ELECTRIC, WITH AN EDGE
Dans les grandes centrales solaires connectées au réseau avec des onduleurs centralisés, un transformateur monté sur socle de centrale solaire avec une structure à double enroulement secondaire triphasé est généralement utilisé pour convertir la sortie CA de l’onduleur à un niveau de tension approprié pour la connexion au réseau.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit。Ut elit tellus、luctus nec ullamcorper mattis、pulvinar dapibus leo。Le transformateur solaire à double enroulement secondaire triphasé a de bonnes caractéristiques d’impédance et une capacité de passage à basse tension selon les caractéristiques de fonctionnement du onduleur configuré sur son côté basse tension, ce qui est essentiel pour le fonctionnement sûr, stable et économique du système de production d’énergie photovoltaïque. Compte tenu des défauts rencontrés dans la production réelle de la centrale solaire, tels que la mise à la terre monophasée, la déconnexion haute tension et le court-circuit haute et basse tension, les causes des défauts sont analysées et les méthodes de traitement sont discutées, qui ont certains guides. importance pour le fonctionnement de la production et la maintenance de la centrale solaire.
La centrale solaire où le défaut du transformateur monté sur socle de la centrale solaire s’est produit a une capacité totale installée de 50 MWp, les modules PV sont des modules EG-255P60-C, l’onduleur est un onduleur centralisé avec une capacité nominale unique de 500 kW, et le transformateur solaire est un transformateur solaire à double enroulement secondaire T-1000/38,5 de type ZGS11-Z.T-1000/38,5, capacité nominale 1 000 kVA, groupe de couplage D-y11, y11.
Un transformateur solaire triphasé monté sur socle avec deux onduleurs centraux, un total de 50 transformateurs solaires triphasés montés sur socle pour l’ensemble de la station, connectés au côté bus 35 kV de la centrale solaire par cinq lignes 35 kV via des câbles enterrés.
Le transformateur solaire est équipé d’un noyau triphasé à trois colonnes, avec la colonne de noyau et la culasse constituées de tôles d’acier empilées et chevauchées par des joints diagonaux sous la forme d’un joint à recouvrement en cinq étapes, ce qui réduit efficacement les pertes entre le joints de colonne centrale et de culasse.
Le transformateur solaire a un double enroulement du côté basse tension, avec deux enroulements basse tension enroulés en double spirale à proximité du noyau à tour de rôle, isolés par du papier isolant entre les enroulements, avec les deux douilles de tête d’enroulement basse tension disposées à la extrémités supérieure et inférieure du transformateur solaire.
L’enroulement haute tension est enroulé sur un tube de papier isolant creux et enfin l’ensemble est placé sur l’enroulement basse tension.
Le 29 octobre 2018, le personnel d’exploitation et de maintenance de la centrale solaire a effectué des tests préventifs sur l’ensemble de la transformation montée sur socle de la centrale solaire, et lors des tests d’inspection de l’isolation sur le transformateur monté sur socle de la centrale solaire n ° 1 avec panne de courant, ils ont trouvé que le n ° 1 La résistance d’isolement du côté basse tension de la transformation montée sur le socle de la centrale solaire n ° 1 a1, b1 et c1 était de 0, et il y avait des traces de boulons noirs brûlés et desserrés sur la connexion de la barre omnibus entrante du disjoncteur sur le côté basse tension de la transformation montée sur socle de la centrale solaire n° 1.
Avant la coupure de courant, l’unité de production d’électricité produisait normalement de l’électricité. Par la suite, le personnel d’exploitation et de maintenance a effectué un test de résistance CC sur le transformateur monté sur le socle de la centrale solaire et n’a trouvé aucune anomalie.
Il a été initialement déterminé qu’il y avait un défaut à l’intérieur du côté basse tension de la transformation 1 montée sur socle de la centrale solaire qui nécessitait l’ouverture du couvercle pour inspection.
Le 2 novembre 2018, après son retour à l’usine, le noyau a été soulevé en ouvrant le couvercle et il a été constaté que le papier isolant entre la rangée de cuivre d’enroulement de phase a1 et le bloc de serrage de support sur la basse tension n ° 1 côté avait déchargé à travers, résultant en la barre omnibus de phase a1 et le boulon de fixation du support de noyau étant fermement attachés, formant un point de masse.
