Jeden z najväčších rozdielov medzi elektrárňami na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov-napríklad solárnymi farmami a veternými projektmi-a tradičným hromadným-energetickým systémom spočíva v sieti kolektorov. Tieto rastliny sa vo veľkej miere spoliehajú na zakopaný kábel, nie na nadzemné vedenie. A táto káblová sieť leží priamo medzi drahými{5}}elektronickými aktívami: invertory, zlučovače jednosmerného prúdu a transformátory-namontované na podložkách.
Skutočný problém začína od jednofázových{1}}po-zemných porúch-čo nazývame nízkoprúdové-zemné poruchy. Správanie sa nepodobá tomu, čo by ste videli na bežnom nadzemnom vedení. V praxi sa tieto poruchy často prejavujú ako prerušovaný oblúk. Chybný bod nezostáva pevne uzemnený; namiesto toho sa opakovane pokazí a obnoví, pričom znova a znova vytvára oblúk. Každým opakovaným prepätím sa do systému vnesie prechodné prepätie-často niekoľkonásobok nominálneho napätia. Tento druh opakovaného impulzu je pre výkonovú elektroniku zničujúci. Moduly IGBT a kondenzátory DC{12}}v invertoroch jednoducho nemajú takú rezervu prepätia ako tradičný transformátor. Niekoľko silných zásahov môže preraziť izoláciu, spustiť poruchu DC-strany a v najhoršom prípade spôsobiť katastrofickú poruchu-vrátane požiaru a výbuchu. To nie je alarmistické; je to základná fyzika.
Mnoho závodov používa nízkoodporové uzemnenie, čo znamená, že pri jednofázovej poruche sa ochranné relé okamžite vypne. Znie to čisto, ale spôsobuje to inú bolesť hlavy: ako viete, ktorý podávač alebo ktorý kĺb skutočne zlyhal? Stredne-veľká solárna farma môže mať viac ako sto kilometrov zakopaných káblov so stovkami spojov. Keď ochrana vyčistí celý kolektorový napájač, posádka zostane hľadieť na dlhú podzemnú cestu bez viditeľnej stopy. Chyba môže byť vzdialená desiatky kilometrov, zakopaná v priekope alebo priamo-zasypaná v niektorom strednom{7}}rozpätí spoja. Bez presnej polohy je vašou jedinou možnosťou prejsť celý beh v zákopoch alebo sa pokúsiť o riskantnú re-energiu. A opätovné{11}}napájanie chybného kábla v podstate vystavuje slabé miesto ďalšiemu masívnemu oblúkovému záblesku,{12}}ktorý by mohol byť menším problémom spoja a stal sa trvalým kráterom.
To nás privádza k základnej požiadavke: závod potrebuje zariadenie, ktoré dokáže identifikovať chybný napájač a presne určiť miesto ešte pred vypnutím ističa-v ideálnom prípade dokonca aj počas prerušovanej fázy vybíjania. Bežné zapisovače porúch a relé vzdialenosti sú tu takmer nepoužiteľné. Impedancia kábla je príliš nízka a prechodové správanie počas iskrenia je príliš zložité na to, aby akýkoľvek algoritmus založený na základných-frekvenčných veličinách poskytol spoľahlivú polohu. Skutočná technická výzva pre malý -prúdový pozemný-lokátor porúch spočíva v zachytení vysoko-frekvenčných prechodných postupujúcich vĺn alebo prechodného smeru prúdu nulovej{8}}sekvencie počas poruchy. Vyžaduje si to extrémne vysokú vzorkovaciu frekvenciu a sofistikované{10}}extrakčné algoritmy{11}}, ktoré dokážu rozoznať signatúru poruchy z hlučného pozadia plného harmonických meničov a okolitého spínacieho hluku.
Ak to nevyriešite, následky zasiahnu tri fronty: stratená generácia, poškodenie zariadenia a bezpečnosť. Oblúk horiaci v stiesnenom podzemnom priestore môže rýchlo zapáliť káblové plášte a oheň sa môže rútiť dolu priekopou a uzavrieť každý okruh v tejto chodbe. A pre projekt, ktorý je platený po megawatt-hodine, sú zbytočné predĺžené výpadky priamym zásahom do príjmov. Takže systém, ktorý dokáže oboje, -vybrať správny podávač a lokalizovať poruchu v rámci metrov-, už nie je len inováciou ochrany. Je to základná požiadavka na ochranu majetku a prevádzkovú ziskovosť v zariadeniach na výrobu obnoviteľnej energie.
