Transformatorji za fotovoltaične naprave: zakaj 0,8 kV in kaj še določiti

Naprave za fotovoltaično energijo v velikem obsegu in velike fotovoltaične naprave na strehah uporabljajo centralne ali nizke inverterje z AC izhodom 800 V (včasih 690 V). Povezovanje le-teh na srednjenapetostno omrežje preko standardnega transformatorja 0,42 kV je mogoče le z vmesnim stopnjevanjem – drago in izgubljivo. Pravi pripomoček je distribucijski transformator z nizkonapetostnim navitjem 0,8 kV, ki ga obe seriji PNACHO ponujata od 630 kVA naprej.

Zakaj se mora nizkonapetostno navitje ujemati z inverterjem

Inverterji so naprave z omejeno močjo. Pri 800 V 1 000 kW inverter proizvede približno 720 A; pri 400 V bi potreboval 1 440 A – dvakratno presečno površino kabla, dvakratne stroške zbiralnika in štirikratne I²R izgube v vsakem metru nizkonapetostnega kabla. Proizvajalci zato oblikujejo velike inverterje za 800 V in transformator mora slediti.

Kako določiti velikost transformatorja za PV napravo

• Nominalna moč = AC izhod inverterjev, ne DC vršna moč modulov. Polje 1,2 MWp z 1 000 kW inverterji potrebuje transformator 1 000 kVA.
• Moč faktor: omrežni predpisi zahtevajo, da naprava zagotavlja reaktivno moč (cos φ 0,9 – 0,95 induktivno ali kapacitivno). Določite transformator za očitno moč pri zahtevanem cos φ, npr. 1 000 kW / 0,95 = 1 050 kVA → enota 1 250 kVA, ali sprejmite kratke prenapolnjenosti.
• Vsakodnevni cikel: PV transformator deluje pri polni obremenitvi nekaj ur okoli poldneva in ponoči miruje. Nizke izgube brez obremenitve so tukaj pomembnejše kot kjerkoli drugje – čez noč je transformator čisti strošek.

Vektorska skupina in zahteve operaterja omrežja

Večina evropskih distribucijskih operaterjev sprejema Dyn11 za proizvodne naprave; nekatera omrežja (deli Poljske, Nemčije in Avstrije) določajo Dyn5. Vektorska skupina nima vpliva na učinkovitost transformatorja – gre zgolj za konvencijo faznega zamika, ki se mora ujemati z obstoječim omrežjem, ko so transformatorji vzporedni ali je zaščita usklajena. Transformatorji PNACHO so standardno dobavljeni kot Dyn11 in na zahtevo kot Dyn5 po isti ceni.

Harmoniki in vklop

Sodobni inverterji ustrezajo omejitvam IEC 61000 in proizvajajo nizko harmonikovno popačenje, zato standardni transformator ne potrebuje zmanjšanja moči. Dva vidika še vedno zaslužita pozornost:

1. Vklop ob jutranjem zagonu: če se MV stikalo zapre z neobremenjenim transformatorjem, lahko vklop doseže 8–12 × nazivno moč za nekaj ciklov. Nastavite MV zaščito z ustreznim omejevanjem vklopa ali napajajte z MV strani, preden se inverterji zbudijo.
2. Elektrostatični zaslon: zaslon med HV in LV navitji zmanjšuje prenos visokofrekvenčnega šuma iz inverterjev na MV omrežje. To je standardna možnost pri različicah PNACHO PV.

Katero enoto izbrati

Za naprave na odprtem polju je hermetično zaprti PNACHO-O 1000 kVA 21/0.8 kV običajna izbira – zunanja ocena, nizke izgube brez obremenitve, brez vzdrževanja. Za naprave na industrijskih strehah, kjer je transformator v notranjosti stavbe, litih smol PNACHO-D 1000 kVA 21/0.8 kV preprečuje kakršnokoli olje v stavbi. Vse PV variante so navedene pod Produkti; filtrirajte po 0,8 kV nizki napetosti.