Transformatorių neturinčių hibridinių invertorių sistemų „nuotėkio srovės“ (RCMU) klaidingų išsijungimų šalinimas.

Be transformatoriaus invertorių sistemų ir RCMU inžinerija

Be transformatorių hibridiniai invertoriai tapo dominuojančiu pasirinkimu šiuolaikinėse B2B saulės energijos ir energijos kaupimo sistemose. Pašalinę didelius ir sunkius varinio izoliacinio transformatoriaus blokus, gamintojai gali siūlyti invertorius, kurie yra labai efektyvūs, lengvesni ir ekonomiškesni. Tačiau galvaninės izoliacijos barjero pašalinimas kelia reikšmingą techninę problemą: nuolatinės srovės (DC) saulės elektrinė (PV) tampa elektros grandine susijusi su kintamosios srovės (AC) tiekimo tinklu. Ši sąsaja sukuria kelias nuotėkio srovėms tekėti nuo saulės baterijų per fizinį orą ir montavimo konstrukciją į žemę. Kad būtų užtikrinta sauga, tarptautiniai standartai (pvz., IEC 62109-2) reikalauja, kad be transformatorių invertoriai turėtų labai jautrų likutinės srovės stebėjimo įtaisą (RCMU). Šis įtaisas nuolat stebi sistemos nuotėkio sroves ir, jei aptinkama pavojinga srovė, turi išjungti invertorių per milisekundes. Sistemos inžinieriams svarbu valdyti ir trikdyti RCMU neteisingus išsijungimus, kad būtų užtikrinta tiek sistemos sauga, tiek nuolatinis jos veikimas.

Suprantant nepageidaujamą išsijungimą: parazitinė talpa ir netikri srovės

Norint išspręsti nuotėkio srovės gedimus, inžinieriai turi suprasti, kodėl šios srovės atsiranda sveikoje sistemoje. Be transformatoriaus saulės elektrinėje susidaro didelė kondensatorinė struktūra tarp silicio saulės elementų (kurie yra laidūs), apsauginio stiklo dangčio, metalinio modulio rėmo ir įžeminto montavimo sistemos. Ši fizikinė struktūra vadinama parazitine arba netikra talpa.

Normalios veiklos metu invertoriaus aukšto dažnio jungimo grandinės generuoja kintamąją įtampą. Šios svyruojančios įtampos veikia netikrąją talpą, sukeliant nuolatinę, aukšto dažnio kintamosios srovės nuotėkio srovę (likutinę srovę), kuri tekėja į žemę. Ši nuotėkio srovė natūraliai būna didesnė tam tikromis aplinkos sąlygomis:

• Lietaus ir raso veikia: saulės modulių ir laidų drėgnos paviršiaus sąlygos žymiai padidina šalinę talpą, dėl ko staigiai padidėja nutekėjimo srovė. Todėl daugelis RCMU išsijungimų įvyksta ankstyvą rytą, kai rasas nusėda ant saulės baterijų.
• Didelės saulės elektrinės dydis: kuo didesnė saulės elektrinės fizinė paviršiaus plotas, tuo didesnė bendra šalinė talpa ir tuo didesnė bazinė nutekėjimo srovė.

Netinkamas išsijungimas įvyksta tuomet, kai šios nekenksmingos, aplinkos sąlygotos srovės viršija RCMU saugos ribas, dėl ko inverteris nereikalingai išsijungia.

Nutekėjimo srovės išsijungimų sisteminė diagnozavimo procedūra

Kai JYINS hibridinis inverteris registruoja RCMU gedimą, sistemos inžinieriai turėtų sekti struktūruotą diagnozavimo protokolą, kad atskirtų pavojingą žemės gedimą nuo nekenksmingo netinkamo išsijungimo:

• 1 žingsnis: Išnagrinėkite gedimo žurnalą ir aplinkos duomenis. Patikrinkite tikslų laiką, kada įvyko gedimas. Jei išjungimas nuolat įvyksta auštant arba audrų metu, o keitiklis automatiškai vėl pradeda veikti, kai saulė išdžiovina fotoelektrinę sistemą, tai tikriausiai rodo didelį šalinį talpumą. Jei išjungimas įvyksta atsitiktinai sausomis sąlygomis, tai rodo fizinį izoliacijos sugadinimą.
• 2 žingsnis: Išmatuokite nuolatinės srovės izoliacijos varžą (Riso). Atjunkite nuolatinės srovės grandines nuo keitiklio ir naudokite aukštos įtampos megohmometrą (meggerį), kad išmatuotumėte izoliacijos varžą tarp kiekvieno nuolatinės srovės laidininko ir fizikinės žemės. Sveika grandinė turėtų turėti varžą gerokai virš minimalios ribos (paprastai 1 MΩ). Mažesnė reikšmė rodo pažeistą kabelio izoliaciją, laidininko suspaudimą prie atramų konstrukcijos ar vandens buvimą jungiamajame dėžutėje.
• 3 žingsnis: Analizuokite pradinės likutinės srovės reikšmę. Naudokite JYINS invertoriaus ekraną arba debesų stebėjimo skydelį, kad perskaitytumėte realiuoju laiku matomą likutinės srovės reikšmę. Palyginkite šią reikšmę su invertoriaus nustatyta išsijungimo riba (paprastai 30 mA staigiam pokyčiui ir iki 300 mA palaipsniui kintančiam pokyčiui). Jei pradinė likutinė srovė nuolat aukšta (pvz., 200 mA) net sausame oru, sistema turi per daug parazitinės talpos arba egzistuoja nedidelė žeminimo gedimo vieta.