En raison de la transformation montée sur le socle de la centrale solaire, le groupe de couplage est D-y11, y11, le côté basse tension utilisant le point neutre n’est pas mis à la terre, lorsqu’un défaut à la terre monophasé se produit, selon les caractéristiques de la production d’énergie photovoltaïque, la situation de panne à partir de deux aspects de l’analyse.
Tout d’abord, lorsque l’onduleur fonctionne hors réseau, c’est-à-dire la nuit ou lorsque l’éclairement est insuffisant, l’onduleur fonctionne en mode veille.
À ce moment, le transformateur monté sur le socle de la centrale solaire fonctionne dans l’état de distribution, et l’onduleur est alimenté par le réseau via le transformateur monté sur le socle de la centrale solaire en tant que charge de puissance pour maintenir l’onduleur en état de veille.
L’isolation entre la rangée de cuivre de phase a1 du côté basse tension du n° 1 et le boulon de fixation du support de noyau est endommagée, formant un point de mise à la terre, mais la tension de ligne triphasée du système reste inchangée et peut alimenter l’onduleur normalement. Cet état n’est pas trouvé dans le temps et un fonctionnement continu peut conduire à deux ou plusieurs points de mise à la terre du côté basse tension.
Deuxièmement, lorsque l’onduleur fonctionne à l’état connecté au réseau, étant donné que la topologie de l’onduleur est un système d’onduleur triphasé à trois fils non mis à la terre sans fil neutre, le système de contrôle de l’onduleur ne peut mesurer ou contrôler la tension de ligne qu’au point connecté au réseau. , et le courant homopolaire est nul.
Selon l’analyse du modèle d’état stable triphasé de l’onduleur, le système triphasé à trois fils non mis à la terre ne peut pas former un circuit électriquement fermé après une mise à la terre monophasée, de sorte qu’aucun courant de mise à la terre n’est généré et la position équivalente génère une impédance de mise à la terre au point neutre.
Pour le circuit de sortie de l’onduleur triphasé, cela correspond à une série d’impédances dans le circuit de sortie de chaque phase, sans détruire le modèle de régime permanent du système. L’onduleur peut fonctionner dans un état connecté au réseau, mais l’efficacité de sortie est réduite.
À 16 h 24 le 4 avril 2019, l’onduleur de la zone 36 de la centrale solaire s’est déclenché avec un message d’erreur pour un défaut d’alarme de sous-tension et de sous-tension du réseau, la réinitialisation de l’onduleur n’était pas valide et l’unité ne s’est pas arrêtée . La surveillance du backend a montré que les tensions CA triphasées du côté basse tension des transformateurs 1 et 2 montés sur le socle de la centrale solaire étaient : la phase CA 280 V CA, la phase bc 250 V CA et la phase ab 46 V CA.
L’inspection sur place a révélé un léger bruit de décharge à l’intérieur du transformateur solaire et une odeur distincte d’œuf pourri dans l’air autour du transformateur solaire. Le personnel d’exploitation et de maintenance a immédiatement effectué une enquête sur les pannes après la mise hors tension de la ligne de collecte où se trouvait le transformateur monté sur le socle de la centrale solaire, a mesuré que l’assurance du fusible haute tension du transformateur monté sur le socle de la centrale solaire était normale, a mesuré la centrale solaire pad La résistance d’isolation entre l’enroulement de la phase A et les deux autres enroulements s’est avérée infinie lors de la mesure de l’isolation de la phase du côté haute tension du transformateur monté sur le pad de la centrale solaire, et le jugement préliminaire était que la résistance d’isolation de la phase A sur le côté haute tension de la transformation montée sur le socle de la centrale solaire était infini. Le jugement initial était qu’il y avait une déconnexion dans la phase A du côté haute tension de la transformation.
La résistance CC de l’enroulement du côté haute tension de la transformation montée sur socle de la centrale solaire a été testée plus avant, et la résistance CC de la phase BC était normale, tandis que la résistance CC de la phase AC et de la phase AB était infinie.
Après être retourné à l’usine et avoir ouvert le couvercle le 6 avril 2019, il a été constaté que la ligne de connexion entre l’interrupteur de charge haute tension phase A et l’assurance haute tension était brûlée et que la ligne de connexion était déchargée et flambée. à l’intérieur de la centrale solaire, la transformation est montée pendant le processus, des dommages à l’isolation à la combustion, provoquant une grave pollution de l’huile du transformateur solaire.
