Saugos įtaisų fotovoltinėse sistemose parinkimas ir projektavimas

Jėgainės paprastai įrengiamos dykumoje arba ant stogo, o komponentai turi būti montuojami atvirame ore. Gamtinė aplinka atšiauri, stichinės ir žmogaus sukeltos nelaimės neišvengiamos. Stichinės nelaimės, tokios kaip taifūnai, sniego audros, smėlis ir dulkės, sugadins įrangą. Elektrinės saugumas yra labai svarbus. Nesvarbu, ar tai būtų paskirstyta maža elektrinė, ar centralizuota didelio masto antžeminė elektrinė, kyla tam tikrų pavojų. Todėl įrangoje turi būti įrengti specialūs saugos įtaisai, tokie kaip saugikliai ir apsaugos nuo žaibo įtaisai. , Visada saugokite elektrinės saugumą.

1. Saugiklis
CHYT saugiklis yra srovės apsauga, pagaminta pagal grandinės nutraukimo principą, lydant lydalą su savaime susidarančia šiluma, kai srovė tam tikrą laiką viršija nurodytą vertę. Saugikliai plačiai naudojami žemos įtampos elektros paskirstymo sistemose, valdymo sistemose ir elektros įrenginiuose. Kaip apsauga nuo trumpojo jungimo ir per didelės srovės, saugikliai yra vienas iš dažniausiai naudojamų apsaugos įtaisų. Fotovoltinių elektrinių saugikliai skirstomi į nuolatinės srovės ir kintamosios srovės saugiklius.
Fotovoltinės elektrinės nuolatinės srovės pusė lygiagrečiai sujungia kelias stygas su nuolatinės srovės kombainerio dėžutės nuolatinės srovės šynų juosta (centralizuota schema) arba styginiu keitikliu (styginių keitiklio schema) pagal schemos konfigūraciją. Kai lygiagrečiai yra sujungtos kelios fotovoltinės stygos, jei tam tikroje eilutėje įvyksta trumpojo jungimo gedimas, kitos nuolatinės srovės magistralės ir tinklelio stygos trumpojo jungimo taške tieks trumpojo jungimo srovę. Jei trūksta atitinkamų apsaugos priemonių, gali sudegti įranga, pvz., prie jos prijungti kabeliai. Tuo pačiu metu gali nudegti priedai šalia įrangos. Šiuo metu Kinijoje yra daug panašių stogo fotovoltinių gaisrų, todėl būtina įrengti apsauginius įtaisus lygiagrečiose kiekvienos grandinės grandinėse, kad būtų padidintas fotovoltinių elektrinių saugumas.