Inžineriniai sprendimai: aktyvioji filtracija ir invertoriaus parametrų derinimas

Jei diagnostika patvirtina, kad RCMU išsijungimai kyla dėl didelės parazitinės talpos, o ne dėl fizinio žeminimo gedimo, inžinieriai gali įdiegti keletą techninės įrangos ir programinės įrangos pakeitimų:

• Programinės įrangos slenksties reguliavimas: Šiuolaikiniai JYINS invertoriai leidžia sertifikuotiems inžinieriams reguliuoti RCMU reakcijos charakteristikas ribose, kurias leidžia vietos elektros taisyklės. Pavyzdžiui, paleidimo delsa arba lėto nuotėkio išsijungimo slenkstis gali būti šiek tiek pakeista, kad būtų pritaikyta didesniems PV masyvams su aukšta pagrindine talpiniu gebėjimu, taip neleidžiant išsijungti ankstyvą rytą.
• DC bendrojo režimo varžos ritės: Įdiegus išorines bendrojo režimo varžos ritės (ferito šerdys) į DC įėjimo grandines, galima žymiai sumažinti aukšto dažnio jungimo sroves, kurios teka per netikėtą talpą. Šie filtrai sugeria aukšto dažnio triukšmą, tuo tarpu nuolatinės srovės energija nepažeista patenka į invertorių.
• Kintamosios srovės izoliaciniai transformatoriai: jei aplinkinės šoninės talpos reikšmė per didelė, kad būtų galima su ja susidoroti tik filtrais (dažna masiniuose, daugiamegavatinėse stoginėse įrenginiuose), izoliacinio transformatoriaus įdiegimas kintamosios srovės išvestyje prie inverterio nutraukia elektrinį ryšį su tinklu, pašalindamas kintamosios srovės nuotėkio srovių kelią ir visam laikui išsprendžiant RCMU išsijungimą.

Žemėjimo ir laidų vedimo geriausios praktikos, skirtos pašalinti šoninius nuotėkius

Fotovoltinės (PV) sistemos tinkama įrengimo ir projektavimo tvarka yra veiksmingiausias būdas nuo pat pradžių užkirsti kelią nuotėkio srovėms. Sistemos inžinieriai turėtų laikytis griežtų fizinio įrengimo standartų:

• Aukštos kokybės laidų valdymas: DC laidai neturėtų būti tiesiogiai dedami ant metalinio stogo arba atramų konstrukcijų. Norint išlaikyti laidus pakabintus ir sausus bei sumažinti talpinį susijungimą su įžeminta konstrukcija, naudokite UV spindulių atsparius laidų laikiklius arba dėžutes.
• Užtikrinkite patikimą ekvipotencinį įžeminimą: visi saulės modulių rėmai, laikymo konstrukcijos, sujungimo dėžutės ir inverterio korpusas turi būti patikimai prijungti prie vienos žemos varžos įžeminimo sistemos. Netinkamas įžeminimas gali sukelti nestabilius elektrinius potencialus, kurie klaidina RCMU itin jautrius srovės jutiklius.
• Pasirinkite mažos talpos fotoelektrinius modulius: kurdami naujas fotoelektrines sistemas, B2B pirkėjai turėtų įvertinti fotoelektrinių modulių šalutinės talpos technines charakteristikas. Pasirinkę šiuolaikiškus modulius su mažesne vidine parazitine talpa palengvinsite inverterio integravimą ir išvengsite būsimų RCMU problemų.

JYINS požiūris: aukštos tikslumo RCMU ir atsparus projektavimas

JYINS siekia gaminti aukšto našumo energijos konversijos technologijas, kurios derina saugą ir našumą. Mūsų be transformatoriaus hibridiniai invertoriai įrūšyti specialiai sukurtais, aukštos tikslumo RCMU jutikliais, kurie geba atskirti aukštos dažnio talpines nutekėjimo sroves nuo pavojingų žemo dažnio nuolatinės srovės žemės gedimų.

Mūsų pažangioji valdymo programinė įranga naudoja protingą signalų filtravimą, kad ignoruotų trumpalaikius, nekenksmingus likutinės srovės šuolius, kurie kyla dėl nedidelių aplinkos pokyčių. Tai užtikrina, kad sistema nuolat veiktų didelės naudingumo režimu, o tuo pačiu būtų pasiruošusi izoliuoti grandinę per milisekundes, jei iš tikrųjų atsirastų elektros pavojus. Pasirinkdami JYINS, B2B sistemų integratoriai įgyja partnerį, kuris yra įsipareigojęs teikti saugias, stabilias ir labai naudingas energijos sprendimų.