ՖՎ կայանքների համար Ուլտրաձայնային պաշտպանության սարքեր

Արեգակնային վահանակ PV Combiner Box DC Ուլտրաձայնային պաշտպանական սարք

Քանի որ ՖՎ կայանքների համար DC լարումից պաշտպանող սարքերը պետք է նախագծված լինեն արևի լույսի ամբողջական ազդեցությունն ապահովելու համար, դրանք խիստ խոցելի են կայծակի ազդեցության համար: PV զանգվածի հզորությունը անմիջականորեն կապված է նրա ազդեցության ենթարկված մակերեսի հետ, ուստի կայծակի իրադարձությունների հավանական ազդեցությունը մեծանում է համակարգի չափսերով: Այն դեպքերում, երբ լուսավորության դեպքերը հաճախակի են լինում, անպաշտպան PV համակարգերը կարող են կրել հիմնական բաղադրիչների կրկնակի և զգալի վնաս: Սա հանգեցնում է էական վերանորոգման և փոխարինման ծախսերի, համակարգի պարապուրդի և եկամտի կորստի: Պատշաճ կերպով նախագծված, ճշգրտված և տեղադրված գերլարումից պաշտպանող սարքերը (ՊՍD) նվազագույնի են հասցնում կայծակի իրադարձությունների հնարավոր ազդեցությունը, երբ օգտագործվում են կայծակնային պաշտպանության համակարգերի հետ համատեղ:

Կայծակի պաշտպանության համակարգը, որն իր մեջ ներառում է հիմնական տարրեր, ինչպիսիք են օդային տերմինալները, պատշաճ ներքևի դիրիժորները, հոսանքի կրող բոլոր բաղադրիչների համար հավասարազոր կապը և պատշաճ հիմքերի հիմնադրումը ապահովում է պաշտպանություն հովանոցից ուղղակի հարվածներից: Եթե ​​ձեր ՖՎ կայանում կայծակի ռիսկի որևէ մտահոգություն կա, ես խորհուրդ եմ տալիս վարձել պրոֆեսիոնալ էլեկտրիկ-ինժեներ, որը տիրապետում է այս բնագավառում `անհրաժեշտության դեպքում ապահովելու ռիսկի գնահատման ուսումնասիրություն և պաշտպանության համակարգի ձևավորում:

Կարևոր է հասկանալ կայծակի պաշտպանության համակարգերի և SPD- ների տարբերությունը: Կայծակի պաշտպանության համակարգի նպատակը կայծակնային ուղղակի հարվածը ուղիղ հոսանքատար զգալի հաղորդիչների միջոցով երկիր հասցնելն է ՝ այդպիսով կառույցները և սարքավորումները փրկելով այդ արտահոսքի ճանապարհին կամ ուղղակի հարվածից: SPD- ները կիրառվում են էլեկտրական համակարգերի վրա `երկրի վրա արտանետման ուղի ապահովելու համար` այդ համակարգերի բաղադրիչները փրկելու համար կայծակի կամ էլեկտրահաղորդման համակարգի անոմալիաների ուղղակի կամ անուղղակի ազդեցություններից բարձր լարման անցողիկ ազդեցությունից: Նույնիսկ կայծակի պաշտպանության արտաքին համակարգի առկայության դեպքում, առանց SPD- ի, կայծակի հետևանքները կարող են մեծ վնաս հասցնել բաղադրիչներին:

Այս հոդվածի նպատակների համար ես ենթադրում եմ, որ կայծակի պաշտպանության որևէ ձև կա և ուսումնասիրում է համապատասխան SPD- ների լրացուցիչ օգտագործման տեսակները, գործառույթը և օգուտները: Պատշաճ կերպով մշակված կայծակի պաշտպանության համակարգի հետ համատեղ, SPD- ների օգտագործումը համակարգի հիմնական տեղերում պաշտպանում է հիմնական բաղադրիչները, ինչպիսիք են `inverters, modules, սարքավորումները կոմբինատների տուփերում, և չափման, կառավարման և կապի համակարգերը:

