DC bylgjuverndartæki fyrir PV uppsetningar

Sól spjaldið PV Combiner Box DC bylgja hlífðarbúnaður

Vegna þess að jafnvægisstyrkur fyrir bylgjuvörn fyrir sólaruppbyggingar verður að hanna þannig að hann útsýni fyrir sólarljósi, þá eru þeir mjög viðkvæmir fyrir eldingum. Afköst PV-fylkis eru í beinum tengslum við útsett yfirborð þess, þannig að hugsanleg áhrif eldingaratburða aukast með stærð kerfisins. Þar sem lýsing er tíð geta óvarin sólkerfi orðið fyrir endurteknum og verulegum skemmdum á lykilþáttum. Þetta hefur í för með sér umtalsverðan viðgerðarkostnað og endurnýjunarkostnað, kerfistímabil og tekjutap. Rétt hannaðir, tilgreindir og uppsettir bylgjuvörnartæki (SPD) lágmarka hugsanleg áhrif eldingaratburða þegar þau eru notuð samhliða verkfræðilegum eldingarvörnarkerfum.

Eldingarvörnarkerfi sem felur í sér grunnþætti eins og loftskip, rétta dúnleiðara, tengibúnað fyrir alla núverandi burðarhluta og réttar jarðtengingarreglur veitir tjaldhiminn gegn beinum höggum. Ef áhyggjur eru af eldingaráhættu á PV staðnum þínum, mæli ég eindregið með því að ráða faglegan rafvirkja með sérþekkingu á þessu sviði til að veita áhættumatsrannsókn og verndarkerfishönnun ef nauðsyn krefur.

Það er mikilvægt að skilja muninn á eldingarvörnarkerfum og SPD. Markmið eldingarvarnarkerfis er að beina eldingu í gegnum umtalsverða straumleiðara til jarðar og bjarga þannig mannvirkjum og búnaði frá því að vera á vegi þessarar losunar eða verða beint fyrir höggi. SPD er beitt á rafkerfi til að veita losunarleið til jarðar til að forða íhlutum kerfanna frá því að verða fyrir háspennutímum af völdum beinna eða óbeinna áhrifa eldinga eða frávika í rafkerfi. Jafnvel með utanaðkomandi eldingarvörnarkerfi á sínum stað, án SPDs, geta áhrif eldinga enn valdið stórskemmdum á íhlutum.

Að því er varðar þessa grein geri ég ráð fyrir að einhvers konar eldingarvörn sé til staðar og kanna tegundir, virkni og ávinning af viðbótar notkun viðeigandi SPD. Í sambandi við rétt hannað eldingarvörnarkerfi verndar notkun SPD á lykilkerfisstöðum helstu íhluti eins og víxlvélar, einingar, búnað í blöndunarkössum og mæli-, stjórnunar- og samskiptakerfi.

Mikilvægi SPDs

Burtséð frá afleiðingum beinna eldinga til fylkja, er samtengd rafmagnsleiðsla mjög næm fyrir tímabundnum rafsegulsvöldum. Tímabundin bein eða óbein af völdum eldinga, sem og tímabundin myndun með aðgerðaskiptaaðgerðum, verða raf- og rafeindabúnaður fyrir mjög háum yfirspennum af mjög stuttum tíma (tugir til hundruð míkrósekúndur). Útsetning fyrir þessum tímabundnu spennu getur valdið hörmulegu bilun íhluta sem getur orðið vart við vélrænan skaða og kolefnisleit eða verið óséð en samt valdið bilun í búnaði eða kerfi.

Langtíma útsetning fyrir skammvinnri stærðargráðu versnar raf- og einangrunarefni í búnaði fyrir PV-kerfi þar til endanlegt sundurliðun verður. Að auki geta spennustundir komið fram á mælingum, stýringum og samskiptahringrásum. Þessir skammvinnir geta virst vera villuríki eða upplýsingar sem valda því að búnaður bilar eða lokast. Stefnumörkun staðsetningar SPD draga úr þessum málum vegna þess að þau virka sem styttingar- eða klemmutæki.

