Избор и проектиране на предпазни устройства във фотоволтаични системи

Електроцентралите обикновено се инсталират в пустинята или на покрива и компонентите трябва да се монтират на открито. Естествената среда е сурова и природните и причинените от човека бедствия са неизбежни. Природни бедствия като тайфуни, снежни бури и пясък и прах ще повредят оборудването. Безопасността на електроцентралата е много важна. Независимо дали става въпрос за разпределена малка електроцентрала или централизирана мащабна наземна електроцентрала, съществуват определени рискове. Следователно оборудването трябва да бъде оборудвано със специални предпазни устройства, като предпазители и мълниезащитни устройства. , Винаги пазете безопасността на електроцентралата.

1. Предпазител
Предпазителят CHYT е токов протектор, направен на принципа на прекъсване на веригата чрез стопяване на стопилката с топлината, генерирана от самата нея, след като токът надвиши определената стойност за определен период от време. Предпазителите се използват широко в електроразпределителни системи за ниско напрежение, системи за управление и електрическо оборудване. Като защита от късо съединение и свръхток предпазителите са едни от най-често използваните защитни устройства. Предпазителите на фотоволтаичните електроцентрали се делят на DC предпазители и AC предпазители.
DC страната на фотоволтаичната електроцентрала свързва множество струни паралелно към DC шината на DC комбиниращата кутия (централизирана схема) или стринговия инвертор (струнова инверторна схема) в съответствие с конфигурацията на схемата. Когато няколко фотоволтаични низа са свързани паралелно, ако възникне повреда в късо съединение в определен низ, другите низове на DC шината и мрежата ще осигурят ток на късо съединение към точката на късо съединение. Ако липсват съответните защитни мерки, това ще доведе до изгаряне на оборудване, като кабели, свързани към него. В същото време може да причини изгаряне на приставки в близост до оборудването. Понастоящем в Китай има много подобни аварии на покривни фотоволтаични пожари, така че е необходимо да се инсталират защитни устройства в паралелните вериги на всеки низ, за ​​да се подобри безопасността на фотоволтаичните електроцентрали.

Понастоящем предпазители за постоянен ток се използват в комбинирани кутии и инвертори за защита от свръхток. Основните производители на инвертори също смятат предпазителите за основни компоненти на защитата от постоянен ток. В същото време производители на предпазители като Bussman и Littelfuse също пуснаха на пазара предпазители за постоянен ток, специфични за фотоволтаиците.
С нарастващото търсене на DC предпазители във фотоволтаичната индустрия, как правилно да изберете DC предпазители за ефективна защита е проблем, на който както потребителите, така и производителите трябва да обърнат голямо внимание. Когато избирате DC предпазители, не можете просто да копирате AC предпазители. Електрическите спецификации и структурните размери, тъй като има много различни технически спецификации и дизайнерски концепции между двете, са свързани с цялостното разглеждане дали токът на повреда може да бъде прекъснат безопасно и надеждно без инциденти.
1) Тъй като постоянният ток няма точка на пресичане на нулата, при прекъсване на тока на повреда, дъгата може да бъде изгасена бързо сама по себе си под действието на принудителното охлаждане на пълнителя с кварцов пясък, което е много по-трудно от прекъсването на AC дъга. Разумният дизайн и метод на заваряване на чипа, чистотата и съотношението на размера на частиците на кварцовия пясък, точката на топене, методът на втвърдяване и други фактори определят ефективността и ефекта върху принудителното гасене на DC дъгата.
2) При същото номинално напрежение енергията на дъгата, генерирана от DC дъгата, е повече от два пъти по-голяма от енергията на дъгата на AC. За да се гарантира, че всеки участък от дъгата може да бъде ограничен в рамките на контролируемо разстояние и бързо изгасен в същото време, няма да се появи участък Дъгата е директно свързана последователно, за да причини огромен енергиен резерв, което води до инцидент, който предпазителят спуквания, дължащи се на времето на продължителна дъга е твърде дълго. Тръбното тяло на предпазителя за постоянен ток обикновено е по-дълго от предпазителя за променлив ток, в противен случай размерът не може да се види при нормална употреба. Разликата, когато възникне ток на повреда, ще има сериозни последствия.
3) Според препоръчителните данни на Международната организация за технологии за предпазители, дължината на тялото на предпазителя трябва да се увеличава с 10 mm за всяко увеличение на напрежението от 150 V DC и т.н. Когато постояннотоковото напрежение е 1000 V, дължината на тялото трябва да бъде 70 mm.
4) Когато предпазителят се използва в DC веригата, трябва да се вземе предвид комплексното влияние на енергията на индуктивността и капацитета. Следователно времеконстантата L/R е важен параметър, който не може да бъде пренебрегнат. Той трябва да се определи според възникването и скоростта на затихване на тока на повреда на късо съединение на конкретната линейна система. Точната оценка не означава, че можете да изберете основна или второстепенна по желание. Тъй като времевата константа L/R на DC предпазителя определя енергията на прекъсващата дъга, времето на прекъсване и пропускащото напрежение, дебелината и дължината на тялото на тръбата трябва да бъдат избрани разумно и безопасно.
Предпазител за променлив ток: В изходния край на инвертора извън мрежата или входния край на вътрешното захранване на централизирания инвертор трябва да бъде проектиран и инсталиран предпазител за променлив ток, за да се предотврати натоварването от свръхток или късо съединение.

