CHẠM ĐẤT MỘT CHIỀU TRONG NHÀ MÁY NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI (NLMT)

Theo đánh giá của Hiệp hội năng lượng sạch Việt Nam, Việt Nam là một trong những quốc gia có ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong bản đồ bức xạ mặt trời thế giới. Vì thế, trong quy hoạch điện VII đã điều chỉnh đưa ra triển vọng và đặt kế hoạch khai thác điện mặt trời vào năm 2020 được khoảng 850MW; 4.000MW vào năm 2025 và có thể khai thác khoảng 12.000MW vào năm 2030. Và con số này đang có chiều hướng điều chỉnh tang lên.

Về thiết bị điện-điều khiển, khi nói tới nhà máy điện năng lượng mặt trời, chúng ta thường nghĩ tới solar cell/panels; solar inverters; tủ DC, trạm biến áp – hòa lưới, Scada nhà máy… mà ít khi nghĩ tới một vấn đề cũng rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới tính liên tục vận hành cũng như phòng chống cháy nổ do chạm đất một chiều gây ra.

Hiện nay, trên thế giới, các thiết kế mạng phân phối DC trong nhà máy NLMT phần lớn sử dụng mạng Một chiều cách ly DC-IT (Cực dương và cực âm cách ly với đất – không nối đất) do tính ưu việt của mạng DC-IT. Đây cũng là cấu hình phân phối DC220V phổ biến trong các nhà máy điện, trạm biến áp 500/220/110kV.

Ví dụ về mạng DC-IT trong nhà máy NLMT

Vậy tại sao cần phải đầu tư Thiết bị giám sát và tìm kiếm sự cố chạm đất một chiều?

Mạng phân phối DC trong nhà máy NLMT rất rộng lớn, với mạng DC nối tiếp các nhóm tấm solar panels và song song các nhóm này tới các tủ phân phối DC tạo ra dòng DC với điện áp lớn (0…1500VDC) tới solar inverters.

Việc bảo vệ quá tải, ngắn mạch được thực hiện bởi các cầu chì hoặc Aptomat một chiều trong các tủ phân phối DC. Tuy nhiên, giám sát – bảo vệ và định vị sự cố CHẠM ĐẤT lại không được chú ý hay vô tình lãng quên.

Vậy tại sao chúng ta nên đầu tư hệ thống này?

– Thứ 1: Để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện của nhà máy, Mạng DC cách ly đất (cực dương và cực âm ko nối đất) được sử dụng rộng rãi cho các nhà máy NLMT. Ví dụ: nếu có chạm đất xẩy ra tại dây dương hoặc âm thì dòng chạm đất này cũng rất nhỏ do không có đường chạy về cực âm hoặc dương (vì cả hai cực này đều cách ly với đất) -> mạng điện DC của nhà máy vẫn làm việc bình thường kể cả khi có chạm đất (tránh được rủi ro chập cháy khi có chạm đất lần thứ 1 xẩy ra), tuy nhiên nó không tránh được rủi ro chập cháy khi có chạm đất thứ 2 xẩy ra tiếp theo ở một cực khác (ví dụ đang có chạm đất dây dương, có thêm chạm đất tiếp theo là dây âm) thì sẽ xuất hiện dòng chạy từ dây dương sang dây âm (ngắn mạch), dòng ngắn mạch này có thể đủ lớn để tác động cầu chì/Attomat bảo vệ hoặc không đủ lớn để tác động (cỡ vài trăm mA tới vài ampe) nó âm ỉ không bị phát hiện và gây ra nguy cơ cháy.

=> Cần thiết bị giám sát liên tục và cảnh báo chạm đất của mạng DC, khi có sự cố chạm đất lần 1 xẩy ra, cần có cảnh báo và tìm kiếm, phân vùng, loại trừ cách ly và sửa chữa điểm chạm đất này.

