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過電圧トリップや電力低下はなぜ起こるのでしょうか?

1. 理由

インバーターで過電圧トリップが発生したり、電力低下が発生したりするのはなぜですか?

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次のいずれかの理由が考えられます。

1)あなたの地域の電力網はすでに地域の標準電圧制限外で動作しています(または間違った規制設定です)。例えばオーストラリアでは、AS 60038 では公称グリッド電圧を 230 ボルトとし、+10%、-6% の範囲で調整可能なため、上限は 253V となります。この場合、地域の電力会社には電圧を固定する法的義務があります。通常は、地域の変圧器を改造することで固定します。

2)あなたの地域の電力網は制限値をわずかに下回っており、太陽光発電システムはすべての基準に従って正しく設置されているにもかかわらず、地域の電力網をトリップ制限値よりわずかに上回っています。太陽光発電インバータの出力端子は、ケーブルを介して電力系統との「接続ポイント」に接続されています。このケーブルには電気抵抗があり、インバータが電力系統に電流を送り出すたびに、ケーブル全体に電圧が発生します。これを「電圧上昇」と呼びます。太陽光発電の電力輸出量が多いほど、オームの法則(V=IR)により電圧上昇は大きくなります。また、ケーブル抵抗が高いほど、電圧上昇も大きくなります。

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たとえば、オーストラリアでは、オーストラリア規格 4777.1 により、太陽光発電設備における最大電圧上昇は 2% (4.6V) でなければならないと規定されています。

そのため、この基準を満たす設備があり、最大出力時に4Vの電圧上昇が発生する場合があります。また、地域の電力系統もこの基準を満たし、252Vとなっている可能性があります。

太陽の恵みが豊かで誰も家にいない日には、システムはほぼすべての電力を送電網に送り出します。電圧は10分以上にわたって252V + 4V = 256Vまで上昇し、インバータがトリップします。

3)太陽光発電インバータとグリッド間の最大電圧上昇は、規格の最大値2%を超えています。ケーブル(接続部を含む)の抵抗が高すぎるためです。この場合、太陽光発電システムを設置する前に、電力系統へのACケーブルのアップグレードが必要であることを設置業者からアドバイスされているはずです。

4) インバータのハードウェアの問題。

測定されたグリッド電圧が常に範囲内であるにもかかわらず、電圧範囲がどれだけ広くてもインバーターが常に過電圧トリップ エラーを起こす場合、それはインバーターのハードウェアの問題であり、IGBT が損傷している可能性があります。

2. 診断

系統電圧をテストする 地域の系統電圧をテストするには、太陽光発電システムの電源を切った状態で測定する必要があります。そうしないと、測定された電圧が太陽光発電システムの影響を受けてしまい、系統電圧のせいにすることはできません。太陽光発電システムが稼働していない状態で系統電圧が高いことを証明する必要があります。また、家中の大きな負荷機器の電源もすべてオフにしてください。

また、周囲の他の太陽光発電システムによって引き起こされる電圧上昇を考慮するため、晴れた日の正午頃に測定する必要があります。

まず、マルチメーターで瞬時値を記録します。電気技師が主配電盤の瞬時電圧を測定してくれるはずです。電圧が制限電圧を超えている場合は、マルチメーターの写真を撮り(できれば同じ写真で太陽光発電の主スイッチをオフにした状態)、電力会社の電力品質部門に送付してください。

次に、電圧ロガーで10分間の平均値を記録します。電気工事士には電圧ロガー(Fluke VR1710など)が必要です。太陽光発電システムと大型負荷の電源を切った状態で、10分間の平均値ピークを測定してください。平均値が制限電圧を超えている場合は、記録データと測定環境の写真をお送りください。この場合も、太陽光発電システムの主電源スイッチがオフになっている状態がわかるものが望ましいです。

上記の 2 つのテストのいずれかが「肯定的」である場合は、電力会社に圧力をかけ、地域の電圧レベルを修正してもらいます。

設備の電圧降下を確認する

計算により 2% を超える電圧上昇が示された場合は、インバーターからグリッド接続ポイントまでの AC ケーブルをアップグレードして、ワイヤを太くする必要があります (ワイヤが太いほど抵抗が低くなります)。

最終ステップ – 電圧上昇を測定する

1. グリッド電圧が正常で、電圧上昇の計算が 2% 未満である場合は、スパークメーターで問題を測定して電圧上昇の計算を確認する必要があります。

2. PV をオフにし、他のすべての負荷回路をオフにして、メインスイッチの無負荷電源電圧を測定します。

3. ヒーターやオーブン/ホットプレートなどの単一の既知の抵抗負荷を適用し、アクティブ、ニュートラル、アースでの電流消費と、メインスイッチの負荷供給電圧を測定します。

4. これに基づいて、入力コンシューマー メインとサービス メインの電圧降下/上昇を計算できます。

5. オームの法則を使用してラインの AC 抵抗を計算し、接合部の不良や中性線の破損などを検出します。

3. 結論

次のステップ

これで、何が問題なのかがわかるはずです。

問題1の場合送電網の電圧が高すぎる場合、それは電力会社の問題です。私が提示した証拠をすべて送れば、電力会社は必ず修正するはずです。

問題2の場合- グリッドは正常で、電圧上昇は 2% 未満ですが、それでもトリップする場合は、次のオプションがあります。

1. 電力会社によっては、インバータの10分間平均電圧トリップ制限を許容値(あるいは運が良ければそれ以上)に変更できる場合があります。変更が許可されているかどうかは、電気技師に確認して電力会社に問い合わせてください。

2. インバータに「Volt/Var」モードがある場合(最近のほとんどのインバータに搭載されています)、設置業者に依頼して、地元の電力会社が推奨する設定ポイントでこのモードを有効にしてください。これにより、過電圧トリップの量と重大度を軽減できます。

3. それが不可能な場合は、3 相電源を使用している場合は、電圧上昇が 3 相に分散されるため、通常、3 相インバーターにアップグレードすると問題が解決します。

4. そうでない場合は、送電網への AC ケーブルをアップグレードするか、太陽光発電システムの輸出電力を制限することを検討する必要があります。

問題3の場合- 最大電圧上昇が2%を超える場合 – もし最近設置されたのであれば、設置業者がシステムを規格通りに設置していない可能性があります。設置業者に相談し、解決策を検討してください。おそらく、系統へのACケーブルのアップグレード(太い電線を使用するか、インバータと系統接続点間のケーブルを短くする)が必要になるでしょう。

問題4の場合– インバータのハードウェアに問題があります。テクニカルサポートに連絡して交換をご依頼ください。