再生可能発電所-太陽光発電所や風力プロジェクトなど-と従来の大規模発電システム-との最大の違いの 1 つは、集電ネットワークにあります。これらのプラントは架空線ではなく埋設ケーブルに大きく依存しています。そして、そのケーブル ネットワークは、インバータ、DC 結合器、パッドに取り付けられた変圧器などの高価な電力電子資産の間に直接設置されています。{6}
本当の問題は、単相-対-地絡-、いわゆる低電流地絡-から始まります。この動作は、従来の架線で見られるものとはまったく異なります。実際には、これらの障害は断続的なアーク放電として現れることがよくあります。障害点はしっかりと接地されたままではありません。その代わりに、破壊と回復を繰り返し、何度も弧を描きます。再点火のたびに、システムに過渡的な過電圧が注入されます。-多くの場合、公称電圧の数倍になります。この種の反復的なインパルスは、パワー エレクトロニクスにとって壊滅的な影響を及ぼします。インバーターの IGBT モジュールと DC- リンク コンデンサには、従来の変圧器のような過電圧マージンがありません。数回の強い衝撃が絶縁体を突き破り、DC 側故障を引き起こす可能性があり、-最悪の場合、火災や爆発を含む致命的な故障を引き起こす可能性があります。-。それは憂慮すべきことではありません。それは基礎的な物理学です。
多くのプラントでは低抵抗接地が使用されています。つまり、単相故障が発生すると保護リレーが直ちに作動します。-きれいに聞こえますが、別の頭痛の種が生じます。実際にどのフィーダーまたはどのジョイントが故障したかをどのようにして知ることができるのでしょうか?中規模の太陽光発電施設では、数百のスプライスを備えた 100 キロメートルを超える埋設ケーブルが設置される場合があります。保護装置がコレクターフィーダー全体を通過すると、乗組員は目に見える手がかりもなく長い地下道を見つめることになります。断層は数十キロメートル離れたところにあり、溝に埋もれているか、中間スプライスの接合部で直接埋まっているか、{6}}可能性があります。{7}}正確な位置がわからない場合、唯一の選択肢は、走行全体に溝を掘るか、危険を伴う再通電を試みることです。{9}}そして、-故障したケーブルに再通電すると、本質的にその弱点が再び大規模なアーク フラッシュにさらされ、-小さな接続の問題であった可能性があるものが永久的なクレーターに変わります。
ここで重要な要件がわかります。プラントには、理想的には断続的な放電段階であっても、ブレーカーが作動する前に、障害が発生したフィーダを特定し、位置を正確に特定できるデバイスが必要です。{0}}ここでは、従来の障害記録装置や距離リレーはほとんど役に立ちません。ケーブルのインピーダンスが低すぎるため、アーク放電中の過渡動作が複雑すぎるため、基本周波数量に基づくアルゴリズムでは信頼できる位置を特定できません。{3}}小-電流地絡-探知器の本当の技術的課題は、故障中の高周波過渡進行波または過渡零相電流方向を捕捉することにあります。-これには、非常に高いサンプリング レートと、インバータの高調波や周囲のスイッチング ノイズでいっぱいのノイズの多い背景から故障の兆候を特定できる高度な特徴抽出アルゴリズム{10}}が必要です。{11}}
これを解決しないと、損失世代、機器の損傷、安全性という 3 つの面に影響が及びます。限られた地下空間でアークが燃えると、ケーブルのジャケットがすぐに発火し、火が溝を駆け下り、廊下にあるすべての回路を破壊する可能性があります。また、メガワット時単位で支払いを受けるプロジェクトの場合、不必要な長時間の停止は収益に直接的な打撃を与えます。{2}}したがって、-正しいフィーダの選択と数メートル以内の障害箇所の特定-の両方を実行できるシステムは、もはや単なる保護のアップグレードではありません。これは、再生可能エネルギー発電所の資産保護と運用上の収益性にとっての基本的な要件です。