Một số tiêu chuẩn quốc tế liên quan:

  • NEC 609.5
  • NEC 609.35
  • CEC Part 1, Section 64-018
  • UL 1741
  • IEC 60364-4-41: 2005-12
  • IEC 61557-8: 2007-01
  • IEC 62109-2: 2011-06
  • IEC 60364-7-712: 2002-05

– Thứ 2: Cánh đồng Solar panel của nhà máy là Rộng Lớn và chịu tác động trực tiếp của môi trường: mưa, gió, bão, bụi-ẩm, côn trùng, chim, động vật gặm nhấm… Điều này làm nguy cơ chạm đất mạng DC luôn hiện hữu và việc xác định vị trí chạm đất tại đâu trong nhà máy luôn là bài toán RẤT ĐAU ĐẦU và khó khăn. Mỗi khi phát hiện có chạm đất DC lần thứ nhất xẩy ra, thường thì phải dừng Inverter của phân nhánh đó (công suất Inverter phổ biến từ 1 đến 2MW) để phân vùng, tìm kiếm và khắc phục sự cố chạm đất trên một không gian rộng lớn, thời gian này có thể tới vài ngày.

=> Vậy nên: Giải pháp tìm kiếm và định vị sự cố chạm đất Online cùng với hệ giám sát thông số và trạng thái các tủ phân phối DC số là yêu cầu thiết thực mạng lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình vận hành thực tế tại nhà máy NLMT.

Để thấy rõ hơn về lợi ích của giải pháp tìm kiếm và định vị sự cố chạm đất Online, chúng ta đi vào một ví dụ cụ thể sau:

Ví dụ: một nhà máy NLMT công suất 50MW, có 20 Central Inverter công suất 1500VDC-2.5MW, mỗi Central Inverter này có 10 đầu ra,  mỗi đầu ra tới một tủ DC-Box với một đầu vào và 24 đầu ra, mỗi đầu ra này tới một chuỗi các tấm pin NLMT (28-32 solar panels) nối tiếp nhau.

Giả sử khi có một sự cố chạm đất DC tại một Central Inverter. Có một số giả thiết sau:

  1. Hệ thống DC chưa có role bảo vệ chạm đất: Hết sức nguy hiểm, hệ thống vẫn làm việc bình thường mà không ai lưu tâm. Sự cố chạm đất lần hai xẩy ra, tại nạn sẽ là không lường trước.
  2. Hệ thống DC có cầu chì bảo vệ chạm đất, Khi có chạm đất, dòng chạm đất tác động cầu chì báo hiệu chạm đất
  • Cách bảo vệ chạm đất này có trường hợp xấu sẩy ra là nếu dòng chạm đất không đủ lớn để tác động cầu chì. Ví dụ 3A <5A. Thì chạm đất không được phát hiện => Nguy cơ quay về trường hợp 1 ở trên
  • Không phát hiện được chạm đất đối xứng, suy giảm chạm đất đồng đều

3. Hệ thống có role bảo vệ chạm đất DC điện tử, có đo lường tín hiệu điện áp DC+ và DC- với đất. Phương pháp này giám sát đo lường giá trị cách điện của toàn mạng DC, phát hiện nhanh chóng, chính xác chạm đất DC cũng như biết chạm đất tại DC+ hay DC-.

Tuy nhiên việc phân vùng, định vị và khắc phục sự cố chạm đất DC phải thực hiện bằng phương pháp thủ công. Phân vùng bằng cách đóng, ngắt từng Attomat hay cầu chì cho từng lộ ra của tủ Central Inverter tiếp đến là từng lộ ra của tủ DC-Box.

Việc đóng cắt này ảnh hưởng tới công suất đầu ra của Inverter, của nhà máy do có thể phải thực hiện việc dừng hẳn Inverter 2.5MW trước khi thực hiện việc tìm kiếm và xử lý lỗi chạm đất DC. Để khắc phục điểm yếu này, Bộ tìm kiếm sự cố chạm đất cầm tay được sử dụng khi có chạm đất cũng là một biện pháp tốt.