Tæknilegir eiginleikar SPDs

Algengasta SPD tæknin sem notuð er í PV forritum er málmoxíð varistor (MOV), sem virkar sem spennuþvingunarbúnaður. Önnur SPD tækni felur í sér kísil snjóflóðadíóða, stýrða neista eyður og gas losun rör. Tveir síðastnefndu eru skiptibúnaður sem birtist sem skammhlaup eða járnbrautarlínur. Hver tækni hefur sín sérkenni, sem gerir hana meira eða minna hentuga fyrir ákveðið forrit. Einnig er hægt að samræma samsetningar þessara tækja til að veita ákjósanlegri eiginleika en þau bjóða upp á fyrir sig. Í töflu 1 eru helstu SPD gerðir sem notaðar eru í ljósakerfi og nákvæmar almennar eiginleikar þeirra.

SPD verður að geta breytt ríkjum nógu hratt í þann stutta tíma sem tímabundinn er til staðar og til að losa um stærð tímabundins straum án þess að mistakast. Tækið verður einnig að lágmarka spennufall yfir SPD hringrásina til að vernda búnaðinn sem það er tengt við. Að lokum ætti SPD aðgerð ekki að trufla eðlilega virkni þeirrar hringrásar.

SPD rekstrareiginleikar eru skilgreindir með nokkrum breytum sem hver sem er að velja fyrir SPD verður að skilja. Þetta viðfangsefni krefst frekari upplýsinga sem hægt er að fjalla um hér, en eftirfarandi eru nokkrar breytur sem ætti að taka til greina: hámarks samfelld rekstrarspenna, rafstraumur eða rafstraumur, nafnstraustur (skilgreindur með stærðargráðu og bylgjulögun), spennuverndarstig ( skautspennu sem er til staðar þegar SPD er að losa ákveðinn straum) og tímabundin yfirspenna (samfelld yfirspenna sem hægt er að beita í ákveðinn tíma án þess að SPD skemmist).

SPD með mismunandi íhlutatækni er hægt að setja í sömu hringrásir. Hins vegar verður að velja þau með varúð til að tryggja samhæfingu orkunnar á milli þeirra. Íhlutatæknin með hærri losunarstigið verður að losa mestu magn tímabundins straums í boði en hin íhlutatæknin minnkar leifar tímabundna spennu í lægri stærð þar sem hún losar minni straum.

SPD verður að hafa óaðskiljanlegt sjálfverndarbúnað sem aftengir það frá hringrásinni ef tækið bilar. Til að gera þessa sambandsleysi áberandi sýna mörg SPD-skjöl fána sem gefur til kynna stöðutengingu þess. Að benda á stöðu SPD í gegnum óaðskiljanlegt tengilið tengiliða er aukinn eiginleiki sem getur gefið merki til afskekktrar staðsetningar. Annað mikilvægt vörueinkenni sem þarf að hafa í huga er hvort SPD notar finguröruggan, færanlegan eining sem gerir kleift að skipta auðveldlega um misheppnaða einingu án tækja eða þörfina fyrir að gera rafrásina óvirk.

AC Surge Protection Devices fyrir PV Installations Athuganir

Elding blikkar frá skýjum til eldingarvarnarkerfisins, PV mannvirkisins eða nærliggjandi jörð valda staðbundinni hækkun á jarðvegi með tilliti til fjarlægra tilvísana til jarðar. Leiðarar sem spanna þessar vegalengdir verða fyrir búnaði fyrir verulegum spennum. Áhrif hækkana á jörðu niðri geta fyrst og fremst komið fram á tengipunktinum milli netkerfisbundins PV kerfis og veitunnar við þjónustuinnganginn - punktinn þar sem staðbundin jörð er tengd rafmagni við fjarlægan jörð sem vísað er til.