SPD- ների կարևորությունը

Theանգվածներին ուղղակի կայծակի հարվածների հետևանքներից բացի, էլեկտրամագնիսականորեն առաջացող անցողիկ հատվածների համար փոխկապակցված էլեկտրական մալուխը շատ ենթակա է: Անմիջապես կամ անուղղակիորեն կայծակի պատճառած անցողիկ դեպքերը, ինչպես նաև կոմունալ-անջատիչ գործառույթներով առաջացած տրանզիտները էլեկտրական և էլեկտրոնային սարքավորումները ենթադրում են շատ կարճ տևողության շատ բարձր գերլարումների (տասնյակ հարյուրավոր միկրովայրկյան): Այս անցողիկ լարման ազդեցությունը կարող է հանգեցնել բաղադրիչի աղետալի ձախողման, որը կարող է նկատելի լինել մեխանիկական վնասով և ածխածնի հետևանքով կամ աննկատելի լինել, բայց այնուհանդերձ սարքավորման կամ համակարգի անսարքություն առաջացնել:

Ավելի փոքր բեռնափոխադրումների երկարատև ազդեցությունը վատթարանում է դիէլեկտրական և մեկուսիչ նյութը ՖՎ համակարգի սարքավորումների մեջ, մինչև վերջնական խզումը տեղի ունենա: Բացի այդ, լարման անցողիկները կարող են հայտնվել չափման, կառավարման և հաղորդակցման շղթաների վրա: Այս անցողիկ հատվածները կարող են թվալ որպես սխալ ազդանշաններ կամ տեղեկություններ, ինչը հանգեցնում է սարքավորումների անսարքության կամ անջատման: SPD- ների ռազմավարական տեղադրումը մեղմացնում է այս խնդիրները, քանի որ դրանք գործում են որպես կարճ կամ սեղմող սարքեր:

SPD- ների տեխնիկական բնութագրերը

PV դիմումներում օգտագործվող ամենատարածված SPD տեխնոլոգիան մետաղական օքսիդի վարիստորն է (MOV), որը գործում է որպես լարման սեղմող սարք: SPD- ի այլ տեխնոլոգիաները ներառում են սիլիցիումի ավալանշ դիոդը, վերահսկվող կայծային բացերը և գազի արտանետման խողովակները: Վերջին երկուսը փոխարկիչ սարքեր են, որոնք հայտնվում են որպես կարճ միացում կամ ագռավ: Յուրաքանչյուր տեխնոլոգիա ունի իր առանձնահատկությունները, ինչը այն քիչ թե շատ հարմար է դարձնում որոշակի կիրառման: Այս սարքերի համակցությունները կարող են նաև համակարգվել `ավելի օպտիմալ բնութագրեր ապահովելու համար, քան նրանք առաջարկում են անհատապես: Աղյուսակ 1-ը թվարկում է ՖՎ համակարգերում օգտագործվող հիմնական SPD տեսակները և մանրամասնում դրանց ընդհանուր գործառնական բնութագրերը:

SPD- ն պետք է կարողանա փոխել իրավիճակները բավականաչափ արագ `անցողիկ ժամանակի կարճ ժամանակահատվածի համար և անցողիկ հոսանքի մեծությունը լիցքաթափել` առանց խափանվելու: Սարքը պետք է նաև նվազագույնի հասցնի լարման անկումը SPD շղթայի վրայով `իր միացած սարքավորումները պաշտպանելու համար: Վերջապես, SPD գործառույթը չպետք է խոչընդոտի այդ շրջանի նորմալ գործառույթին:

SPD- ի գործառնական բնութագրերը որոշվում են մի քանի պարամետրերով, որոնք ով ընտրում է SPD- ները, պետք է հասկանա: Այս առարկան պահանջում է ավելի շատ մանրամասներ, որոնք կարելի է լուսաբանել այստեղ, բայց հետևյալները մի քանի պարամետրեր են, որոնք պետք է հաշվի առնել. Առավելագույն շարունակական աշխատանքային լարում, ac կամ dc կիրառություն, անվանական ելքային հոսանք (սահմանված մեծությամբ և ալիքի ձևով), լարման պաշտպանության մակարդակ ( վերջնական լարում, որն առկա է, երբ SPD- ն արտանետում է որոշակի հոսանք) և ժամանակավոր գերլարում (շարունակական գերլարում, որը կարող է կիրառվել որոշակի ժամանակ `առանց SPD- ի վնասելու):

Տարբեր բաղադրիչ տեխնոլոգիաներ օգտագործող SPD- ները կարող են տեղադրվել նույն շղթաներում: Այնուամենայնիվ, դրանք պետք է ընտրվեն խնամքով, որպեսզի ապահովեն նրանց միջև էներգետիկ համակարգումը: Բաղադրիչի տեխնոլոգիան `ավելի բարձր արտանետման վարկանիշով, պետք է արտանետի մատչելի անցողիկ հոսանքի ամենամեծ մեծությունը, իսկ մյուս բաղադրիչը` նվազեցնելով անցողիկ անցողիկ լարումը ավելի փոքր մեծության, քանի որ արտանետում է ավելի փոքր հոսանք:

SPD- ն պետք է ունենա ինտեգրալ ինքնապաշտպանական սարք, որն անջատում է այն շղթայից, եթե սարքը խափանվի: Այս անջատումն ակնհայտ դարձնելու համար շատ SPD ցուցադրել են դրոշ, որը ցույց է տալիս դրա անջատման կարգավիճակը: Կոնտակտների անբաժանելի օժանդակ փաթեթի միջոցով SPD- ի կարգավիճակի նշումը բարելավված հատկություն է, որը կարող է ազդանշան տրամադրել հեռավոր վայրին: Հաշվի առնելու մեկ այլ կարևոր ապրանքատեսակ այն է, թե արդյոք SPD- ն օգտագործում է մատով անվտանգ, շարժական մոդուլ, որը թույլ է տալիս ձախողված մոդուլը հեշտությամբ փոխարինել առանց գործիքների կամ շղթան հոսանքազրկելու անհրաժեշտության:

AC լարումից պաշտպանող սարքեր ՖՎ կայանքների նկատառումներից

Կայծակն ամպերից բռնկվում է դեպի կայծակի պաշտպանության համակարգը, ՖՎ կառուցվածքը կամ մոտակա գետնին առաջացնում է տեղային վերգետնյա պոտենցիալի բարձրացում ՝ կապված հեռավոր գետնի հղումների հետ: Այս հեռավորությունները տարածող դիրիժորները սարքավորումները ենթադրում են զգալի լարման: Հողի պոտենցիալ բարձրացման հետևանքները հիմնականում զգացվում են ցանցի միջոցով կապակցված ՖՎ համակարգի և ծառայության մուտքի կոմունալ ծառայության միացման կետում `այն կետում, որտեղ տեղական հողը էլեկտրականորեն միացված է հեռավոր հղման հողին:

Լարվածության պաշտպանությունը պետք է տեղադրվի սպասարկման մուտքի մոտ `ինվերտորի օգտակար կողմը վնասող անցողիկ հատվածներից պաշտպանելու համար: Այս վայրում դիտվող անցողիկ հատվածները ունեն մեծ մեծություն և տևողություն, ուստի պետք է կառավարվեն գերլարումով պաշտպանվածությամբ `համապատասխանաբար բարձր ելքային հոսանքի գնահատմամբ: MOV- ի հետ համաձայնեցմամբ օգտագործվող վերահսկվող կայծային բացերը իդեալական են այդ նպատակի համար: Կայծային բացի տեխնոլոգիան կարող է կայծակնային բարձր հոսանքներ արտանետել ՝ կայծակնային անցողիկ ժամանակահատվածում ապահովելով կապի հավասարազոր գործառույթ: Համակարգված MOV- ը հնարավորություն ունի սեղմելու մնացորդային լարումը ընդունելի մակարդակի:

Հողային պոտենցիալի բարձրացման հետևանքներից բացի, ինվերտորի հոսանքի կողմը կարող է ազդել կայծակի պատճառած և կոմունալ-անջատիչ անցումներով, որոնք նույնպես հայտնվում են ծառայության մուտքի մոտ: Սարքավորումների հավանական վնասը նվազագույնի հասցնելու համար պետք է կիրառվի համապատասխանաբար գնահատված հոսանքազրկման պաշտպանությունը հնարավորինս մոտ ինվերտորի հոսանքային տերմինալներին `բավարար խաչմերուկային տարածքի հաղորդիչների համար ամենակարճ և ուղիղ երթուղով: Դիզայնի այս չափանիշը չկիրառելը հանգեցնում է արտանետման ընթացքում անհրաժեշտից բարձր լարման անկմանը SPD շղթայում և պաշտպանված սարքավորումները ենթադրում է անհրաժեշտից բարձր անցողիկ լարման:

Ֆունկցիաների տեղադրման նկատառումներից DC լարումից պաշտպանության սարքեր

Ուղղակի հարվածները մոտակա հիմնավորված կառույցներին (ներառյալ կայծակի պաշտպանության համակարգը) և միջգերատեսչական և ամպային բռնկումները, որոնք կարող են լինել 100 կԱ մեծությամբ, կարող են առաջացնել կապված մագնիսական դաշտեր, որոնք անցողիկ հոսանքներ են ներմուծում PV համակարգի dc մալուխի մեջ: Այս անցողիկ լարումները հայտնվում են սարքավորումների տերմինալներում և հանգեցնում են հիմնական բաղադրիչների մեկուսացման և դիէլեկտրական խափանումների:

Նշված վայրերում SPD տեղադրելը մեղմացնում է այդ ինդուկտիվ և մասնակի կայծակնային հոսանքների ազդեցությունը: SPD- ն զուգահեռ տեղադրվում է էներգետիկ հաղորդիչների և հողի միջև: Այն փոխում է վիճակը բարձր իմպեդանսային սարքից դեպի ցածր իմպեդանսային սարք, երբ տեղի է ունենում գերլարում: Այս կազմաձևում SPD- ն արտանետում է դրա հետ կապված անցողիկ հոսանքը `նվազագույնի հասցնելով գերլարման, որը հակառակ դեպքում կլիներ սարքավորումների տերմինալներում: Այս զուգահեռ սարքը բեռի ոչ մի հոսանք չի կրում: Ընտրված SPD- ն պետք է լինի հատուկ նախագծված, գնահատված և հաստատված `dc PV լարման վրա կիրառելու համար: SPD- ի ինտեգրալ անջատումը պետք է կարողանա ընդհատել ավելի խիստ dc arc- ը, որը չի հայտնաբերվում ac ծրագրերում:

Y կոնֆիգուրացիայում MOV մոդուլները միացնելը սովորաբար օգտագործվող SPD կազմաձև է խոշոր առևտրային և օգտակար մասշտաբի PV համակարգերում, որոնք գործում են առավելագույնը 600 կամ 1,000 Vdc բաց շղթայի լարման դեպքում: Y- ի յուրաքանչյուր ոտքը պարունակում է MOV մոդուլ, որը միացված է յուրաքանչյուր բևեռին և հողին: Չհիմնավորված համակարգում յուրաքանչյուր բևեռի և երկու ձողի և հողի միջև կա երկու մոդուլ: Այս կազմաձևում յուրաքանչյուր մոդուլ գնահատվում է համակարգի լարման կեսի համար, այնպես որ նույնիսկ եթե բևեռից գետնին անսարքություն է առաջացել, MOV մոդուլները չեն գերազանցում դրանց անվանական արժեքը:

Ոչ էներգիայի համակարգի ալիքի պաշտպանության նկատառումներ

Powerիշտ այնպես, ինչպես էլեկտրաէներգիայի համակարգի սարքավորումները և բաղադրիչները ենթակա են կայծակի ազդեցության, այնպես էլ այդ սարքավորումները, որոնք հայտնաբերված են չափման, կառավարման, գործիքավորման, SCADA- ի և հաղորդակցման համակարգերում: Այս դեպքերում գերբեռնվածության պաշտպանության հիմնական գաղափարը նույնն է, ինչ էլեկտրական շղթաներում: Այնուամենայնիվ, քանի որ այս սարքավորումը սովորաբար պակաս հանդուրժող է գերլարումային ազդակների նկատմամբ և ավելի ենթակա է սխալ ազդանշանների և շղթաներին սերիական կամ զուգահեռ բաղադրիչների ավելացման վրա բացասական ազդեցության, ավելի մեծ ուշադրություն պետք է դարձնել յուրաքանչյուր ավելացված SPD- ի հատկություններին: Հատուկ SPD- ներ կանչվում են ըստ այն բանի, թե արդյոք այս բաղադրիչները հաղորդակցվում են ոլորված զույգի, CAT 6 Ethernet- ի կամ coaxial RF- ի միջոցով: Բացի այդ, ոչ էներգիայի շղթաների համար ընտրված SPD- ները պետք է կարողանան առանց խափանումի անցողիկ հոսանքները լիցքաթափել, ապահովել համարժեք լարման պաշտպանության մակարդակ և զերծ մնալ համակարգի գործառույթին միջամտելուց `ներառյալ շարքի իմպեդանսը, գծից ցանցի և հողի հզորությունը և հաճախականության թողունակությունը: ,

SPD- ների ընդհանուր սխալ կիրառություններ

SPD- ները երկար տարիներ կիրառվում են էլեկտրական շղթաների վրա: Contemporaryամանակակից էլեկտրական շղթաների մեծ մասը փոփոխական հոսանքի համակարգեր են: Որպես այդպիսին, գերլարումից պաշտպանող սարքավորումների մեծ մասը նախատեսված է ac համակարգերում օգտագործելու համար: Խոշոր առևտրային և օգտակար մասշտաբային ՖՎ համակարգերի համեմատաբար վերջերս ներդրումը և տեղակայված համակարգերի աճող թիվը, ցավոք, հանգեցրին AC համակարգերի համար նախատեսված SPD- ների dc կողմի սխալ կիրառմանը: Այս դեպքերում SPD- ները կատարում են ոչ պատշաճ, հատկապես դրանց խափանման ռեժիմի ընթացքում, dc PV համակարգերի բնութագրերի պատճառով:

MOV- ը հիանալի բնութագրեր է տալիս SPD ծառայելու համար: Եթե ​​դրանք գնահատվում են պատշաճ կերպով և կիրառվում են ճիշտ, ապա դրանք կատարում են որակապես այդ գործառույթի համար: Այնուամենայնիվ, ինչպես բոլոր էլեկտրական ապրանքները, դրանք նույնպես կարող են ձախողվել: Անսարքությունը կարող է առաջանալ շրջակա միջավայրի տաքացման, լիցքաթափման հոսանքների համեմատ, որոնք սարքն ավելի մեծ է, քան նախատեսված է կարգավորել, չափազանց շատ անգամ լիցքաթափվել կամ անընդհատ գերլարման պայմաններում:

Հետևաբար, SPD- ները նախագծվում են ջերմորեն աշխատող անջատիչ անջատիչով, որը նրանց անհրաժեշտության դեպքում բաժանում է հոսանքազրկված DC շղթային զուգահեռ կապից: Քանի որ SPD- ն ձախողման ռեժիմ է մտնում, երբ մի քանի հոսանքներ են հոսում, ջերմային անջատման անջատիչը գործելիս մի փոքր աղեղ է հայտնվում: AC շղթայի վրա կիրառելիս գեներատորի կողմից մատակարարվող հոսանքի առաջին զրոյական անցումը մարում է այդ աղեղը, իսկ SPD- ն անվտանգ հեռացվում է շղթայից: Եթե ​​այդ նույն AC SPD- ն կիրառվում է PV համակարգի dc կողմում, հատկապես բարձր լարման, dc ալիքի ձևի մեջ հոսանքի զրո հատում չկա: Normalերմորեն աշխատող սովորական անջատիչը չի կարող մարել աղեղի հոսանքը, իսկ սարքը ձախողվում է:

OVուգահեռ միաձուլված շրջանցիկ շրջանի տեղադրումը MOV- ի շուրջ `dc անսարքության աղեղի մարումը հաղթահարելու մեթոդ է: Եթե ​​ջերմային անջատումը գործի, դրա բացման շփումներում աղեղը դեռ հայտնվում է. բայց այդ աղեղի հոսքը վերահղվում է ապահովիչ պարունակող զուգահեռ ուղու, որտեղ աղեղը մարվում է, և ապահովիչը ընդհատում է անսարքության հոսանքը:

Հոսանքն հոսող հոսանքից առաջ SPD- ից առաջ, որը կարող է կիրառվել ac համակարգերի վրա, տեղին չէ dc համակարգերի համար: Ապահովիչը աշխատեցնելու համար առկա է կարճ միացման մատչելի հոսանք (ինչպես գերհոսանքային պաշտպանական սարքում) կարող է բավարար չլինել, երբ գեներատորը հոսանքազրկված է: Արդյունքում, SPD որոշ արտադրողներ դա հաշվի են առել իրենց նախագծման ընթացքում: UL- ը փոփոխել է իր ավելի վաղ ստանդարտը `լրացնելով ալիքի պաշտպանության վերջին ստանդարտին` UL 1449: Այս երրորդ հրատարակությունը հատուկ կիրառելի է ՖՎ համակարգերի համար:

SPD ստուգաթերթ

Չնայած կայծակի բարձր ռիսկին, որին ենթարկվում են շատ PV կայանքներ, դրանք կարող են պաշտպանվել SPD- ների և պատշաճ կերպով մշակված կայծակնային պաշտպանության համակարգի միջոցով: SPD- ի արդյունավետ իրականացումը պետք է ներառի հետևյալ նկատառումները.

• Corիշտ տեղադրում համակարգում
• Դադարեցման պահանջները
• Սարքավորանք-հողային համակարգի պատշաճ հիմնավորում և միացում
• Լիցքաթափման վարկանիշ
• Լարման պահպանության մակարդակը
• Համապատասխանությունը համակարգի համար, ներառյալ dc ընդդեմ ac ծրագրերի
• Ձախողման ռեժիմ
• Տեղական և հեռավոր կարգավիճակի ցուցում
• Հեշտ փոխարինվող մոդուլներ
• Նորմալ համակարգի գործառույթը պետք է ազդի, մասնավորապես ոչ էներգահամակարգերի վրա