Lỗi ngắn mạch cực âm PV chạm đất trong hệ thống quang điện và giải pháp khắc phục

Hopewind: Nhà sản xuất thiết bị năng lượng mới và sản phẩm truyền tải công nghiệp


Phân tích nguyên lý nguy hại của sự cố

Hiện các inverter không thuộc cách ly có ứng dụng trong hệ thống lưới điện TN (N hệ thống dây tiếp đất), đều không thể trong điều kiện PV tiếp đất vận hành. Nếu cho thiết bị vận hành bộ phận PV sẽ xảy ra sự cố, và sẽ làm hỏng thiết bị inverter.

Hình 1 là sơ đồ mạch của inverter hai cấp (lấy sơ đồ một pha làm ví dụ), và hình 2 là sơ đồ lỗi nối đất pha âm (-) tương ứng. Như trong hình 2 có thể biết, nếu các công tắc nối lưới K1 và K2 của biến tần được đóng lại, khi phụ tải lưới được nửa chu kỳ, sẽ có một dòng điện lớn sẽ chạy qua ống công tắc Q2, mặc dù lúc này inverter phát hiện quá dòng phần cứng, ra lệnh ngắt K1, K2, nhưng do thời gian phản hồi của rơ le là đơn vị mili giây, nên dòng điện cảm ứng đã đủ để làm hỏng thân diode của Q2 trước khi ngắt hoàn toàn, do đó gây hỏng inverter.

Hình 1: Sơ đồ mạch Inverter hai cấp (sơ đồ một pha).

Hình 2: Sơ đồ mạch sự cố đường điện pha âm (-) nối đất inverter hai cấp (sơ đồ một pha).

Giải pháp

1/ Kiểm tra điện trở cách điện

Trước khi khởi động máy, phải tiến hành kiểm tra điện trở cách điện của PV nối đất, nếu kiểm tra thấy điện trở cách điện bất thường, inverter sẽ cần được khởi động trong trạng thái không tải, tức là K1 và K2 phải ngắt kết nối, và sẽ không có dòng điện chạy qua Q2. Như vậy đã thực hiện được bảo vệ inverter.

Tuy nhiên, trong quá trình biến tần hoạt động, pha (-) PV bị sự cố, do vấn đề thời gian phản hồi của rơ le, nên biến tần vẫn có nguy cơ bị hỏng.

2/ Thêm cầu chì cho pha (-) PV

Trong quá trình vận hành, nếu xảy ra sự cố ngắn mạch PV (-) chạm đất, khi phụ tải lưới được nửa chu kỳ, thì sẽ có dòng điện lớn chạy qua công tắc của Q2 và cầu chì F2, lúc này cầu chì sẽ đứt đầu tiên, và ngắt dòng điện, để thực hiện bảo vệ máy. Sơ đồ lỗi được trình bày trong hình 3.

Hình 3: Sơ đồ mạch sự cố pha âm (-) nối đất của inverter hai cáp (pha âm(-) có gắn cầu chì).

3/ Không nối đất dây N của phía hạ áp của máy biến áp nối lưới

Rất nhiều trạm điện 3 pha nối lưới phân phối, không đấu trực tiếp vào nguồn điện 380 V, mà thông qua máy biến áp 400 VAC / 10 kV đấu vào. Trong trường hợp này, dây N phía hạ áp không được nối đất, để tránh khi máy biến áp trong quá trình vận hành, khi sự cố lỗi ngắn mạch âm PV trong quá trình hoạt động sẽ làm hư hỏng inverter./.