Hướng dẫn sử dụng biến tần 3 pha: Loại, kích thước và cách chọn loại phù hợp cho năng lượng mặt trời

Nguồn điện ba pha là nguồn cung cấp tiêu chuẩn trong hầu hết các gia đình, nhà xưởng và tòa nhà thương mại ở Châu Âu và nó thay đổi hầu hết mọi quyết định trong thiết kế năng lượng mặt trời. Bộ biến tần 3 pha lấy điện DC từ dãy quang điện hoặc bộ pin và phân phối dưới dạng điện xoay chiều ba pha cân bằng, do đó hệ thống có thể chạy trực tiếp các tải ba pha, xuất đều lên lưới và giữ dòng điện pha trong giới hạn do nhà điều hành mạng đặt ra. Cho dù bạn đang chỉ định một thiết bị nối lưới cho mái nhà kho, trang bị thêm bộ biến tần hybrid vào bảng phân phối ba pha hiện có hay xây dựng hệ thống lưu trữ cho một địa điểm thương mại nhỏ, thì một số câu hỏi tương tự vẫn liên tục quay trở lại. Hướng dẫn này hướng dẫn cách hoạt động của các bộ biến tần này, các cấu hình hiện có cũng như cách xác định kích thước và bảo vệ chúng đúng cách.

Biến tần 3 pha là gì?

Biến tần 3 pha là một thiết bị điện tử công suất chuyển đổi đầu vào DC thành ba dạng sóng đầu ra AC riêng biệt, mỗi dạng lệch 120 độ so với dạng sóng tiếp theo. Trên mạng 400 V ở Châu Âu, mỗi pha nằm ở khoảng 230 V so với trung tính và 400 V giữa các pha, với đầu ra được khóa ở tần số lưới là 50 Hz. Vì ba dạng sóng đối xứng nên dòng điện tức thời của chúng triệt tiêu khi tải cân bằng, đó là lý do tại sao động cơ ba pha chạy trơn tru và tại sao thiết bị ba pha cần ít vật liệu dẫn điện hơn để truyền cùng một lượng điện năng.

Sự khác biệt so với biến tần một pha không chỉ ở số lượng đầu ra. Bộ ba pha phải điều khiển ba chân cùng lúc, đo điện áp và dòng điện trên từng pha một cách độc lập và duy trì ổn định khi tải phân bố không đều. Công việc điều khiển bổ sung đó cho phép nó cung cấp năng lượng cho các máy bơm nhiệt lớn, máy móc trong xưởng và bộ sạc EV ba pha mà không cần mức trần hiện tại mà nguồn cung cấp một pha áp đặt.

Biến tần ba pha hoạt động như thế nào

MPPT và Liên kết DC

Về phía DC, một hoặc nhiều bộ theo dõi điểm công suất tối đa liên tục tìm kiếm điện áp và dòng điện mà mảng PV tạo ra nhiều nhất. Năng lượng thu được được tăng lên liên kết DC ổn định, thường là vài trăm volt trong thiết kế hybrid điện áp thấp và 400 đến 800 V trong hệ thống pin điện áp cao. Khi pin được kết nối, liên kết đó sẽ trở thành bus hai chiều: nguồn điện có thể truyền từ PV vào pin, từ pin trở lại giai đoạn biến tần hoặc truyền thẳng sang phía AC.

Cầu Ba Pha

Sáu thiết bị chuyển mạch, hai thiết bị cho mỗi pha đầu ra, tạo thành trái tim của biến tần. Chuyển mạch tần số cao tần số cao tổng hợp dòng điện hình sin ở mỗi chân và bộ lọc đầu ra làm mịn gợn sóng chuyển mạch thành dạng sóng rõ ràng. Vòng lặp khóa pha giữ cho đầu ra khớp với lưới về tần số và góc pha, điều này quan trọng đối với cả việc điều khiển hệ số công suất chính xác và song song an toàn.

Kiểm soát, giám sát và hỗ trợ lưới điện

Các thiết bị hiện đại xếp lớp trí thông minh lên trên cấp nguồn: giới hạn xuất thông qua máy đo CT, kiểm soát đầu ra không cân bằng, truyền dự phòng cho các tải thiết yếu và giám sát từ xa qua Wi-Fi, Ethernet hoặc 4G. Những tính năng này, hơn cả xếp hạng trên bảng tên, là những gì tách biệt hai bộ biến tần có công suất giống hệt nhau trong hoạt động hàng ngày.

Một pha và ba pha: Những thay đổi thực sự

Bảng dưới đây tóm tắt những khác biệt thực tế quan trọng nhất khi bạn quyết định giữa thiết kế một pha và ba pha.