Setja skal bylgjuvörn við þjónustuinnganginn til að vernda veituhlið inverterans gegn skemmdum skammvinnum hlutum. Bráðabirgðirnar sem sjást á þessum stað eru af mikilli stærðargráðu og lengd og því verður að stjórna þeim með bylgjuvörn með viðeigandi háum frárennslisstraumum. Stýrðir neistahlerar sem notaðir eru í samhæfingu við MOV eru tilvalnir í þessum tilgangi. Neistabils tækni getur losað um háa eldingarstrauma með því að veita jafnvægis tengibúnað meðan á eldingu er tímabundið. Samræmt MOV hefur getu til að klemma afgangsspennuna á viðunandi stig.

Til viðbótar við áhrif hækkunar á jörðu niðri, getur AC-hliðin á inverterinu haft áhrif á eldingar af völdum tímabundinna rafmagnsbreytinga sem birtast einnig við þjónustuinnganginn. Til að lágmarka hugsanlegan skemmd á búnaði skal nota straumspennuvörn á viðeigandi hátt eins nálægt rafstöðvum rafspennunnar og mögulegt er, með stystu og beinu leið fyrir leiðara með nægilegt þversniðssvæði. Að innleiða ekki þessa hönnunarviðmiðun leiðir til meiri spennufalls en nauðsyn krefur í SPD hringrásinni meðan á útskrift stendur og afhjúpar verndaða búnaðinn fyrir hærri tímabundinni spennu en nauðsyn krefur.

DC bylgjuverndartæki fyrir sjónarmið vegna PV-stöðva

Bein högg að nálægum jarðtengdum mannvirkjum (þ.m.t. eldingarvörnarkerfi) og millibils- og skýjablik sem geta verið að stærð 100 kA geta valdið tengdum segulsviðum sem framkalla tímabundna strauma í ljósleiðarakerfi. Þessar tímabundnu spennur koma fram við útstöðvar búnaðarins og valda einangrun og bilun í lykilhlutum.

Að setja SPD á tilgreinda staði dregur úr áhrifum þessara völdum og hluta eldingarstrauma. SPD er komið fyrir samhliða orkuleiðslumönnum og jörðu. Það breytir ástandi frá háviðnámstæki í lágt viðnámstæki þegar ofspenna kemur fram. Í þessari stillingu hleypir SPD af tengdum tímabundnum straumi og lágmarkar þá yfirspennu sem annars væri til staðar í búnaðarstöðvunum. Þetta samhliða tæki ber engan álagsstraum. Valinn SPD verður að vera sérstaklega hannaður, metinn og samþykktur til notkunar á DC spennu. Óaðskiljanlegur SPD aftenging verður að geta truflað alvarlegri DC ljósboga, sem er ekki að finna á AC forritum.

Að tengja MOV einingar í Y stillingum er algeng SPD stilling á stórum PV kerfum í atvinnuskyni og notkunar sem starfa við hámarks opna hringrás spennu 600 eða 1,000 Vdc. Hver fótur Y inniheldur MOV einingu tengd við hverja stöng og við jörðu. Í ógrunnu kerfi eru tveir einingar á milli hverrar stöngar, og milli bæði stangar og jarðar. Í þessari stillingu er hver eining metin fyrir helming spenna kerfisins, svo jafnvel þó stangir til jarðar komi upp, fara MOV einingarnar ekki yfir gildið.

Hugleiðingar um öryggisleysi við kerfisleysi

Rétt eins og rafkerfi búnaður og íhlutir eru næmir fyrir áhrifum eldinga, þá er búnaðurinn að finna í mælingum, stjórnun, tækjabúnaði, SCADA og samskiptakerfum sem tengjast þessum uppsetningum. Í þessum tilfellum er grunnhugtakið bylgjuvörn það sama og það er á aflrásum. Hins vegar, vegna þess að þessi búnaður þolir yfirleitt ekki of mikið spennu og er næmari fyrir mistökum merkjum og að það sé haft slæm áhrif af því að bæta við röð eða samsíða íhlutum í hringrásina, verður að gæta meiri að eiginleikum hvers SPD sem bætt er við. Sérstakar SPD eru kallaðar eftir því hvort þessir þættir hafa samskipti í gegnum snúið par, CAT 6 Ethernet eða koaxial RF. Að auki verða SPD-vélar, sem valdar eru fyrir rafmagn sem ekki er afl, að geta losað tímabundna strauma án bilunar, til að veita fullnægjandi spennuverndunarstig og forðast að trufla virkni kerfisins - þ.mt röð viðnám, línu-til-lína og jarðrýmd og tíðni bandbreidd .

