PV орнотуулары үчүн туруктуу токту чыңалуудан коргоочу шаймандар

Solar Panel PV Combiner Box DC Surge коргоочу шайман

ПВ орнотуулары үчүн туруктуу токтун кескин көтөрүлүүдөн коргоочу шаймандары күндүн нуруна толук дуушар болуш үчүн иштелип чыгышы керек болгондуктан, алар чагылгандын таасири астында өтө алсыз. PV массивинин сыйымдуулугу анын ачык жердин аянты менен түздөн-түз байланыштуу, андыктан чагылгандын мүмкүн болгон таасири тутумдун көлөмүнө жараша өсөт. Жарыктын пайда болушу көп учурларда, корголбогон PV тутумдары негизги компоненттерге бир нече жолу жана олуттуу зыян келтириши мүмкүн. Мунун натыйжасында оңдоо жана алмаштыруу чыгымдары, тутумдун иштебей токтоп калуусу жана кирешелердин жоготулушуна алып келет. Туура иштелип чыккан, көрсөтүлгөн жана орнотулган чыңалуудан коргоочу шаймандар (SPD) чагылгандан коргоочу системалар менен бирдикте колдонулганда чагылгандардын мүмкүн болгон таасирин минималдаштырат.

Негизги элементтерди камтыган чагылгандан коргонуу тутуму, мисалы, аба терминалдары, туура ылдый өткөргүчтөр, бардык ток өткөрүүчү компоненттер үчүн эквипотенциалдык байланыш жана жерге негиздөө принциптери түздөн-түз соккулардан коргонууну камсыз кылат. Эгерде сиздин PV сайтында чагылган коркунучу бар болсо, тобокелге баа берүүчү изилдөө жана зарыл болсо коргоо тутумунун долбоорун иштеп чыгуу үчүн ушул тармакта тажрыйбасы бар кесипкөй электр инженерин жалдоону сунуштайм.

Чагылгандан коргоочу тутумдар менен SPDлердин ортосундагы айырманы түшүнүү керек. Чагылганга каршы коргонуу тутумунун максаты - түз чагылгандын тийгизилишин токту өткөрүүчү электр өткөргүчтөрү аркылуу жерге өткөрүү, ошону менен түзүмдөрдү жана жабдууларды ошол разряддын жолунда калуудан же түздөн-түз урунуудан сактоо. SPDлер электрдик тутумдарда чагылгандын же электр системасынын аномалиясынын түз же кыйыр таасиринен келип чыккан жогорку чыңалуудагы өткөөл процесстердин таасиринен куткаруу үчүн жерге агып чыгуу жолун камсыз кылуу үчүн колдонулат. Сырткы чагылгандан коргонуу тутуму жок болсо дагы, чагылгандын таасири компоненттерге чоң зыян келтириши мүмкүн.

Ушул макаланын максаттары үчүн мен чагылгандан коргонуунун кандайдыр бир түрү бар деп ойлойм жана тиешелүү SPDлерди кошумча пайдалануунун түрлөрүн, функциясын жана артыкчылыктарын карап чыгам. Чакан чагылгандан коргонуу тутуму менен биргеликте, SPDлерди тутумдун негизги жерлеринде колдонуу инверторлор, модулдар, комбайн кутучаларындагы жабдыктар, өлчөө, башкаруу жана байланыш тутумдары сыяктуу негизги компоненттерди коргойт.

СПИДдин мааниси

Массивдерге чагылгандын тийгизген кесепеттеринен тышкары, электр кабелин өз ара байланыштыруу электромагниттик индукциялуу өтмө процесстерге өтө сезгич. Түздөн-түз же кыйыр түрдө чагылгандан келип чыккан өтмө процесстер, ошондой эле пайдалуу коммутация функцияларынын натыйжасында пайда болгон өткөөл процесстер электр жана электрондук жабдууларды өтө кыска мөөнөттүү (ондогон жүздөгөн микросекундалардагы) өтө жогорку чыңалууга дуушар кылат. Бул убактылуу чыңалуунун таасири механикалык бузулуу жана көмүртекти байкап калуу менен байкалган же байкалбай калган, бирок жабдуунун же тутумдун иштебей калышына алып келүүчү кыйроочу компоненттин бузулушуна алып келиши мүмкүн.

Төмөнкү чоңдуктагы өткөөл процесстердин узак мөөнөттүү таасири PV тутумунун жабдыктарындагы диэлектрик жана изоляция материалдарын акыркы жолу бузулганга чейин начарлатат. Мындан тышкары, өлчөө, башкаруу жана байланыш схемаларында чыңалуунун өтмө процесстери пайда болушу мүмкүн. Бул өткөөлдөр жаңылыш сигналдар же маалымат болуп көрүнүп, жабдуулардын иштебей калышына же иштебей калышына алып келиши мүмкүн. SPDлерди стратегиялык жайгаштыруу бул маселелерди жеңилдетет, анткени алар кыска же кысуучу түзүлүш катары иштешет.

SPDлердин техникалык мүнөздөмөлөрү

PV тиркемелеринде колдонулган эң кеңири тараган SPD технологиясы - бул чыңалууну кысуучу шайман катары иштеген металл оксидинин варистору (MOV). SPDдин башка технологияларына кар көчкүнүн кремний диоду, учкундагы көзөмөлгө алынган боштуктар жана газды чыгаруучу түтүктөр кирет. Акыркы экөө - кыска туташуу же лом сыяктуу көрүнгөн коммутатор. Ар бир технологиянын өзгөчөлүктөрү бар, аны белгилүү бир колдонуу үчүн аздыр-көптүр ылайыктуу кылат. Бул шаймандардын айкалышын, алар өз-өзүнчө сунуш кылганга караганда, оптималдуу мүнөздөмөлөрдү берүү үчүн координациялоого болот. 1-таблицада PV тутумдарында колдонулган негизги SPD түрлөрү келтирилген жана алардын жалпы иштөө мүнөздөмөлөрү кеңири чагылдырылган.

