Odklopniki vezja in zaščitniki prenapetosti: varnostni skrbniki fotovoltaičnih sistemov

Uvod

V sistemih fotovoltaičnih proizvodnje električne energije, razen "zvezdne opreme", kot so sončne panele in pretvorniki, obstajata dva "neizražena junaka", ki tiho varujeta varnost sistema - odklopnike in zaščitnike na prenapetosti (SPD). So kot "varovalke" in "strele" elektroenergetskega sistema, ki nenehno ščitijo celoten fotovoltaični sistem pred električnimi napakami in streli. Ta članek vas bo popeljal skozi pomembne vloge teh dveh ključnih zaščitnih naprav v fotonapetostnih sistemih.

I. odklopnik vezja: "varnostno stikalo" fotovoltaičnih sistemov

Funkcija odklopnika

Odklopniki vezja so najpomembnejše zaščitne naprave v fotonapetostnih sistemih in opravljajo predvsem tri ključne naloge:

Zaščita pred preobremenitvijo: samodejno odrežite vezje, ko tok presega oblikovno vrednost

Zaščita kratkega stika: v primeru okvare kratkega stika se hitro odklopite

Ročno prekinitev povezave: Zagotavlja varno prekinitev povezave za vzdrževanje sistema

2. Posebne zahteve za fotovoltaične namenske odklopnike

Za razliko od navadnih odklopnikov izmeničnega tokokroga, fotovoltaični odklopniki DC vezja zahtevajo posebno zasnovo:

Zmogljivost za gašenje DC ARC: DC loki je težje ugasniti in je potrebno močnejšo oblikovanje lokov

Visoka napetost: delovna napetost fotovoltaičnega sistema lahko doseže več kot 1000 V

Vremenska odpornost: za namestitev na prostem je potrebna odporna proti prahu in voda (vsaj ocena IP65)

3. Tipične lokacije aplikacij

Izhodni terminal serije baterijskih plošč

DC vhodni terminal pretvornika

Komunikacija in omrežje

Ii. Napetalni zaščitnik: obrambna črta pred "električnimi sunki"

Surge grožnja, s katero se soočajo fotovoltaični sistemi

Fotovoltaični sistemi so zaradi velikega distribucijskega območja in izpostavljene lokacije še posebej ranljivi za:

Neposredna strela (nizka verjetnost, vendar zelo uničujoča)

Inducirana strela (najpogostejša grožnja)

Preklopna operacija pretirana vola (sistem, ki ga ustvari notranje sistem)

2. Delovno načelo varovalcev

SPD je v času nanosekund kot "električni preliv":

Zaznajte nenormalno napetost

Vzpostavite pot z nizko impedanco

Kanal nevarne energije v zemljo

3. Posebnost SPD v fotovoltaičnih sistemih

DC SPD: mora biti posebej zasnovan za DC sisteme

Bipolarna zaščita: hkrati ščiti tako pozitivna kot negativna vezja

Neprekinjena delovna napetost: prilagoditi jo je treba na visoko napetost fotonapetostnega sistema

Iii. Sinergistična zaščita: 1+1> 2 Varnostni učinek

V dejanskih sistemih je treba v povezavi uporabiti odklopnike in SPD:

Hierarhični zaščitni sistem

Zaščita na prvi stopnji (dohodni konec črte): tok ojačevanja odvajanja

Sekundarna zaščita (konec porazdelitve): nadaljnji omejitveni preostali tlak

V usklajevanju z odklopniki: Zagotovite varnostno zaščito, ko SPD ne uspe

Tipična shema ožičenja

SPD je povezan vzporedno s črto in zaščiten s serijskim odklopnikom

Iv. Ključne točke za izbiro in vzdrževanje

Izbira odklopnikov

Nazivna napetost je večja ali enaka največji napetosti sistema

Prelomna zmogljivost je večja ali enaka pričakovanemu toku kratkega stika

Izbira SPD

Največja neprekinjena delovna napetost UC je ≥1,2 -krat večja od napetosti sistema

Inrush tok IIMP≥12,5Ka (prvovrstna zaščita)

Predlogi za vzdrževanje

Vsako leto preverite pred sezono nevihte

Bodite pozorni na okno indikatorja stanja SPD

Zabeležite število delovanja odklopnika

Zaključek

V fotovoltaičnih sistemih so odklopniki in zaščitniki prenapetosti kot dva dobro usklajena "varnostna partnerja": odklopniki so odgovorni za reševanje pretiranih napak znotraj sistema, medtem ko se SPD branijo pred zunanjimi napadi. Njihovo sodelovalno delo zagotavlja varno delovanje fotovoltaične elektrarne več kot 25 let. Za lastnike elektrarn je izbira visokokakovostnih zaščitnih naprav in redno vzdrževanje njihov pomemben del zagotavljanja donosa naložbe.