieszają starzenie się sprzętu, wymagając wyłączników z silną odpornością na korozję i wilgoć. ​Wysoki napięcia wyłącznik musi spełniać te surowe wymagania środowiskowe.​​

​2. Rozwiązanie: inteligentny system wysokiego napięcia wyłączników​

2.1 Projekt technologii rdzennej​

• ​Trójpozycyjny wysoki napięcia wyłącznik (Otwarty-Zamknięty-Zziemiony):​​

Wykorzystuje strukturę podwójnego przerywania rotacyjnego, nominalne napięcie ≥15kV, nominalny prąd 6300A (projekt chłodzenia zmuszanego), spełniając potrzeby dużych rozproszonych elektrowni.

​Optymalizacja gaszenia łuku:​​Oprzężony w wbudowane urządzenia gaszenia łuku magnetycznego, czas łamania łuku DC ≤20ms, zapobiegając zwarcia łukowego, które mogą wywoływać pożary. ​Szybkie gaszenie łuku to kluczowy element bezpieczeństwa wysokiego napięcia wyłącznika.​​ 

• ​Wzmocnienie adaptacji środowiskowej:​​

Obudowa ma stopień ochrony IP65; kluczowe komponenty są srebrzone, aby oprzeć się korozji solankowej (zgodnie ze standardem IEC 60068-2-52). ​Te zabezpieczenia gwarantują długoterminową niezawodność wysokiego napięcia wyłącznika.​​

​Projekt termiczny:​​Dodano aluminium radyatory ciepła, wzrost temperatury kontrolowany na ≤40K (w temperaturze otoczenia 40°C). ​Skuteczne zarządzanie ciepłem jest kluczowe dla wysokiego napięcia wyłącznika w klimatach tropikalnych.​​ 

2.2 Inteligentny system monitoringu i ochrony​

• ​Zintegrowany moduł czujników:​​

Monitorowanie w czasie rzeczywistym temperatury kontaktów, sygnałów łuku i stanu izolacji; dane synchronizowane z lokalnym SCADA i platformami w chmurze (np. Hoymiles S-miles Cloud) w miliardach sekund. ​Ciągłe monitorowanie wzmacnia profil bezpieczeństwa wysokiego napięcia wyłącznika.​​

• ​Koordynacja logiki ochrony:​​

​Współpraca z wyłącznikami bezpiecznikowymi:​​Automatyczne otwieranie w ciągu 10 sekund po wykryciu spadku napięcia sieci do 20% UN (spełnia wymagania Wietnamu dotyczące blokady niskiego napięcia).

​Współpraca z systemem AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter):​​Przecina obwód awaryjny w ciągu 0,5 sekundy. ​Szybka logika ochrony integruje się płynnie z wysokim napięciem wyłącznika.​​ 

2.3 Ulepszenia lokalnej adaptacji​

• ​Zgodność z siecią:​​

Obsługuje wymagany przez EVN tryb testu wyspy, symulując bezproblemowe przełączenie na zasilanie z magazynu energii po przerwie w sieci. ​Wysoki napięcia wyłącznik jest kluczowy do przejścia tego krytycznego testu.​​

Zainstalowane z góry interfejsy do pieczętowania kabli, aby spełnić obowiązkowe wymagania Wietnamu dotyczące pieczętowania pomieszczeń pomiarowych.

• ​Wygodność konserwacji:​​

Czas życia kontaktów ≥10 000 cykli; cykl konserwacji wydłużony do 5 lat, zmniejszając koszty O&M w regionach tropikalnych. ​Trwałość wysokiego napięcia wyłącznika znacznie obniża koszty całkowite.​​

3. Osiągnięte wyniki​

3.1 Zwiększone bezpieczeństwo i niezawodność​

• Umożliwia przełączenie poza siecią w ciągu 10 ms podczas awarii sieci (przekraczając standard Wietnamu 50 ms), zapewniając ciągłe działanie kluczowych obciążeń (np. linie produkcyjne fabryk). ​To szybkie odizolowanie jest możliwe dzięki wysokiemu napięciu wyłącznika.​​
• Po wdrożeniu w projekcie willi w Hanoi w 2024 roku ryzyko pożaru po stronie DC zmalało o 90%, a incydenty porażenia prądem zostały wyeliminowane.

3.2 Korzyści ekonomiczne i zgodność​

• ​Zmniejszone ryzyko kar:​​Spełnia wymagania emisji CO2 ustawy "Green Industry Act", unikając rocznych karnych opłat wynoszących 3% przychodów.
• ​Skrócony okres zwrotu inwestycji:​​Dzięki obniżonym kosztom konserwacji (o 30%) i zmniejszonym stratom z przestojów, IRR wzrosło o 2-3 punkty procentowe.

3.3 Wzmocniona zdolność wsparcia sieci​

Przeszedł test klauzuli dynamicznego ograniczania: Obsługuje regulację mocy do 30% zainstalowanej mocy podczas elastycznego dysponowania EVN (gdy obciążenie sieci <75%), umożliwiając elektrowniom udział w Rynku Regulacji Częstotliwości (FRP). ​Wysoki napięcia wyłącznik przyczynia się do tej funkcji wsparcia sieci.​