Thảo luận về Phương pháp đo và đánh giá điện Trở cách điện tấm pin mặt trời (PV) và cáp MC4 đi kèm

title

Hiện nay các hệ thống điện mặt trời đơn lẻ công suất nhỏ (hộ gia đình) và hệ thống công nghiệp công suất lớn (các Nhà máy điện mặt trời quy mô vài chục MWp và lớn hơn) đã phất triển, đưa vào vận hành khá nhiều! Trong quá trình vận hành sẽ có những vấn đề phát sinh cần giải quyết, chúng ta sẽ tìm hiểu những vấn đề đơn giản, cần thiết để đảm bảo hoạt động của hệ thống.

1. Các yêu cầu và câu hỏi đặt ra:

Khi nào thì cần kiểm tra? Kiểm tra, thí nghiệm các thông số kỹ thuật gì của hệ thống này; Tiến hành như thế nào? Đánh giá các số liệu đo và kết luận như thế nào?...

Đây là một loạt các vấn đề khá rộng và thú vị,… để “khởi động” chúng ta sẽ bắt đầu từ hạng mục đơn giản, cơ bản nhất đó là đo điện trở cách điện các tấm pin (PV) và cáp DC đi kèm.

Điện trở cách điện của các tấm Pin mặt trời (PV) và cáp MC4 đi kèm được đo khi nào?.

Dùng thiết bị nào để đo, kiểm tra khi cần? Yêu cầu thông số của thiết bị đo.

Chú ý và các biện pháp an toàn khi đo như thế nào?.

2. Thảo luận

Trước hết chúng ta đề cập đến PV! Nó vừa có tính chất của một đối tượng đo thông thường: Đó là không có điện áp trên bản thân PV và cáp MC4 đầu ra khi không có nguồn sáng; Vừa có đặc tính đặc biệt là tự tạo ra nguồn điện DC khi có nguồn sáng, đây là điểm khác biệt so với các đối tượng thiết bị điện khác.

Điện trở cách điện tấm Pin mặt trời (PV) và cáp MC4 đi kèm được đo khi  có yêu cầu kiểm tra chất lượng PV, hoặc cần phân tích, xác định sự cố chạm đất nguồn một chiều (DC) trong hệ thống,…

Thiết bị đo: Sử dụng các thiết bị đo thông thường (Mêgômmét) để đo điện trở cách điện hoặc thiết bị đo cách điện chuyên dụng dùng cho các tấm Pin điện mặt trời (PV).

Trường hợp không hoặc chưa có các thiết bị đo chuyên dụng, có thể sử dụng các thiết bị đo điện trở cách điện thông dụng (Mêgômmét) để đo.

1. Trường hợp 1: PV không mang điện (an toàn)

Vào buổi tối, khi không còn ánh sáng mặt trời, PV và cáp MC4 đi kèm không mang điện do đó không có nguy cơ gây nguy hiểm cho người và thiết bị đo, tuy nhiên để đảm bảo an toàn và để cách ly, cô lập TB trước khi thực hiện phép đo, vẫn cần phải cô lập thiết bị:

- Cắt dao cách ly tại tủ chung (DC Swich).

Tháo cáp DC MC4 của PV tại vị trí cần đo.
                                                                

Hình 1. Các đầu giắc nối MC4.

- Kiểm tra không còn điện áp.

- Tiến hành đo điện trở cách điện phần tử PV và cáp MC4 đi kèm như một đối tượng đo không mang điện bình thường.

                                                                

Hình 2. Đo điện trở cách điện PV và cáp MC4 bằng megommet thông thường trong trạng thái không mang điện.


Hình 3. Hướng dẫn đo điện trở cách điện các tấm PV và cáp của một hệ thống điện mặt trời áp mái.

1.1. KẾT QUẢ ĐO THỬ THỰC NGHIỆM trường hợp thiếu ánh sáng

Hình 4. Đo thử nghiệm Rcđ PV ở trạng thái thiếu ánh sáng (UPV ≈ 0 VDC).

Hình 5.Giá trị đo điện trở cách điện thử nghiệm trên một tấm PV ở trạng thái thiếu ánh sáng; Rcđ ở điện áp đo 540)V là 130 MΩ.

