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

GIẢI PHÁP CẤP NGUỒN CHO TÀU/THUYỀN KHI NEO ĐẬU TẠI CẢNG

GIẢI PHÁP CẤP NGUỒN CHO TÀU/THUYỀN KHI NEO ĐẬU TẠI CẢNG

Vận tải đường biển đóng một vai trò quan trọng trong vận tải thế giới và chiếm gần 90% hàng hóa được vận chuyển trên toàn cầu. Hiện tại, ước tính hàng hóa được vận chuyển tăng gấp 3 lần so với thời điểm hiện tại, nguyên nhân là do sự phát triển nhanh chóng … Continue reading GIẢI PHÁP CẤP NGUỒN CHO TÀU/THUYỀN KHI NEO ĐẬU TẠI CẢNG

CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SP THÀNH UNIDRIVE M

CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SP THÀNH UNIDRIVE M

Quý khách hàng tham khảo mã hàng tương đương, nâng cấp của dòng sản phẩm  Commander SP đã ngừng sản xuất như sau: Hình 1: Dòng sản phẩm có dải điện áp 230 – 460VAC, Normal Duty Hình 2: Dòng sản phẩm có dải điện áp 230 – 460VAC, Heavy Duty Hình 3: Dòng sản … Continue reading CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SP THÀNH UNIDRIVE M

CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SK THÀNH COMMANDER C200/300

CHUYỂN ĐỔI MÃ HÀNG BIẾN TẦN COMMANDER SK THÀNH COMMANDER C200/300

Quý khách hàng tham khảo mã hàng tương đương, nâng cấp của dòng sản phẩm  Commander SK đã ngừng sản xuất như sau: Hình 1: Dòng sản phẩm có dải điện áp 120VAC, 200 – 240VAC Hình 2: Dòng sản phẩm có dải điện áp 400 – 480VAC

GIẢI PHÁP BÙ VÀ LỌC NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

GIẢI PHÁP BÙ VÀ LỌC NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

Sử dụng năng lượng hiệu quả không chỉ góp phần cải thiện chất lượng môi trường bằng cách giảm thải khí nhà kính (GHG – Greenhouse gas emissions) mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho người sử dụng bằng cách tiết giảm chi phí cho phần năng lượng mà họ không thực sự … Continue reading GIẢI PHÁP BÙ VÀ LỌC NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

LÀM SẠCH TỦ/BẢNG ĐIỆN VỚI SẢN PHẨM NWK

LÀM SẠCH TỦ/BẢNG ĐIỆN VỚI SẢN PHẨM NWK

1. Tổng quan chung Bụi bặm – Yếu tổ cản trở việc tự động hóa và bảo trì phòng ngừa các thiết bị trong quá trình đảm bảo chất lượng điện năng, quá trình hoạt động của thiết bị. Khi bụi hoặc chất gây ô nhiễm dẫn điện hoặc dễ cháy tích tụ trên bề … Continue reading LÀM SẠCH TỦ/BẢNG ĐIỆN VỚI SẢN PHẨM NWK

PGR-8800 – Role bảo điều khiển và bảo vệ hồ quang tích hợp giám sát dòng điện

PGR-8800 – Role bảo điều khiển và bảo vệ hồ quang tích hợp giám sát dòng điện

Rơ le bảo vệ hồ quang PGR-8800 được chứng nhận bởi 2 tiêu chuẩn UL và cUL đảm bảo phát hiện chính xác sự cố hồ quang đang hình thành qua đó tránh tác động nhầm nhờ kết hợp giám sát cả 2 trạng thái của ánh sáng hồ quang và dòng điện khi mới … Continue reading PGR-8800 – Role bảo điều khiển và bảo vệ hồ quang tích hợp giám sát dòng điện

AF0500 – Role bảo vệ hồ quang theo vùng

AF0500 – Role bảo vệ hồ quang theo vùng

Hồ quang điện là một hiện tượng thường thấy xuất hiện trong lưới điện, tác hại của nó gây thương tích cho con người, gây hư hỏng nặng cho thiết bị và gây sự cố lưới điện. Hồ quang điện và tác hại của nó: Link Hiện nay trong tủ điện trung áp và hạ áp … Continue reading AF0500 – Role bảo vệ hồ quang theo vùng

HỒ QUANG ĐIỆN – NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN BIẾT

HỒ QUANG ĐIỆN – NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN BIẾT

“Sự cố hồ quang điện thường gây ra hư hỏng nặng các thiết bị điện khi bị sự cố của hệ thống điện tự dùng cũng như của lưới điện trung áp và hạ áp. Ngoài ra nó còn gây thương tích thậm chí chết người khi hồ quang điện xảy ra” 1. Đặt vấn … Continue reading HỒ QUANG ĐIỆN – NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN BIẾT

Nâng cấp bảo dưỡng, sửa chữa nhà máy điện theo RCM

Nâng cấp bảo dưỡng, sửa chữa nhà máy điện theo RCM

Trước tình hình vận hành hệ thống điện gặp nhiều khó khăn và thách thức, dự báo trong năm 2020 và thời gian tới, mỗi năm các nhà máy điện than luôn hướng đến chỉ tiêu vận hành 7.000 giờ/năm, trong đó vận hành mùa khô là 4.000 giờ/năm. Để đáp ứng yêu cầu này, … Continue reading Nâng cấp bảo dưỡng, sửa chữa nhà máy điện theo RCM

M700 – Biến tần hiệu suất cao

M700 – Biến tần hiệu suất cao

Dòng Unidrive M700 cung cấp khả năng điều khiển động cơ hiệu suất cao và khả năng điều khiển linh hoạt tối ưu nhằm đáp ứng yêu cầu của các nhà máy và các ứng dụng công nghiệp. M700 cung cấp một bản nâng cấp nâng cao cho người dùng Unidrive SP. Unidrive M700 là … Continue reading M700 – Biến tần hiệu suất cao

Sửa chữa, bảo dưỡng, bảo trì lưới điện hướng đến độ tin cậy cung cấp điện

Sửa chữa, bảo dưỡng, bảo trì lưới điện hướng đến độ tin cậy cung cấp điện

Với nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng cao, hệ thống điện trên thế giới phát triển mạnh mẽ về cả nguồn điện và lưới điện. Về nguồn điện, ngoài các nguồn điện truyền thống như thủy điện, nhiệt điện, điện nguyên tử, ngày nay thế giới đang phát triển mạnh mẽ nguồn năng … Continue reading Sửa chữa, bảo dưỡng, bảo trì lưới điện hướng đến độ tin cậy cung cấp điện

TĂNG CƯỜNG ĐỘ ỔN ĐỊNH, TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN BẰNG THIẾT BỊ GIÁM SÁT, ĐO  LƯỜNG ĐA CHỨC NĂNG

TĂNG CƯỜNG ĐỘ ỔN ĐỊNH, TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN BẰNG THIẾT BỊ GIÁM SÁT, ĐO LƯỜNG ĐA CHỨC NĂNG

1. Đặt vấn đề Hệ thống điện (HTĐ) quốc gia có chức năng cung cấp năng lượng cho nền kinh tế đất nước và được vận hành đáp ứng 02 yêu cầu chính là an toàn và kinh tế. Các sự cố diện rộng trên HTĐ gây thiệt hại rất lớn về kinh tế và … Continue reading TĂNG CƯỜNG ĐỘ ỔN ĐỊNH, TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN BẰNG THIẾT BỊ GIÁM SÁT, ĐO LƯỜNG ĐA CHỨC NĂNG