Algeng misnotkun SPD

SPD hefur verið beitt á rafrásir í mörg ár. Flestar nútíma aflrásir eru víxlstraumskerfi. Sem slíkur hefur flestir bylgja varnarbúnaður verið hannaður til notkunar í rafkerfi. Tiltölulega nýleg kynning á stórum PV-kerfum í atvinnuskyni og gagnsemi og aukinn fjöldi kerfa sem sett hafa verið í notkun hefur því miður leitt til þess að misnotkun á DC-hlið SPD er hönnuð fyrir rafkerfi. Í þessum tilvikum koma SPD-skjalin illa út, sérstaklega meðan á bilunarstöðu stendur vegna einkenna DC-kerfa.

MOVs veita framúrskarandi eiginleika til að þjóna sem SPD. Ef þeir eru metnir á réttan hátt og þeim beitt á réttan hátt, framkvæma þeir á vandaðan hátt fyrir þá aðgerð. En eins og allar rafvörur geta þær bilað. Bilun getur stafað af hitun umhverfis, losunarstrauma sem eru meiri en tækið er hannað til að takast á við, losun of oft eða verða fyrir stöðugri yfirspennu.

Þess vegna eru SPD hönnuð með hitastýrðum aftengingarrofa sem aðgreinir þá frá samhliða tengingunni við orkugjafa DC hringrás ef það yrði nauðsynlegt. Þar sem einhver straumur flæðir í gegnum þegar SPD fer í bilunarstillingu birtist lítill boga þegar hitatengibúnaðurinn virkar. Þegar það er notað á rafstraumsrofa slökknar fyrsta núll yfir rafalinn sem er til staðar með rafboga og SPD er örugglega fjarlægður úr hringrásinni. Ef sama AC SPD er beitt á DC hlið PV kerfis, sérstaklega háspennu, er enginn núll yfir núverandi í DC bylgjuformi. Venjulegur hitastýrður rofi getur ekki slökkt á ljósbogastraumnum og tækið bilar.

Að setja samsíða sameinaðan framhjáhring í kringum MOV er ein aðferð til að vinna bug á slökkvibúi á DC-biluninni. Ef hitatengingin virkar birtist enn bogi yfir opnu snerturnar; en þeim boga straumi er vísað á samsíða braut sem inniheldur öryggi þar sem slökkt er á boga og öryggi truflar bilunarstrauminn.

Uppstreymisbræðsla á undan SPD, eins og hægt er að nota á AC-kerfi, er ekki viðeigandi á DC-kerfi. Skammhlaupsstraumurinn sem er til staðar til að stjórna örygginu (eins og í ofstraumsvörnartæki) er kannski ekki nægur þegar rafallinn er með minni afl. Þess vegna hafa sumir framleiðendur SPD tekið tillit til þessa við hönnun sína. UL hefur breytt fyrri staðli sínum með viðbót við nýjasta bylgjuvarnarstaðalinn - UL 1449. Þessi þriðja útgáfa á sérstaklega við PV kerfi.

SPD Gátlisti

Þrátt fyrir mikla eldingarhættu sem mörg sólkerfisvirki verða fyrir, er hægt að vernda þau með því að nota SPD og rétt hannað eldingarvörnarkerfi. Árangursrík SPD-framkvæmd ætti að fela í sér eftirfarandi sjónarmið:

• Rétt staðsetning í kerfinu
• Uppsagnarkröfur
• Rétt jarðtenging og tenging jörðarkerfisins
• Útskriftarmat
• Spennahlífar
• Hæfni fyrir viðkomandi kerfi, þ.mt forrit fyrir straumspennu á móti straumspennu
• Bilunarstilling
• Staðbundin og fjarlæg staðaábending
• Auðvelt að skipta um einingar
• Venjuleg kerfisvirkni ætti að hafa áhrif, sérstaklega á kerfi sem ekki eru rafmagn