1.2. KẾT QUẢ ĐO THỬ THỰC NGHIỆM trường hợp có ánh sáng

                                        

Hình 6. Đo thử nghiệm Rcđ PV ở trạng thái thiếu ánh sáng (UPV ≈ 40,14 VDC)

Hình 7. Điện áp PV trước khi đo Rcđ (UPV ≈ 40,14 VDC).

Hình 8. Điện trở cách điện của PV ở trạng thái có điện (UPV ≈ 40,14 VDC).

Hình 9. Điện trở cách điện của PV ở trạng thái có điện nhưng đầu ra đã được nối ngắn mạch ( để không có điện áp giữa 2 cực ra ;UPV ≈ 0 VDC).

Hình 10. Điện trở cách điện của PV ở trạng thái đầu ra đã được nối ngắn mạch.

Điện trở cách điện cũng khá cao so với trường hợp không có điện áp (Thiếu hoặc không có anh sáng).

Nhận xét sơ bộ: Khi PV đang có điện áp, vẫn đo được Rcđ nhưng giá trị cao hơn nhiều so với khi không mang điện (Trạng thái hở mạch và ngắn mạch đầu ra PV Rcđ đều cao hơn Rcđ PV ở trạng thái không điện).

- Số liệu đo Rcđ có nhưng không chuẩn xác. Như vậy không thể dùng số liệu đo không chuẩn xác để đánh giá chất lượng thiết bị hay dò tìm sự cố.

                                                 

2. Trường hợp cần tiến hành đo, kiểm tra điện trở cách điện PV vào ban ngày: Khi các thành phần thiết bị đều đang mang điện.

2.1. Trường hợp có thiết bị đo chuyên dụng:

- Cô lập đối tượng đo (PV hoặc chuỗi PV).

                                                    

- Tiến hành đo điện trở cách điện (Rcđ) theo hướng dẫn sử dụng thiết bị.

                                                              

                                    

Giá trị điện trở cách điện R (Isolation) > 200 MΩ đo bằng thiết bị chuyên dụng SEAWARD PV200 ngày 18/01/2022 tại NMĐMT Cư Jut.

  1. Tuy nhiên cần lưu ý rằng, thiết bị đo này cũng có những hạn chế của nó: Chỉ có thể đo số lượng PV và điện áp đo nằm trong giới hạn cho phép của thiết bị (đo nóng).

                                   

Đây cũng là một điểm lưu ý về an toàn quan trọng đối với các thiết bị tương tự

1. KẾT LUẬN.

Qua quá trình thử nghiệm thực tế, so sánh phương pháp đo của các thiết bị đo điện trở thông thường với thiết bị đo điện trở chuyên dụng trong các trường hợp PV không điện và PV có điện, rút ra các kết luận và đề xuất sau:

1. Trường hợp chỉ có thiết bị đo điện trở cách điện thông thường:

- Chỉ nên đo điện trở cách điện PV và cáp DC đi kèm ở trạng thái không mang điện để đảm bảo có kết quả đo chính xác.

2. Trường hợp có trang bị các thiết bị đo điện trở cách điện PV chuyên dụng (PVΩ):

- Cho phép đo điện trở cách điện PV và cáp DC ở trạng thái có điện (ban ngày).

3. Yêu cầu về an toàn cho người và thiết bị khi tiến hành đo trên hệ thống đang vận hành.

1.     Lựa chọn đối tượng đo phù hợp (trong trường hợp đo “nóng”; Chuỗi PV đang có điện); Đảm bảo điện áp của chuỗi PV và cáp DC cần đo nằm trong giới hạn đo của thiết bị đo.

2.     Cắt điện, cách ly phía AC của đổi tượng đo.

3.     Tách (cô lập) các bảo vệ quá áp trong mạch cần đo.

Chú ý: Sử dụng găng tay cách điện 1500V khi thao tác để đảm bảo an toàn điện.

4.     Tiến hành đo điện trở cách điện các đối tượng cần kiểm tra: phù hợp với thiết bị đo thực tế được trang bị.

Chú ý: Điện áp đo phải lớn hơn điện áp của chuỗi PV cần đo kiểm.

5.     Kiến nghị:

Nên trang bị các thiết bị đo điện trở cách điện PV chuyên dụng để đảm bảo khả năng đo linh hoạt và chính xác khi cần thiết. (HIOKI IR4053, SEAWARD, Megger MIT2500 ,…)