4. Hệ thống có role bảo vệ chạm đất DC tích hợp hệ thốn định vị tìm kiếm sự cố chạm đất Online, thiết bị tìm kiếm cố định và/hoặc cầm tay, có đo lường tín hiệu điện áp DC+ và DC- với đất. Đây là phương pháp tối ưu và toàn diện mang tới nhiều ưu điểm:

  • Nhanh chóng và chính xác phát hiện sự cố chạm đất, bảo vệ tốt hệ thống và đảm bảo tính liên tục cung cấp điện mạng lại hiệu quả kinh tế cho hoạt động của nhà máy. Tiếp kiệm nhân sự.
  • Lưu trữ số liệu, kết nối truyền thông, phát hiện sớm và phán đoán lỗi, cũng như lên kế hoach bảo trì hệ thống

Đó là với trường hợp sự cố trên một Inverter, thực tế là luôn có chạm đất xẩy ra trên nhiều Inverter khác nhau cùng một thời điểm. Vậy nên giá trị mang lại của hệ thống giám sát và tìm kiếm sự cố chạm đất DC online là rất hiệu quả.

Giới thiệu giải thiết bị Giám sát và tìm kiếm sự cố chạm đất DC cho nhà máy NLMT của hãng  BENDER-CHLB Đức:

Theo bảng trên, BENDER tổng quan đưa ra bốn giải pháp/ thiết bị giám sát và tìm kiếm sự cố chạm đất cho các cấp độ nhà máy NLMT khác nhau.

  • Với Inverter có công suất nhỏ hơn 100kW sử dụng dòng sản phẩm IsoPV425
  • Với Inverter có công suất tới 1MW sử dụng dòng sản phẩm IsoPV
  • Với Inverter có công suất lớn hơn 1MW sử dụng dòng sản phẩm IsoPV1685P
  • Với giải pháp tìm kiếm sự có chạm đất bằng tay, sử dụng bộ kit EDS3090PG

Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống kết hợp: giám sát và tìm kiếm sự cố online (cố định) – tự động và bằng tay.

Đây là cấu hình hiện đại và cao cấp nhất về Giám sát, cảnh báo và tìm kiếm sự cố chạm đất Online của hãng BENDER đưa ra. Hệ thống bao gồm:

  • Bộ giám sát và tìm kiếm sự cố chạm đất IsoPV1685 lắp đặt tại tủ DC tổng, đầu vào của các Inverters
  • Hệ thống định vị sự cố chạm đất lắp cố định tại các tủ phân phối DC: EDS460+W20
  • Bộ tìm kiếm sự cố chạm đất bằng tay EDS195P sử dụng để tìm kiếm bằng tay các chạm đất trên cánh đồng Solar panel
  • Tùy chọn: Bộ cảnh báo từ xa MK2430 hoặc Bộ kết nối webserver COM465IP kết nối với hệ thống cảnh báo giám sát từ xa SCADA

Ưu điểm của giải pháp:

  • Nhanh chóng và chính xác phát hiện lỗi và xác định vị trí chạm đất Online không cần cắt điện.
  • Phát hiện cả lỗi chạm đất đối xứng và không đối xứng.
  • Lưu trữ và logging dữ liệu chạm đất hệ thống theo thời gian, thời tiết.

Bài viết mang tính tổng quan về sản phẩm và giải pháp, Quý khách hàng quan tâm, xin liên hệ trực tiếp với chúng tôi để nhận được thông tin chi tiết hơn.

Chúng tôi xin chân thành cám ơn!