Šiuo metu nuolatinės srovės saugikliai naudojami kombinatorių dėžėse ir inverteriuose apsaugai nuo viršsrovių. Pagrindiniai keitiklių gamintojai saugiklius laiko pagrindine nuolatinės srovės apsaugos dalimi. Tuo pačiu metu saugiklių gamintojai, tokie kaip „Bussman“ ir „Littelfuse“, taip pat išleido specialiai fotovoltiniams nuolatinės srovės saugikliams.
Didėjant nuolatinės srovės saugiklių paklausai fotovoltinės energijos pramonėje, kaip tinkamai parinkti nuolatinės srovės saugiklius, kad būtų užtikrinta veiksminga apsauga, yra problema, į kurią turėtų atkreipti dėmesį ir vartotojai, ir gamintojai. Pasirinkę nuolatinės srovės saugiklius, negalite tiesiog nukopijuoti kintamosios srovės saugiklių. Elektrinės specifikacijos ir konstrukciniai matmenys, kadangi tarp jų yra daug skirtingų techninių specifikacijų ir projektavimo koncepcijų, yra susiję su visapusišku svarstymu, ar galima saugiai ir patikimai nutraukti gedimo srovę be nelaimingų atsitikimų.
1) Kadangi nuolatinė srovė neturi srovės nulinio kirtimo taško, nutraukus gedimo srovę, lankas gali greitai užgesti tik pats savaime, veikiant priverstiniam kvarcinio smėlio užpildo aušinimo procesui, o tai yra daug sunkiau nei nutraukti. AC lankas. Pagrįstas lusto dizainas ir suvirinimo metodas, kvarcinio smėlio grynumo ir dalelių dydžio santykis, lydymosi temperatūra, kietėjimo metodas ir kiti veiksniai lemia efektyvumą ir poveikį priverstiniam nuolatinės srovės lanko gesimui.
2) Esant tokiai pačiai vardinei įtampai, nuolatinės srovės lanko generuojama lanko energija yra daugiau nei du kartus didesnė už kintamosios srovės lanko energiją. Siekiant užtikrinti, kad kiekvieną lanko atkarpą būtų galima apriboti kontroliuojamu atstumu ir tuo pačiu metu greitai užgesinti, jokia sekcija neatsiras. Lankas yra tiesiogiai sujungtas nuosekliai, kad susidarytų didžiulis energijos telkinys, dėl kurio įvyksta nelaimingas atsitikimas, kad saugiklis sprogimų dėl nuolatinio lanko veikimo laikas yra per ilgas. Nuolatinės srovės saugiklio vamzdžio korpusas paprastai yra ilgesnis už kintamosios srovės saugiklį, kitaip įprastai naudojant dydį negalima matyti. Skirtumas, atsiradus gedimo srovei, turės rimtų pasekmių.
3) Remiantis Tarptautinės saugiklių technologijos organizacijos rekomenduojamais duomenimis, saugiklio korpuso ilgis turėtų būti padidintas 10 mm kiekvieną kartą padidinus 150 V nuolatinės srovės įtampą ir pan. Kai nuolatinė įtampa yra 1000 V, korpuso ilgis turi būti 70 mm.
4) Kai saugiklis naudojamas nuolatinės srovės grandinėje, reikia atsižvelgti į sudėtingą induktyvumo ir talpos energijos įtaką. Todėl laiko konstanta L/R yra svarbus parametras, kurio negalima ignoruoti. Jis turėtų būti nustatomas pagal konkrečios linijos sistemos trumpojo jungimo gedimo srovės atsiradimą ir nykimo greitį. Tikslus įvertinimas nereiškia, kad tu gali pasirinkti specialybę ar šalutinį kursą. Kadangi nuolatinės srovės saugiklio laiko konstanta L/R lemia trūkimo lanko energiją, trūkimo laiką ir pratekėjimo įtampą, vamzdžio korpuso storis ir ilgis turi būti parinkti pagrįstai ir saugiai.
Kintamosios srovės saugiklis: Išjungto tinklo keitiklio išvesties gale arba centralizuoto keitiklio vidinio maitinimo šaltinio įvesties gale turi būti suprojektuotas ir sumontuotas kintamosios srovės saugiklis, kad būtų išvengta apkrovos per didelės srovės ar trumpojo jungimo.

2. Apsauga nuo žaibo
Pagrindinė fotovoltinės sistemos dalis yra įrengta atvirame ore, o paskirstymo plotas yra gana didelis. Komponentai ir atramos yra laidininkai, kurie yra gana patrauklūs žaibai, todėl kyla tiesioginių ir netiesioginių žaibo smūgių pavojus. Tuo pačiu metu sistema yra tiesiogiai prijungta prie susijusios elektros įrangos ir pastatų, todėl žaibo smūgis į fotovoltinę sistemą taip pat apims susijusią įrangą, pastatus ir elektros apkrovas. Siekiant išvengti žaibo pažeidimų fotovoltinės energijos gamybos sistemoje, būtina įrengti apsaugą nuo žaibo ir įžeminimo sistemą.
Žaibas yra elektros iškrovos reiškinys atmosferoje. Formuojantis debesims ir lietui kai kurios jo dalys kaupia teigiamus, o kitos – neigiamus. Kai šie krūviai susikaupia iki tam tikro laipsnio, įvyks iškrovos reiškinys, sudarydamas žaibą. Žaibas skirstomas į tiesioginį žaibą ir indukcinį žaibą. Tiesioginiai žaibo smūgiai – tai žaibo smūgiai, kurie tiesiogiai patenka į fotovoltines matricas, nuolatinės srovės energijos paskirstymo sistemas, elektros įrangą ir jų laidus, taip pat netoliese esančias zonas. Yra du tiesioginių žaibo smūgių įsiskverbimo būdai: vienas – aukščiau minėtas tiesioginis fotovoltinių matricų iškrovimas ir pan., kad didžioji dalis didelės energijos žaibo srovės būtų įvedama į pastatus ar įrenginius, linijas; kita – žaibas gali prasiskverbti tiesiai per žaibolaidžius ir pan. Įrenginys, perduodantis žaibo srovę į žemę, išsikrauna, todėl įžeminimo potencialas akimirksniu pakyla, o didelė dalis žaibo srovės yra atvirkščiai prijungta prie įrangos ir linijų per apsauginį įžeminimo laidą.