2. Мълниезащита
Основната част от фотоволтаичната система е инсталирана на открито, а разпределителната площ е сравнително голяма. Компонентите и опорите са проводници, които са доста привлекателни за мълния, така че има опасност от преки и непреки удари на мълния. В същото време системата е директно свързана със свързано електрическо оборудване и сгради, така че ударите на мълния във фотоволтаичната система също ще включват свързано оборудване, сгради и електрически товари. За да се избегне повреда от мълния на фотоволтаичната система за производство на електроенергия, е необходимо да се настрои мълниезащита и заземителна система за защита.
Мълнията е явление на електрически разряд в атмосферата. При образуването на облак и дъжд някои части от него натрупват положителни заряди, а другата част натрупват отрицателни заряди. Когато тези заряди се натрупат до определена степен, ще възникне феномен на разряд, образуващ мълния. Мълнията се разделя на директна мълния и индукционна мълния. Директните удари на мълния се отнасят за удари от мълния, които попадат директно върху фотоволтаични масиви, системи за разпределение на постоянен ток, електрическо оборудване и тяхното окабеляване, както и близки зони. Има два начина за проникване на директни удари на мълния: единият е гореспоменатото директно разреждане на фотоволтаични масиви и т.н., така че по-голямата част от високоенергийния ток на мълния се въвежда в сгради или оборудване, линии; другото е, че мълнията може директно да премине през гръмоотводи и т.н. Устройството, което предава тока на мълния в земята, се разрежда, причинявайки мигновено повишаване на земния потенциал и голяма част от тока на мълния се свързва обратно към оборудването и линиите през защитния заземителен проводник.

Индуктивната мълния се отнася до удари на мълния, генерирани в близост и по-далеч от свързаните сгради, оборудване и линии, причиняващи пренапрежение на свързаните сгради, оборудване и линии. Това свръхнапрежение е свързано последователно чрез електростатична индукция или електромагнитна индукция. към свързано електронно оборудване и линии, причинявайки повреда на оборудването и линиите.
За широкомащабни или фотоволтаични системи за генериране на електроенергия, инсталирани на открити полета и високи планини, особено в райони, предразположени към мълния, трябва да бъдат оборудвани заземителни устройства за мълниезащита.
Устройството за защита от пренапрежение (Surge protection Device) е незаменимо устройство в мълниезащитата на електронно оборудване. Преди се е наричал "мълниеотвод" или "защита от пренапрежение". Английското съкращение е SPD. Функцията на предпазителя от пренапрежение е да ограничи мигновеното пренапрежение, което навлиза в електропровода и линията за предаване на сигнала в диапазона на напрежение, който оборудването или системата може да издържи, или да изпусне мощния ток на мълния в земята, така че да защити защитеното оборудване или система от повреда. Повредено от удар. Следва описание на основните технически параметри на отводителите, които обикновено се използват във фотоволтаичните системи за производство на електроенергия.

(1) Максимално непрекъснато работно напрежение Ucpv: Тази стойност на напрежението показва максималното напрежение, което може да бъде приложено към разрядника. При това напрежение разрядникът трябва да може да работи нормално без повреда. В същото време напрежението се натоварва непрекъснато върху разрядника, без да се променят работните характеристики на разрядника.
(2) Номинален разряден ток (In): Нарича се още номинален разряден ток, който се отнася до текущата пикова стойност на вълновата форма на тока на мълния от 8/20 μs, която разрядникът може да издържи.
(3) Максимален разряден ток Imax: Когато стандартна светкавична вълна с форма на вълната от 8/20 ms се приложи към протектора веднъж, максималната пикова стойност на ударния ток, която протекторът може да издържи.
(4) Ниво на защита по напрежение Up(In): Максималната стойност на протектора при следните тестове: напрежението на мигане с наклон от 1KV/ms; остатъчното напрежение на номиналния разряден ток.
Защитата от пренапрежение използва варистор с отлични нелинейни характеристики. При нормални обстоятелства предпазителят от пренапрежение е в състояние на изключително високо съпротивление и токът на утечка е почти нулев, осигурявайки нормално захранване на електроенергийната система. Когато възникне пренапрежение в енергийната система, защитата от пренапрежение ще се включи незабавно в рамките на наносекунди, за да ограничи големината на пренапрежението в рамките на безопасния работен диапазон на оборудването. В същото време се освобождава енергията на пренапрежението. Впоследствие протекторът бързо преминава във високоимпедансно състояние, като по този начин не засяга нормалното захранване на електроенергийната система.

Освен че мълнията може да генерира пренапрежение и ток, тя ще възникне и в момента на затваряне и изключване на верига с висока мощност, момента на включване или изключване на индуктивен товар и капацитивен товар и изключване на голяма електроенергийна система или трансформатор. Големите пренапрежения и ток при превключване също ще причинят щети на свързаното оборудване и линии. За да се предотврати индукцията на мълния, варисторът е добавен към края на DC входа на инвертора с ниска мощност. Максималният разряден ток може да достигне 10kVA, което може да отговори основно на нуждите на домакинските фотоволтаични системи за мълниезащита.