Tài liệu tham khảo:

  1. https://www.bender.de/fileadmin/content/Products/b/e/RenewableEnergy/8/
  2. https://www.benderinc.com/solutions/renewable-energy/solar
  3. https://www.sma.de/fileadmin/Partner/Solaracademy/Downloads/EN/PV-Power%20Plants%201-Inverter_EN-123610_web.pdf

Các bài viết khác

THÔNG TƯ 32/2010/TT-BCT QUY ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI DO BỘ CÔNG THƯƠNG BAN HÀNH

THÔNG TƯ 32/2010/TT-BCT QUY ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI DO BỘ CÔNG THƯƠNG BAN HÀNH

THÔNG TƯ 32/2010/TT-BCT Quy định hệ thống điện phân phối Thông tư này quy định về: Các tiêu chuẩn vận hành hệ thống điện phân phối. Đầu tư phát triển lưới điện phân phối. Dự báo nhu cầu phụ tải điện. Điều kiện và thủ tục đấu nối vào lưới điện phân phối. Điều độ và … Continue reading THÔNG TƯ 32/2010/TT-BCT QUY ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI DO BỘ CÔNG THƯƠNG BAN HÀNH

Tham dự Triển lãm và hội thảo Tự động hoá Công nghiệp 2019 tại Bắc Ninh – VIAF 2019

Tham dự Triển lãm và hội thảo Tự động hoá Công nghiệp 2019 tại Bắc Ninh – VIAF 2019

MES Engineering Việt Nam xin trân trọng thông báo: Chúng tôi sẽ tham gia triển lãm và hội thảo Tự động hoá Công nghiệp 2019 tại Bắc Ninh, thời gian từ ngày 6 đến 8 tháng 11 năm 2019 tại Trung tâm văn hoá Kinh Bắc. Tại sự kiện này MES sẽ tham gia đóng … Continue reading Tham dự Triển lãm và hội thảo Tự động hoá Công nghiệp 2019 tại Bắc Ninh – VIAF 2019

Tham dự Hội nghị Khoa học và Triển lãm Quốc tế lần thứ 5 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2019

Tham dự Hội nghị Khoa học và Triển lãm Quốc tế lần thứ 5 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2019

MES Engineering đã tham gia Hội nghị Khoa học và Triển lãm Quốc tế lần thứ 5 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2019, diễn ra từ ngày 04 đến 07 tháng 09 năm 2019, tại Cung văn hóa hữu nghị Hà Nội, gian hàng số 106. Dưới đây là giới thiệu một số … Continue reading Tham dự Hội nghị Khoa học và Triển lãm Quốc tế lần thứ 5 về Điều khiển và Tự động hóa VCCA 2019

Giải pháp Giám sát năng lượng nhà máy

MES Engineering cung cấp giải pháp Quản lý KPI năng lượng cho nhà máy, bao gồm giải pháp trọn gói từ phần cứng tới hệ thống phần mềm quản lý, giúp nhà máy có cái nhìn toàn diện về tình hình sử dụng điện năng của mình và hiệu quả tương ứng đối với sản … Continue reading Giải pháp Giám sát năng lượng nhà máy

Bộ kiểm tra ắc quy cầm tay IBEX-Series

Bộ kiểm tra ắc quy cầm tay IBEX-Series

Bộ kiểm tra ắc quy cầm tay IBEX-Series là thiết bị kiểm tra ắc quy nhanh nhất,nhỏ nhất và chính xác nhất trong ngành công nghiệp hiện nay. Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống điện dự phòng và ngăn ngừa sự cố không mong muốn với IBEX-Series. Eagle Eye Power Solutions cungcấp nhiều bộ … Continue reading Bộ kiểm tra ắc quy cầm tay IBEX-Series

Hệ thống giám sát ắc quy iPQMS

Hệ thống giám sát ắc quy iPQMS

Hệ thống giám sát ắc quy iPQMS được thiết kế để đo trạng thái lão hóa của ắc quy dự phòng quan trọng bằng cách đo và ghi: điện áp hệ thống, dòng điện tải, điện áp đơn vị, điện trở nội tại / kết nối và nhiệt độ. IPQMS được thiết kế để sử dụng cho tối đa … Continue reading Hệ thống giám sát ắc quy iPQMS

THÔNG TƯ 25/2016/TT-BCT QUY ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI

THÔNG TƯ 25/2016/TT-BCT QUY ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI

Thông tư 25/2016/TT-BCT ngày 30/11/2016 quy định về các yêu cầu trong vận hành hệ thống điện truyền tải; dự báo nhu cầu phụ tải điện; lập kế hoạch phát triển lưới điện truyền tải; điều kiện, yêu cầu kỹ thuật và trình tự đấu nối vào lưới điện truyền tải; đánh giá an ninh hệ thống … Continue reading THÔNG TƯ 25/2016/TT-BCT QUY ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI

MCM: PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI TÌNH TRẠNG ĐỘNG CƠ DỰA TRÊN MÔ HÌNH TOÁN HỌC

MCM: PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI TÌNH TRẠNG ĐỘNG CƠ DỰA TRÊN MÔ HÌNH TOÁN HỌC

Khái quát Bài báo này trình bày về một sản phẩm/giải pháp đã được công nhận và đánh giá cao: Giải pháp giám sát tình trạng động cơ (MCM), để dự đoán bảo dưỡng hệ thống ba pha, bao gồm động cơ điện, máy phát điện, máy biến thế và các thiết bị hoặc quá … Continue reading MCM: PHƯƠNG PHÁP THEO DÕI TÌNH TRẠNG ĐỘNG CƠ DỰA TRÊN MÔ HÌNH TOÁN HỌC

Dự án tại Bệnh viện đa khoa Thanh Nhàn

Dự án tại Bệnh viện đa khoa Thanh Nhàn

Năm thực hiện: 2019 Địa điểm: Số 42 đường Thanh Nhàn, quận Hai Bà Trưng, thành phố Hà Nội Nội dung: Cung cấp hệ thống Tủ biến áp cách ly y tế cho phòng mổ, phòng gây mê, hồi tỉnh, Bộ cảnh báo đặt trong phòng mổ, Bộ cảnh báo từ xa, Bộ chuyển đổi giao thức mạng kết nối giám … Continue reading Dự án tại Bệnh viện đa khoa Thanh Nhàn

Chúc mừng năm mới – Xuân Kỷ Hợi 2019!

Chúc mừng năm mới – Xuân Kỷ Hợi 2019!

Thân gửi Quý Khách hàng, Lời đầu tiên xin cảm ơn Quý Khách hàng đã quan tâm,  lựa chọn và sử dụng các sản phẩm, dịch vụ do Công ty cổ phần MES-Engineering Việt Nam cung cấp. Sự tin tưởng lựa chọn của Quý Khách hàng là động lực thúc đẩy sự phát triển của MES-Engineering Việt Nam để cung cấp … Continue reading Chúc mừng năm mới – Xuân Kỷ Hợi 2019!

SmartPV: Giải pháp quản lý giám sát các trạm năng lượng mặt trời

SmartPV: Giải pháp quản lý giám sát các trạm năng lượng mặt trời

Giới thiệu Nền tảng Giải pháp hệ thống quản lý điện mặt trời SmartPV, là một giải pháp tổng thể cho việc giám sát và quản lý các trạm điện mặt trời với sự tích hợp thông suốt từ phần cứng tới phần mềm. SmartPV cho phép thu thập dữ liệu, truyền dẫn và theo … Continue reading SmartPV: Giải pháp quản lý giám sát các trạm năng lượng mặt trời

Dự án tại Bệnh viện Da liễu Trung Ương

Dự án tại Bệnh viện Da liễu Trung Ương

Năm thực hiện: 2018 Nội dung: Cung cấp tủ biến áp cách ly, hộp cảnh báo từ xa MK2007và bộ cảnh báo tủ IPS khu phòng mổ cho dự án tại Bệnh viện Da liễu Trung Ương. Địa điểm: 15 Phương Mai – Đống Đa – Hà Nội Bệnh Viện Da liễu Trung ương là Bệnh Viện chuyên khoa đầu ngành về chuyên ngành … Continue reading Dự án tại Bệnh viện Da liễu Trung Ương