Indukcinis žaibas – tai žaibo smūgiai, generuojami arti ir toliau nuo susijusių pastatų, įrangos ir linijų, sukeliantys susijusių pastatų, įrangos ir linijų viršįtampą. Šis viršįtampio viršįtampis yra nuosekliai sujungtas per elektrostatinę indukciją arba elektromagnetinę indukciją. susijusiai elektroninei įrangai ir linijoms, sukeldami žalą įrangai ir linijoms.
Didelės apimties arba fotovoltinės elektros energijos gamybos sistemos, įrengtos atviruose laukuose ir aukštuose kalnuose, ypač žaibiškose vietose, turi būti įrengti žaibosaugos įžeminimo įrenginiai.
Apsaugos nuo viršįtampių įtaisas (Surge protection Device) yra nepakeičiamas elektroninės įrangos apsaugos nuo žaibo įtaisas. Anksčiau jis buvo vadinamas „žaibo iškrovikliu“ arba „apsauga nuo viršįtampių“. Angliška santrumpa yra SPD. Apsaugos nuo viršįtampių funkcija yra apriboti momentinę viršįtampą, patenkančią į elektros liniją ir signalo perdavimo liniją įtampos diapazone, kurį įranga ar sistema gali atlaikyti, arba nutekėti galingą žaibo srovę į žemę, kad būtų apsaugota įranga ar sistema nebūtų pažeista. Pažeistas nuo smūgio. Toliau aprašomi pagrindiniai fotovoltinės energijos gamybos sistemose dažniausiai naudojamų iškroviklių techniniai parametrai.

(1) Didžiausia nuolatinė darbo įtampa Ucpv: ši įtampos vertė rodo didžiausią įtampą, kuri gali būti taikoma iškrovikliui. Esant šiai įtampai, iškroviklis turi normaliai veikti be gedimų. Tuo pačiu metu įtampa nuolat apkraunama iškrovikliui, nekeičiant iškroviklio darbo charakteristikų.
(2) Nominali iškrovos srovė (In): ji taip pat vadinama vardine iškrovos srove, kuri nurodo didžiausią 8/20 μs žaibo srovės bangos formos vertę, kurią gali atlaikyti iškroviklis.
(3) Didžiausia iškrovos srovė Imax: kai apsaugai vieną kartą pavedama standartinė žaibo banga, kurios bangos forma yra 8/20 ms, didžiausia didžiausia smūgio srovės vertė, kurią apsauga gali atlaikyti.
(4) Apsaugos įtampa lygis Up(In): Didžiausia apsaugos vertė atliekant šiuos bandymus: blykstės įtampa, kurios nuolydis yra 1KV/ms; vardinės iškrovos srovės liekamoji įtampa.
Apsauga nuo viršįtampių naudoja varistorių, turintį puikias netiesines charakteristikas. Įprastomis aplinkybėmis apsauga nuo viršįtampių yra itin didelės varžos būsenoje, o nuotėkio srovė beveik lygi nuliui, užtikrinant normalų elektros energijos tiekimą. Kai elektros sistemoje atsiranda viršįtampis, apsauga nuo viršįtampių iš karto įsijungia per nanosekundes, kad būtų apribotas viršįtampio dydis saugiame įrangos veikimo diapazone. Tuo pačiu metu išsiskiria viršįtampio energija. Vėliau apsauga greitai persijungia į didelės varžos būseną, todėl nedaro įtakos normaliam maitinimo sistemos maitinimui.

Be to, kad žaibas gali generuoti viršįtampio įtampą ir srovę, jis taip pat įvyks didelės galios grandinės uždarymo ir atjungimo momentu, indukcinės apkrovos ir talpinės apkrovos įjungimo arba išjungimo momentu bei didelės elektros energijos sistemos atjungimu arba transformatorius. Didelė perjungimo viršįtampio įtampa ir srovė taip pat pakenks susijusiai įrangai ir linijoms. Siekiant išvengti žaibo indukcijos, mažos galios keitiklio nuolatinės srovės įvesties gale pridedamas varistorius. Maksimali iškrovos srovė gali siekti 10kVA, kuri iš esmės gali patenkinti buitinių fotovoltinių žaibo apsaugos sistemų poreikius.