Các loại biến tần 3 pha chính

Bộ biến tần ba pha nối lưới

Chúng không có cổng pin và chỉ đẩy năng lượng PV vào lưới điện thông qua giai đoạn không cần biến áp. Chúng là lựa chọn đơn giản và tiết kiệm chi phí nhất để phát điện vào ban ngày và phù hợp với mái nhà nơi mỗi kilowatt giờ được xuất khẩu hoặc tiêu thụ tại chỗ khi nó được sản xuất. Hiệu suất thường cao nhất trong loại này và phạm vi hoạt động từ các đơn vị nhỏ 5 kW đến các mô hình ba pha 80 kW dành cho mái nhà thương mại.

Deye SUN-10K-G06P3-EU-AM2-P1 650~715 €/chiếc chưa bao gồm VAT Xem sản phẩm →

Bộ biến tần lai điện áp thấp ba pha

Hệ thống hybrid điện áp thấp sử dụng bộ pin 48 V ở phía DC, điều này khiến nó trở thành sự lựa chọn tự nhiên cho việc trang bị thêm và cho các dự án trong đó các mô-đun pin được bổ sung dần dần. Dòng sạc và dòng xả cao hơn với cùng một công suất, vì vậy cần chú ý chọn kích thước cáp và cầu chì, nhưng công nghệ pin đã phát triển, phổ biến rộng rãi và dễ bảo trì. Các thiết bị này phổ biến trong các gia đình lớn hơn và các xưởng nhỏ đã chạy các thiết bị ba pha.

Biến tần lai điện áp thấp ba pha Deye SUN-8K-SG04LP3-EU 1310~1480€/chiếc chưa bao gồm VAT Xem sản phẩm →

Bộ biến tần lai cao áp ba pha

Các thiết bị hybrid điện áp cao hoạt động với các mô-đun pin xếp chồng ở điện áp 200 đến 800 V. Điện áp bus cao hơn giữ cho dòng điện ở mức thấp, do đó hiệu suất và nguồn điện dự phòng thường tốt hơn và hệ thống lắp đặt vẫn nhỏ gọn ngay cả khi công suất tăng từ 10 kWh lên 60 kWh trở lên. Đây là định dạng mà hầu hết các dự án lưu trữ thương mại nhẹ và dân dụng mới hiện nay chỉ định, đặc biệt khi một mạch dự phòng duy nhất phải chạy máy bơm nhiệt hoặc máy bơm giếng.

Biến tần lai Deye SUN-12K-SG01HP3-EU-AM2 1150~ 1280 €/chiếc chưa bao gồm VAT Xem sản phẩm →

Hệ thống lưu trữ ba pha tất cả trong một

Ở định dạng này, biến tần, mô-đun pin, BMS và thường là thiết bị chuyển đổi nằm trong một tủ với một bộ kết nối duy nhất. Thời gian cài đặt giảm xuống, lỗi nối dây trở nên hiếm hơn và nhà sản xuất có thể điều chỉnh toàn bộ hệ thống thành một sản phẩm. Đối với các dự án thương mại và công nghiệp, logic tương tự được áp dụng thông qua các thiết bị PCS ba pha, công tắc chuyển tĩnh và hệ thống pin đóng gói.

Kích thước biến tần 3 pha

Việc định cỡ bắt đầu bằng tải chứ không phải với mảng PV. Một chuỗi ngắn giữ cho các con số trung thực:

1. Cộng tải liên tục trên từng pha và kiểm tra để đảm bảo không có pha nào vượt quá giới hạn mất cân bằng mà biến tần hoặc nhà điều hành mạng cho phép.
2. So sánh định mức DC của mảng với định mức AC của biến tần; tỷ lệ DC và AC trong khoảng từ 1,1 đến 1,3 là bình thường ở hầu hết Châu Âu.
3. Kiểm tra xem bố cục mái nhà cần bao nhiêu đầu vào MPPT, đặc biệt là ở những nơi các dây hướng về các hướng khác nhau hoặc nằm dưới bóng râm một phần.
4. Đo kích thước pin vào khoảng thời gian sử dụng vào buổi tối và ban đêm mà bạn muốn, sau đó xác nhận rằng công suất sạc và xả của biến tần thực sự có thể di chuyển năng lượng đó trong số giờ khả dụng.
5. Liệt kê các tải dự phòng và các xung khởi động của chúng, sau đó xác minh rằng biến tần có thể tự mang chúng.
6. Áp dụng hệ số giảm nhiệt độ, vì thiết bị được đánh giá ở mức 25 độ sẽ cung cấp ít năng lượng hơn trong phòng trồng cây nóng.

Lưu ý sự khác biệt giữa kW và kVA. Bộ biến tần ba pha 10 kW có hệ số công suất 0,8 cung cấp công suất biểu kiến ​​10 kVA, điều này quan trọng khi bạn kết hợp thiết bị với máy biến áp hoặc máy phát điện. Nếu bạn đang kết hợp lưu trữ với tải ba pha, các câu hỏi về tính tương thích xung quanh cửa sổ điện áp, cân bằng pha và truyền dự phòng sẽ được đề cập sâu hơn trong phần của chúng tôi. hướng dẫn tương thích kỹ thuật cho hệ thống lưu trữ năng lượng ba pha .

