Pomiary impedancji pętli zwarcia na farmach fotowoltaicznych

Coraz więcej farm fotowoltaicznych w Polsce

Nie tylko na świecie, ale również w Polsce buduje się coraz większe farmy fotowoltaiczne, jak choćby te, które powstały w ostatnim czasie w Brudzewie (woj. wielkopolskie), gdzie łączna zainstalowana moc wynosi blisko 70 MW, czy w Wietrzychowie koło Nidzicy (woj. warmińsko-mazurskie) o mocy 74 MW. Największa obecnie farma znajduje się natomiast w Zwartowie (woj. pomorskie) i generuje moc 204 MW.

Według statystyk publikowanych przez Urząd Regulacji Energetyki, do czerwca 2023 roku do Krajowego Systemu Energetycznego podłączonych zostało już 289 farm o mocy od 1 do 204 MW. Właściciele zapowiadają, że farmy będą cyklicznie rozbudowywane o kolejne dziesiątki czy setki megawatów.

W celu ograniczenia kosztów tak dużych obiektów, inwestorzy i projektanci stosują w nich inwertery o nominalnej mocy czynnej P ≈ 185 kW. Urządzenia te przetwarzają napięcie 1500 V DC na napięcie 800 V AC. Po opuszczeniu inwertera energia płynie do sieci średniego napięcia poprzez stację transformatorową 0,8 kV/20 kV. Na farmach o mocach od 1 MW takie rozwiązanie staje się standardem.

Wytyczne dla wykonawców farm PV, a pomiary impedancji pętli zwarcia

Chcąc przekazać do eksploatacji, sprawdzić, okresowo serwisować i nadzorować tak rozległe instalacje, wykonawcy wspierają się wytycznymi ujętymi w normie EN 62446-1 „Systemy fotowoltaiczne (PV). Wymagania dotyczące badań, dokumentacji i utrzymania”. Dokument wskazuje, że kontrola farm fotowoltaicznych pod względem ochrony przeciwporażeniowej powinna być realizowana zgodnie z głównym standardem uznanym na terenie Unii Europejskiej, tj. normą EN 60364-6 oraz przywołaną w niej normą EN 60364-4-41.

Wykonawca powinien przedstawić protokoły wykonanych pomiarów, w tym m.in. pomiary impedancji pętli zwarcia, której odpowiednia wartość stanowi jeden z podstawowych środków ochrony przed porażeniem.

Pomiary impedancji pętli zwarcia z miernikiem Sonel MZC-340-PV

Dotychczas na rynku nie istniał odpowiedni sprzęt pozwalający wykonać pomiary w wyżej wymienionym obszarze. Tę lukę postanowiła wypełnić firma Sonel, przygotowując nowy, pionierski produkt – miernik Sonel MZC-340-PV, którym można wykonać pomiary impedancji pętli zwarcia i wyznaczać prądy zwarciowe. Urządzenie pozwala przeprowadzić badania w sieciach o napięciach dochodzących aż do 900 V AC.

Pomiary przy tak wysokich napięciach oraz przy źródłach o dużej energii, do których można zaliczyć inwertery i transformatory stosowane na dużych farmach PV, są możliwe, ponieważ silnoprądowy miernik impedancji pętli zwarcia Sonel MZC-340-PV zaprojektowano oraz wykonano w kategorii pomiarowej CAT IV 1000 V. Gwarantuje to bezpieczeństwo pracy personelu wykonującego pomiary w takich warunkach. Specyfika prowadzonych badań sprawia, że na kontrolowanym obiekcie może w czasie badań pojawić się napięcie przekraczające 800 V do ziemi (mimo że jest to sieć IT, a więc izolowana). Pomiary miernikiem o niższej kategorii są zabronione, gdyż zagrażają bezpieczeństwu zespołu pomiarowego i z pewnością zostaną podważone przez świadomego inspektora nadzoru inwestorskiego.

Zdalne pomiary impedancji pętli zwarcia dla maksymalnego bezpieczeństwa

Nowy miernik nie ma wyświetlacza, a sterowanie nim i prezentacja uzyskanych wyników odbywa się zdalnie, na dowolnym urządzeniu mobilnym z wbudowanym modułem Wi-Fi (telefon, tablet, laptop itp.) oraz z przeglądarką internetową. Sonel MZC-340-PV może komunikować się nawet z pięcioma urządzeniami równocześnie. Dla zapewnienia podstawowej funkcjonalności nie jest wymagane połączenie z internetem. Jednak w celu uaktualnienia oprogramowania przyrządu, dostęp do sieci jest już wymagany – pliki są pobierane z serwerów producenta.

Miernik Sonel MZC-340-PV może być sterowany przy pomocy:

• telefonu lub tabletu – nie ma znaczenia, na jakim systemie został on oparty (Android, IOS, Windows) dostępna jest pełna funkcjonalność w zakresie startowania pomiarów, odczytu wyników i zarządzania pamięcią,
• panelu dotykowego w samochodzie – funkcjonalność w zakresie startowania pomiarów, odczytu wyników oraz zarządzania pamięcią,
• smartwatcha – bardziej do nadzoru niż wykonywania pomiarów.

Bogata funkcjonalność i szerokie zastosowanie

Potężny atut Sonel MZC-340-PV stanowią pomiary impedancji pętli zwarcia o bardzo małych wartościach – od 7,2 mΩ, z rozdzielczością 0,1 mΩ, ale:

• przy napięciu 230 V AC prąd pomiarowy wynosi 130 A,
• przy napięciu 550 V AC prąd pomiarowy wynosi 305 A,
• przy napięciu 900 V AC prąd pomiarowy wynosi 250 A.

­
Przyrząd może pracować w sieciach o napięciu znamionowym 220/380 V, 230/400 V, 240/415 V, 290/500 V, 400/690 V oraz 460/800 V (maksymalnie do 900 V) w zakresie częstotliwości 45–65 Hz. Miernik Sonel MZC-340-PV wykorzystuje metodę czteroprzewodową (4P), gdzie przewody pomiarowe nie wpływają na wartość mierzonej impedancji. Do badań można wykorzystać krokodylki i sondy Kelvina, które –podobnie jak miernik – wykonano w kategorii pomiarowej CAT IV 1000 V.

Sonel MZC- 340-PV, choć przeznaczony głównie do farm fotowoltaicznych, doskonale sprawdzi się również przy wykonywaniu pomiarów na farmach wiatrowych, stacjach transformatorowych niskiego napięcia czy w przemyśle ciężkim i odkrywkowym. To doskonały wybór na lata niezawodnej oraz bezpiecznej pracy.

Wydajna i bezpieczna fotowoltaika

Instalacje fotowoltaiczne to ekologiczne źródło energii odnawialnej. Ogniwa fotowoltaiczne pracują przez cały rok (także w zimie), a jedynym warunkiem ich działania jest obecność promieniowania słonecznego. Urządzenia firmy Sonel umożliwiają pomiar parametrów tych systemów – cały szereg badań po stronie DC i AC zgodnie z wytycznymi normy PN-EN 62446 oraz wszystkie pomiary służące do określenia stanu bezpieczeństwa domowych instalacji elektrycznych. Przykłady zastosowań produktów Sonel w obszarze fotowoltaiki można znaleźć na stronie internetowej – Produkty dla fotowoltaiki.