Однією з найбільших відмінностей між електростанціями з відновлюваної енергії-сонячними електростанціями та вітровими проектами, наприклад-і традиційною-електросистемою є колекторна мережа. Ці станції значною мірою покладаються на підземний кабель, а не на повітряні лінії. І ця кабельна мережа розташована безпосередньо між дорогими енергетичними-електронними активами: інверторами, суматорами постійного струму та-встановленими на колодках трансформаторами.
Справжні проблеми починаються з однофазних-замикань-на-землю-, які ми називаємо слабкими-замиканнями на землю. Поведінка зовсім не схожа на те, що ви побачите на звичайній повітряній лінії. На практиці ці несправності часто проявляються у вигляді періодичної дуги. Місце несправності не залишається міцно заземленим; натомість він ламається та відновлюється неодноразово, вражаючи дугу знову і знову. Кожне повторне замикання створює в системі перехідну перенапругу-, яка часто перевищує номінальну напругу в кілька разів. Такий повторюваний імпульс є руйнівним для силової електроніки. Модулі IGBT і конденсатори ланцюга постійного струму в інверторах просто не мають запасу по перенапрузі, який має традиційний трансформатор. Кілька сильних ударів можуть пробити ізоляцію, спровокувати замикання на стороні-постійного струму, а в гіршому випадку спричинити катастрофічний збій-включно з пожежею та вибухом. Це не панікер; це основи фізики.
Багато установок використовують заземлення з низьким-омом опору, що означає, що захисне реле спрацьовує миттєво під час одного-замикання фази. Звучить чисто, але це створює інший головний біль: як дізнатися, яка годівниця чи яке з’єднання насправді вийшло з ладу? Сонячна-станція середнього розміру може мати понад сто кілометрів закопаного кабелю із сотнями з’єднань. Коли захист очищає весь фідер колектора, команда залишається дивитися на довгий підземний шлях без видимої підказки. Розлом може бути за десятки кілометрів, закопаний у траншеї або прямо-похований на якомусь-з’єднанні в середині прольоту. Без точного місцезнаходження ваші єдині варіанти – прокопати всю трасу або спробувати ризиковано відновити-енергію. А -повторне живлення пошкодженого кабелю фактично піддає це слабке місце новому спалаху дуги,-перетворюючи те, що могло бути незначною проблемою з’єднання, на постійний кратер.
Це підводить нас до основної вимоги: заводу потрібен пристрій, який зможе ідентифікувати несправний фідер і точно визначити його розташування до того, як вимикач спрацює-в ідеалі, навіть під час фази періодичної розрядки. Звичайні реєстратори несправностей і дистанційні реле тут майже марні. Імпеданс кабелю надто низький, а перехідна поведінка під час дугового розряду надто складна, щоб будь-який алгоритм, заснований на фундаментальних-частотних величинах, міг забезпечити надійне визначення місця розташування. Справжня технічна проблема для локатора-землі-замикання з малим{5}}струмом полягає у вловленні-високочастотних перехідних хвиль, що біжать, або перехідного напрямку струму нульової-послідовності під час замикання. Це потребує надзвичайно високої частоти дискретизації та складних функцій-алгоритмів вилучення-, які можуть виділити сигнатуру несправності на фоні шуму, повного гармонік інвертора та навколишнього шуму перемикання.
Якщо ви не розв’яжете цю проблему, наслідки вразять три сторони: втрата генерації, пошкодження обладнання та безпека. Дуга, що горить у замкнутому підземному просторі, може швидко запалити оболонки кабелю, і вогонь може помчати вниз по траншеї, знищуючи кожне коло в цьому коридорі. А для проекту, який оплачується за мегават-годину, непотрібні тривалі відключення прямо вдарять по прибутку. Тож система, яка може як-вибирати правильний фідер, так і знаходити несправність у межах кількох метрів-більше не є лише модернізацією захисту. Це фундаментальна вимога для захисту активів і операційної рентабельності установок, що працюють з відновлюваними джерелами енергії.
