Una dintre cele mai mari diferențe dintre centralele de generare din surse regenerabile-fermele solare și proiectele eoliene, de exemplu-și sistemul tradițional de energie în vrac-constă în rețeaua de colectoare. Aceste plante se bazează în mare măsură pe cabluri îngropate, nu pe linii aeriene. Și acea rețea de cablu se află direct între activele electronice scumpe de putere-: invertoare, combinatoare DC și transformatoare montate-.
Problema reală începe cu defecțiuni mono-fazate-la-împământare-ceea ce numim defecțiuni la pământ cu curent scăzut-. Comportamentul nu seamănă deloc cu ceea ce ați vedea pe o linie aeriene convenționale. În practică, aceste defecte se manifestă adesea ca arc intermitent. Punctul de eroare nu rămâne solid împământat; în schimb, se defectează și se recuperează în mod repetat, lovind un arc din nou și din nou. Fiecare repornire injectează o supratensiune tranzitorie în sistem-deseori de mai multe ori tensiunea nominală. Acest tip de impuls repetitiv este devastator pentru alimentarea electronicelor. Modulele IGBT și condensatorii-DC link din invertoare pur și simplu nu au marja de supratensiune pe care o are un transformator tradițional. Câteva lovituri puternice pot străpunge izolația, pot declanșa o defecțiune laterală-DC și, în cel mai rău caz, pot provoca o defecțiune catastrofală-inclusiv incendiu și explozie. Asta nu este alarmist; este fizica de bază.
Multe instalații folosesc împământare cu rezistență redusă-, ceea ce înseamnă că releul de protecție se declanșează imediat la o defecțiune cu o singură fază-. Sună curat, dar creează o altă durere de cap: de unde știi care alimentator sau care articulație a eșuat de fapt? O fermă solară de dimensiuni medii-poate avea peste o sută de kilometri de cablu îngropat, cu sute de îmbinări. Când protecția eliberează întregul alimentator al colectorului, echipajul este lăsat să se uite la o cale lungă subterană fără niciun indiciu vizibil. Defectul ar putea fi la zeci de kilometri depărtare, îngropat într-un șanț sau direct-îngropat într-o îmbinare la mijloc-. Fără o locație precisă, singurele dvs. opțiuni sunt să aruncați șanțul întregului curs sau să încercați o re-reenergizare riscantă. Și re-energizarea unui cablu defect supune în esență acel punct slab la un alt arc masiv-transformând ceea ce ar fi putut fi o problemă minoră de îmbinare într-un crater permanent.
Aceasta ne duce la cerința de bază: instalația are nevoie de un dispozitiv care să identifice alimentatorul defect și să identifice locația înainte ca întrerupătorul să se declanșeze-în mod ideal, chiar și în timpul fazei de descărcare intermitentă. Înregistratoarele convenționale de erori și releele de distanță sunt aproape inutile aici. Impedanța cablului este prea mică, iar comportamentul tranzitoriu în timpul arcului este mult prea complex pentru orice algoritm bazat pe cantități de frecvență fundamentale-pentru a oferi o locație fiabilă. Adevărata provocare tehnică pentru un localizator de defecțiuni mici-curent la masă-constă în capturarea undelor tranzitorii de-frecvență înaltă sau a direcției curentului tranzitoriu cu secvență zero-în timpul defecțiunii. Aceasta necesită o rată de eșantionare extrem de ridicată și algoritmi-de extracție cu caracteristici sofisticate-care pot identifica semnătura defecțiunii dintr-un fundal zgomotos, plin de armonici ale invertorului și zgomot ambiental de comutare.
Dacă nu rezolvați acest lucru, consecințele se lovesc de trei fronturi: pierderea generației, deteriorarea echipamentului și siguranță. Un arc care arde într-un spațiu subteran restrâns poate aprinde rapid mantale de cablu, iar focul poate curge în șanț, distrugând fiecare circuit din acel coridor. Iar pentru un proiect care este plătit cu megawatt-oră, întreruperile prelungite inutile sunt un impact direct asupra veniturilor. Așadar, un sistem care poate face atât-selectarea alimentatorului corect și localizarea defecțiunii la câțiva metri-nu mai este doar o îmbunătățire a protecției. Este o cerință fundamentală pentru protecția activelor și rentabilitatea operațională în instalațiile de energie regenerabilă.