Những điều cần thiết về hệ thống dây điện và bảo vệ

Công việc ba pha để lại ít khả năng ứng biến hơn so với công việc một pha, phần lớn là do thiết bị trung tính và thiết bị bảo vệ hoạt động khác nhau.

• Sử dụng cáp năm lõi và chọn kích thước trung tính cho trường hợp mất cân bằng trong trường hợp xấu nhất, không phải cho dòng điện bằng 0.
• Lựa chọn các thiết bị dòng dư phù hợp với đặc tính rò rỉ DC của biến tần; loại A là phổ biến và một số thiết kế yêu cầu loại B.
• Lắp thiết bị chống sét lan truyền DC và AC tại điểm vào, đặc biệt là trên các mạng nông thôn có đường dây trên không.
• Lắp đặt đồng hồ đo CT hoặc đồng hồ thông minh ở nơi nhà điều hành mạng yêu cầu giới hạn xuất khẩu và xác minh hướng đọc trước khi vận hành thử.
• Giữ dây nối đất và liên kết đẳng thế của các giá đỡ tách biệt khỏi dây trung tính, với một điểm nối đất xác định duy nhất.

Nơi sử dụng bộ biến tần ba pha

• Những ngôi nhà lớn hơn có máy bơm nhiệt, bếp ba pha hoặc dụng cụ làm xưởng.
• Cơ sở thương mại nhỏ, tiệm bánh và nhà xưởng nơi động cơ chiếm ưu thế về tải trọng.
• Các khu nông nghiệp chạy máy bơm, quạt và thiết bị xử lý ngũ cốc.
• Các dự án lưu trữ thương mại và công nghiệp cần chênh lệch giá và đáp ứng nhu cầu.
• Trung tâm sạc EV, nơi bộ sạc AC ba pha và cọc DC lấy từ cùng một nguồn cung cấp.

Những sai lầm lựa chọn phổ biến

• Chỉ mua bằng kW mà bỏ qua cửa sổ điện áp pin và nguồn sạc.
• Giả sử mọi biến tần ba pha đều cung cấp một dây trung tính; một số thiết kế gắn lưới chỉ có ba dây.
• Bỏ qua giới hạn mất cân bằng pha, rồi thắc mắc tại sao đầu ra lại bị cắt giảm.
• Quên rằng đầu ra dự phòng thường bị giới hạn ở một bảng tải thiết yếu chuyên dụng.
• Không còn chỗ trống cho mô-đun pin thứ hai, điều này buộc phải sử dụng biến tần mới sau này.

Câu hỏi thường gặp

Biến tần 3 pha có thể chạy trên nguồn điện một pha không?

Không. Bộ biến tần ba pha cần có ba dây dẫn mang điện có mối quan hệ pha xác định. Nếu chỉ có sẵn nguồn điện một pha, thay vào đó hãy sử dụng thiết bị hybrid một pha hoặc hỏi nhà điều hành mạng về việc nâng cấp ba pha.

Biến tần ba pha có luôn cần trung tính không?

Không phải lúc nào cũng vậy. Một số thiết bị nối lưới được thiết kế để hoạt động bằng ba dây, nhưng các bộ biến tần lai và có khả năng dự phòng hầu như luôn cần một dây trung tính để cung cấp cho các tải một pha không cân bằng. Kiểm tra sơ đồ nối dây trước khi đặt hàng.

Cái nào tốt hơn, pin điện áp thấp hay điện áp cao?

Điện áp cao phù hợp với các hệ thống lắp đặt mới có nguồn điện dự phòng cao hơn và công suất ngày càng tăng, trong khi điện áp thấp phù hợp với các trang bị thêm và dự án nơi các mô-đun được bổ sung từng bước. Cả hai đều hoạt động tốt khi biến tần được kết hợp chính xác với pin.

Việc chọn bộ biến tần 3 pha cần phải phù hợp với ba yếu tố: cấu hình tải tại chỗ, định dạng pin bạn định sử dụng và cách nhà điều hành mạng muốn hệ thống hoạt động tại điểm kết nối. Hãy căn chỉnh chúng và phần còn lại của thiết kế sẽ nhanh chóng vào đúng vị trí. Nếu bạn muốn đưa vào danh sách rút gọn từ danh mục đã được thử nghiệm gồm các bộ biến tần ba pha, bộ hybrid và bộ dụng cụ phù hợp, gửi cho chúng tôi chi tiết dự án của bạn và nhóm của chúng tôi sẽ quay lại với cấu hình và báo giá.