La déconnexion côté haute tension du transformateur monté sur socle de la centrale solaire est généralement divisée en déconnexion du fil haute tension et déconnexion de l’enroulement haute tension.
Dans cet article, l’enroulement latéral haute tension du transformateur solaire de défaut utilisant un câblage en triangle, dans la mesure du défaut, la phase AC et la résistance DC de la phase AB pour l’infini, la résistance DC de la phase BC est faible, conformément aux caractéristiques de défaut d’une phase de haute – déconnexion de la ligne de tension.
Une fois l’enroulement haute tension déconnecté, la résistance CC de la phase déconnectée et de l’enroulement adjacent augmentera d’un facteur deux, tandis que la résistance CC des deux phases restantes restera inchangée.
En termes de changements électriques, la tension de ligne du côté haute tension sans déconnexion reste inchangée et la taille des deux tensions de ligne de la phase déconnectée devient la moitié de la tension de ligne d’origine.
Le côté basse tension a deux phases de tension de ligne égales et légèrement inférieures à la tension de ligne d’origine, une phase de tension de ligne théoriquement réduite à 0, mais la mesure réelle en raison de la présence de tension d’induction, la valeur mesurée en dizaines de volts ou alors.
À 14 h 05 le 14 mai 2019, le disjoncteur côté basse tension du transformateur monté sur le socle de la centrale solaire n ° 10 s’est déclenché, le personnel d’exploitation et de maintenance de la centrale solaire s’est immédiatement rendu sur le site de l’accident pour vérifier la situation de panne, et à son arrivée sur le site , ils ont constaté que le transformateur solaire avait un son anormal et que le site avait été pulvérisé. Une grande quantité d’huile de transformateur solaire avait été pulvérisée depuis le site.
À ce stade, la section de surintensité de l’interrupteur de la ligne 353 du collecteur II de 35 kV où se trouvait le transformateur défectueux monté sur le socle de la centrale solaire a fonctionné et le disjoncteur 353 s’est déclenché. Après le déclenchement de la ligne, le personnel d’exploitation et de maintenance a immédiatement transféré le commutateur 353 de la ligne 353 du collecteur II de 35 kV de l’exploitation à la maintenance, a retiré de la ligne le transformateur défectueux monté sur le socle de la centrale solaire et a effectué une vérification des défauts. Le dispositif de protection de l’interrupteur 353 a signalé une surintensité triphasée et une surtension entre phases.
L’inspection sur place a révélé que le transformateur monté sur le socle de la centrale solaire avait un court-circuit triphasé à la terre dans l’enroulement côté basse tension, l’assurance côté haute tension a été fusionnée, la soupape de surpression a été actionnée et une grande quantité de de l’huile de transformateur solaire noircie a été pulvérisée sur le site. Un défaut grave s’est produit à l’intérieur du transformateur et il a fallu retourner à l’usine pour ouvrir le couvercle pour inspection et réparation.
Le 17 mai 2019, après retour à l’usine et ouverture du couvercle, il a été constaté que les enroulements de phase b1 et b2 côté basse tension étaient brûlés, les enroulements de phase B côté haute tension étaient brûlés, le noyau de la colonne de phase B était cassé , et une partie de l’âme du fer de culasse sous l’âme était cassée. Côté basse tension a1, a2 dommages aux enroulements biphasés, effondrement partiel du noyau de fer de la colonne de phase A côté haute tension.
Visualisez l’onde d’enregistrement de défaut (figure omise), l’instant de défaut, la phase A du bus 35 kV, la chute de tension de la phase B, entraînant une augmentation soudaine de la tension de la phase C de 35 kV, suivie de l’entrée PV n ° 2 phase A, B – génération de surintensité de phase, la valeur de surintensité dépasse la valeur fixe du système, démarrage de la protection, disjoncteur de la ligne PV n° 2 353 déclenché.
