Transformátory pro fotovoltaické elektrárny: proč 0,8 kV a co dalšího specifikovat

Elektrárny na utility scale a velké fotovoltaické systémy na střechách používají centrální nebo string měniče s AC výstupem 800 V (někdy 690 V). Připojení k síti středního napětí prostřednictvím standardního transformátoru 0,42 kV je možné pouze s mezistupněm pro zvýšení napětí – drahé a ztrátové. Správným nástrojem je distribuční transformátor s 0,8 kV nízkonapěťovým vinutím, které obě série PNACHO nabízejí od 630 kVA výše.

Proč musí nízkonapěťové vinutí odpovídat měniči

Měniče jsou zařízení s omezeným proudem. Při 800 V dodává 1 000 kW měnič přibližně 720 A; při 400 V by potřeboval 1 440 A – dvakrát větší průřez kabelu, dvakrát vyšší náklady na sběrnici a čtyřikrát vyšší ztráty I²R v každém metru nízkonapěťového kabelu. Výrobci proto navrhují velké měniče pro 800 V a transformátor musí následovat.

Jak dimenzovat transformátor pro PV elektrárnu

• Jmenovitý výkon = AC výstup měničů, nikoli DC špičkový výkon modulů. Pole o výkonu 1,2 MWp s 1 000 kW měniči potřebuje transformátor o výkonu 1 000 kVA.
• Účinník: síťové normy vyžadují, aby elektrárna dodávala reaktivní výkon (cos φ 0,9 – 0,95 induktivní nebo kapacitní). Dimenzujte transformátor pro zjevný výkon při požadovaném cos φ, např. 1 000 kW / 0,95 = 1 050 kVA → jednotka 1 250 kVA, nebo přijměte krátkodobá přetížení.
• Dení cyklus: PV transformátor pracuje na plný výkon několik hodin kolem poledne a v noci je v klidu. Nízké ztráty při prázdném chodu zde hrají větší roli než kdekoli jinde – přes noc je transformátor čistým nákladem.

Vektorová skupina a požadavky provozovatele sítě

Většina evropských distribučních operátorů akceptuje Dyn11 pro výrobní elektrárny; některé sítě (části Polska, Německa a Rakouska) specifikují Dyn5. Vektorová skupina nemá vliv na účinnost transformátoru – je to čistě konvence fázového posunu, která musí odpovídat stávající síti, když jsou transformátory paralelní nebo je koordinována ochrana. Transformátory PNACHO jsou standardně dodávány jako Dyn11 a na požádání jako Dyn5 za stejnou cenu.

Harmonické a náběh

Moderní měniče splňují limity IEC 61000 a produkují nízké harmonické zkreslení, takže standardní transformátor nemusí být snížen. Dva body si stále zaslouží pozornost:

1. Náběh při ranním spuštění: pokud se MV spínač uzavře s nevyužitým transformátorem, náběh může dosáhnout 8–12 × jmenovitého proudu na několik cyklů. Nastavte MV ochranu s odpovídajícím omezením náběhu, nebo energizujte z MV strany před tím, než se měniče probudí.
2. Elektrostatická clona: clona mezi HV a LV vinutími snižuje přenos vysokofrekvenčního šumu z měničů do MV sítě. Je to standardní možnost u verzí PNACHO PV.

Jakou jednotku zvolit

Pro elektrárny v otevřeném poli je obvykle volbou hermeticky uzavřený PNACHO-O 1000 kVA 21/0.8 kV – určený pro venkovní použití, nízké ztráty při prázdném chodu, žádná údržba. Pro elektrárny na průmyslových střechách, kde se transformátor nachází uvnitř budovy, vyhýbá se pryskyřicový PNACHO-D 1000 kVA 21/0.8 kV jakémukoli oleji v budově. Všechny PV varianty jsou uvedeny pod Produkty; filtrujte podle 0,8 kV nízkého napětí.