Circuit Breakers and Surge Protectors: Οι κηδεμόνες ασφαλείας των φωτοβολταϊκών συστημάτων

Εισαγωγή

Στα συστήματα φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας, εκτός από τον "εξοπλισμό αστέρων", όπως οι ηλιακοί συλλέκτες και οι μετατροπείς, υπάρχουν δύο "unsung heroes" ήσυχα προστατεύοντας τους διακόπτες ασφαλείας του συστήματος - διακόπτες κυκλώματος και προστάτες υπερτάσεων (SPDs). Είναι σαν τις "ασφάλειες" και τις "ράβδους κεραυνών" του συστήματος ισχύος, προστατεύοντας συνεχώς ολόκληρο το φωτοβολταϊκό σύστημα από ηλεκτρικά σφάλματα και απεργίες κεραυνών. Αυτό το άρθρο θα σας μεταφέρει μέσω των σημαντικών ρόλων αυτών των δύο βασικών προστατευτικών συσκευών σε φωτοβολταϊκά συστήματα.

I. Breaker Circuit: Ο "διακόπτης ασφαλείας" των φωτοβολταϊκών συστημάτων

Η λειτουργία ενός διακόπτη κυκλώματος

Οι διακόπτες κυκλώματος είναι οι σημαντικότερες συσκευές προστασίας υπερέντασης σε φωτοβολταϊκά συστήματα και αναλαμβάνουν κυρίως τρία βασικά καθήκοντα:

Προστασία υπερφόρτωσης: Διακόπτεται αυτόματα το κύκλωμα όταν το ρεύμα υπερβαίνει την τιμή σχεδιασμού

Προστασία βραχυκυκλώματος: Αποσυνδέστε γρήγορα σε περίπτωση σφάλματος βραχυκυκλώματος

Χειροκίνητη αποσύνδεση: παρέχει ένα ασφαλές σημείο αποσύνδεσης για συντήρηση του συστήματος

2. Ειδικές απαιτήσεις για φωτοβολταϊκά αφιερωμένα διακόπτες κυκλώματος

Σε αντίθεση με τους συνηθισμένους διακόπτες κυκλώματος AC, οι φωτοβολταϊκοί διακόπτες κυκλώματος DC απαιτούν ειδικό σχεδιασμό:

DC Arc Δυνατότητα κατάσχεσης: Τα τόξα DC είναι πιο δύσκολο να σβήσουν και να απαιτούν ισχυρότερο σχεδιασμό θάλαμο κατάσχεσης τόξου

Επίπεδο υψηλής τάσης: Η τάση εργασίας του φωτοβολταϊκού συστήματος μπορεί να φτάσει πάνω από 1000V

Αντίσταση καιρού: Απαιτείται ανθεκτική σε σκόνη και αδιάβροχη (τουλάχιστον βαθμός IP65) για εξωτερική εγκατάσταση

3. Τυπικές τοποθεσίες εφαρμογών

Σειρά μπαταρίας Τερματικό εξόδου

Τερματικό εισόδου DC του μετατροπέα

Επικοινωνία και δίκτυο

Ii. Προστάτης Surge: Η γραμμή άμυνας έναντι των "ηλεκτρικών υπερτάσεων"

Η απειλή για τα φωτοβολταϊκά συστήματα

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα, λόγω της μεγάλης περιοχής διανομής και της εκτεθειμένης θέσης τους, είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε:

Άμεση απεργία κεραυνού (χαμηλή πιθανότητα αλλά εξαιρετικά καταστροφική)

Επαγόμενη αστραπή (η πιο συνηθισμένη απειλή)

Λειτουργία διακόπτη Υπερπολύμανση (που δημιουργείται εσωτερικά από το σύστημα)

2. Η αρχή λειτουργίας των προστατευτικών υπερτάσεων

Το SPD είναι σαν μια "ηλεκτρική διαρροή", εντός του νανοδευτερόλεπτου:

Εντοπίστε μη φυσιολογική τάση

Δημιουργήστε μια διαδρομή χαμηλής εμφάνισης

Κανάλι επικίνδυνη ενέργεια στη γη

3. Η ιδιαιτερότητα του SPD σε φωτοβολταϊκά συστήματα

DC SPD: Πρέπει να είναι ειδικά σχεδιασμένο για συστήματα DC

Διπολική προστασία: προστατεύει ταυτόχρονα τα θετικά και τα αρνητικά κυκλώματα

Συνεχής τάση λειτουργίας: Πρέπει να προσαρμοστεί στην υψηλή τάση του φωτοβολταϊκού συστήματος

Iii. Συνεργική προστασία: 1+1> 2 Εφέ ασφαλείας

Σε πραγματικά συστήματα, οι διακόπτες κυκλώματος και οι SPD πρέπει να χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό:

Ιεραρχικό σύστημα προστασίας

Προστασία πρώτου επιπέδου (Εισερχόμενο τέλος γραμμής): ρεύμα ενόχλησης εκφόρτισης

Δευτερεύουσα προστασία (τέλος διανομής): Περαιτέρω περιορίστε την υπολειμματική πίεση

Σε συντονισμό με τους διακόπτες κυκλώματος: Παρέχετε αντίγραφο προστασίας όταν αποτύχει το SPD

Τυπικό σχήμα καλωδίωσης

Το SPD συνδέεται παράλληλα με τη γραμμή και προστατεύεται από ένα διακόπτη κυκλώματος σειράς

Iv. Βασικά σημεία για επιλογή και συντήρηση

Επιλογή διακόπτη κυκλώματος

Η ονομαστική τάση είναι μεγαλύτερη ή ίση με τη μέγιστη τάση του συστήματος

Η χωρητικότητα θραύσης είναι μεγαλύτερη ή ίση με το αναμενόμενο ρεύμα βραχυκυκλώματος

Επιλογή SPD

Η μέγιστη συνεχής τάση λειτουργίας UC είναι ≥1,2 φορές η τάση του συστήματος

Inrush ρεύμα IIMP≥12.5ka (προστασία πρώτης κατηγορίας)

Προτάσεις συντήρησης

Ελέγξτε πριν από τη σεζόν καταιγίδας κάθε χρόνο

Δώστε προσοχή στο παράθυρο ένδειξης κατάστασης SPD

Καταγράψτε τον αριθμό των φορών που λειτουργεί ο διακόπτης κυκλώματος

Σύναψη

Στα φωτοβολταϊκά συστήματα, οι διακόπτες κυκλώματος και οι προστατευτές κύματος είναι σαν δύο καλά συντονισμένοι "συνεργάτες ασφαλείας": οι διακόπτες κυκλώματος είναι υπεύθυνοι για το χειρισμό σφαλμάτων υπερέκρασης στο σύστημα, ενώ οι SPDs υπερασπίζονται τις εξωτερικές επιθέσεις. Η συνεργατική τους εργασία εξασφαλίζει την ασφαλή λειτουργία του φωτοβολταϊκού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής για περισσότερα από 25 χρόνια. Για τους ιδιοκτήτες ηλεκτροπαραγωγής, η επιλογή προστατευτικών συσκευών υψηλής ποιότητας και η διατήρηση τους τακτικά αποτελεί σημαντικό μέρος της εξασφάλισης της απόδοσης της επένδυσης.