À partir du filtrage des défauts, la phase initiale du défaut s’est produite A, la mise à la terre du court-circuit de la phase B, l’isolation de la phase C n’est pas endommagée, le courant de défaut de la phase C est en retard sur la phase A, la phase B, lorsque le défaut haute tension dans l’état stable, en raison du côté haute tension de la centrale solaire à transformateur monté sur le groupe de câblage triphasé pour la connexion d’angle, la performance de la mise à la terre du court-circuit triphasé haute tension, à ce moment C -phase pour générer le courant de défaut.
De la situation de défaut interne du transformateur solaire après désintégration, le court-circuit des enroulements de phase b1 et b2 du côté basse tension est la cause du défaut, la décharge de court-circuit conduit à une rupture d’isolation entre l’enroulement basse tension et le haut enroulement de tension, qui étend le défaut et conduit à un court-circuit des enroulements haute et basse tension. L’huile du transformateur solaire est chauffée et la soupape de surpression est ouverte.
Le transformateur monté sur socle de la centrale solaire a été démonté et les enroulements haute et basse tension se sont avérés gravement brûlés dans les enroulements basse tension de la phase B.
Considérant que le transformateur solaire a été soumis à un impact de court-circuit important après un défaut de court-circuit haute tension, le démontage a montré que le noyau et la culasse du transformateur solaire étaient déformés à des degrés divers, les enroulements de la phase B étaient tous brûlés , et les enroulements de la phase A étaient également déformés et légèrement endommagés. Le transformateur a été mis au rebut.
(1) Le côté basse tension du transformateur solaire avec câblage en étoile et sans fil conducteur de point neutre, lorsqu’un défaut à la terre monophasé se produit, car il n’y a pas de génération de courant homopolaire et la tension de ligne triphasée n’a pas changé, l’onduleur peut toujours fonctionner dans l’état de production d’énergie, d’une part, n’est pas propice à la détection de défaut, d’autre part, conduira à l’expansion du défaut, il existe de grands risques de sécurité.
En combinaison avec la situation réelle sur site, un dispositif de surveillance de l’isolement a été ajouté à la sortie CA de l’onduleur et une condition de démarrage d’isolation qualifiée a été ajoutée avant que le système ne soit connecté au réseau. Pour la nouvelle centrale solaire, il est recommandé de choisir un onduleur triphasé à quatre fils lors de la sélection de l’équipement, un transformateur solaire monté sur socle correspondant au transformateur solaire du groupe de câblage D-yn11, yn11.
(2) L’exploitation et l’entretien quotidiens des centrales solaires doivent prêter attention à la surveillance de l’isolation des transformateurs solaires et effectuer des travaux d’inspection réguliers de l’isolation.
En particulier, pour les centrales solaires avec câblage en étoile et transformateurs solaires triphasés montés sur socle sans entrée de point neutre, la fréquence d’inspection de l’isolation doit être augmentée et il est recommandé d’effectuer une inspection de l’isolation du côté basse tension de la centrale solaire. pad monté transformer une fois par mois. Il est recommandé d’isoler le transformateur monté sur socle de la centrale solaire une fois par mois.
(3) Pour éviter les défauts d’isolation internes dans le transformateur monté sur socle de la centrale solaire, il convient de mettre l’accent sur les tests d’échantillons d’huile.
À partir des deux défauts à haute tension dans cet article, on peut voir que les fils cassés et les enroulements en court-circuit ont été causés par la présence de faiblesses d’isolation internes.
Des tests réguliers d’échantillons d’huile peuvent aider à détecter le processus de détérioration de l’isolation et à intervenir à l’avance pour réduire les pertes par défaut. Pour les transformateurs solaires avec des températures d’huile significativement élevées en fonctionnement quotidien, il est particulièrement important de renforcer les inspections quotidiennes et d’augmenter la fréquence des tests d’échantillons d’huile.
(4) Il convient de prêter attention au choix technique de la centrale solaire lors de sa mise en service. Lors de la sélection du transformateur solaire, la conception électrique globale, les caractéristiques de fonctionnement du réseau local et l’environnement naturel du site doivent être pris en compte, avec une attention particulière aux matériaux de base, aux spécifications d’enroulement et aux matériaux d’isolation, et une communication technique accrue avec le fabricant pour s’assurer de la conformité et du caractère raisonnable des produits choisis. La communication technique avec le fabricant doit être renforcée pour garantir la conformité et le caractère raisonnable des produits sélectionnés.
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