SPD өткөөлдүн пайда болгон кыска убактысына чейин абалды тез өзгөртө алышы жана убактылуу токтун чоңдугун сөзсүз түрдө бошото алышы керек. Шайман, ага туташкан жабдууну коргоо үчүн, SPD чынжырындагы чыңалуунун төмөндөшүн минималдаштырышы керек. Акыр-аягы, SPD функциясы ошол схеманын нормалдуу иштешине тоскоол болбошу керек.

SPDнин иштөө мүнөздөмөсү бир нече параметрлер менен аныкталат, алар SPDди тандап жаткан адам түшүнүшү керек. Бул темага байланыштуу көбүрөөк маалымат талап кылынат, бирок төмөнкүлөр эске алынышы керек: максималдуу үзгүлтүксүз иштөө чыңалуусу, AC же DC колдонуу, номиналдык разряд тогу (чоңдук жана толкун формасы менен аныкталат), чыңалуудан коргоо деңгээли ( SPD белгилүү бир токту чыгарып жатканда пайда болгон терминалдык чыңалуу) жана убактылуу ашыкча чыңалуу (SPDге зыян келтирбестен белгилүү бир убакытка чейин колдонула турган үзгүлтүксүз ашыкча чыңалуу).

Ар кандай компоненттер технологияларын колдонгон SPDлер бир эле схемага жайгаштырылышы мүмкүн. Бирок, алардын ортосунда энергетикалык координацияны камсыз кылуу үчүн этияттык менен тандалышы керек. Разряддык деңгээли жогору болгон компоненттик технология колдо болгон убактылуу токтун эң чоң чоңдугун чыгарышы керек, ал эми калган тетиктин технологиясы калдыктын убактылуу чыңалуусун аз көлөмдө азайтканда, төмөнкү чыңалууга түшүрөт.

SPD шайманы иштен чыгып калса, аны чынжырдан ажыратуучу өзүн-өзү коргоочу шайманы болушу керек. Бул ажыратууну айкын кылуу үчүн, көптөгөн SPDлер анын ажыратылгандыгын көрсөткөн желекти көрсөтүшөт. Байланыштардын ажырагыс көмөкчү топтому аркылуу SPD статусун көрсөтүү бул алыскы жерге сигнал бере турган өркүндөтүлгөн функция. Дагы бир маанилүү продукт - SPD иштебей калган модулду шаймандарсыз оңой алмаштырууга мүмкүндүк берген манжалардын коопсуздугун камсыз кылган, алынып салынуучу модулду колдонобу же чынжырды электр кубатынан ажыратуу керекпи.

ПВ орнотуулары үчүн өзгөрүлмө токту коргоочу шаймандар

Булуттардан чагылгандан коргонуу тутумуна чейин чагылган жаркырайт, PV түзүлүшү же жакын жердеги жер алыскы шилтемелерге байланыштуу жердин потенциалынын көтөрүлүшүнө алып келет. Ушул аралыктарды камтыган өткөргүчтөр жабдууну олуттуу чыңалууга дуушар кылат. Жердин потенциалынын жогорулашынын таасири, биринчи кезекте, тармакка байланган PV тутуму менен кызматтын кире беришиндеги коммуналдык кызматтын - жергиликтүү жердин алыскы шилтеме берилген жерге электр менен туташкан жеринин ортосунда туташкан учурда байкалат.

Инвертордун пайдалуу тарабын бузуучу өткөөл процесстерден сактоо үчүн, кызматтын кире беришине чыңалуудан коргоочу орнотуу керек. Бул жерде көрүнүп турган өткөөлдөр чоңдукка жана узактыкка ээ, ошондуктан аларды жогорку разряддуу токтун тийиштүү деңгээлине ээ болгон толкундан коргоо каражаттары менен башкаруу керек. Бул үчүн MOV менен макулдашылып колдонулган учкундагы боштуктар идеалдуу. Учкундун аралыгы технологиясы чагылгандын өткөөл мезгилинде эквипотенциалдык байланыш функциясын камсыз кылуу менен чагылгандын жогорку агымдарын чыгара алат. Координацияланган MOV калдык чыңалууну алгылыктуу деңгээлге чейин кысуу мүмкүнчүлүгүнө ээ.

Жердин потенциалынын көтөрүлүшүнүн таасирлеринен тышкары, инвертордун ac тарабына, ошондой эле кызматтын кире беришинде пайда болгон чагылгандан пайда болгон жана утилитаны которуучу өткөөлдөр таасир этиши мүмкүн. Жабдуунун мүмкүн болгон бузулушун минималдаштыруу үчүн, тийиштүү бааланган өзгөрүлмө токтун чыңалуусунан коргонуу каражаты мүмкүн болушунча инвертордун AC терминалдарына жакын жайгаштырылышы керек, ал эми кесилишинин аянты жетиштүү деңгээлде өткөргүчтөр үчүн эң кыска жана түз жол. Бул долбоордук критерийди аткарбаганда, бошонуу учурунда SPD чынжырындагы чыңалуунун зарыл болгондон жогору төмөндөшүнө алып келет жана корголгон жабдууну зарыл болгондон жогору өткөөл чыңалууга дуушар кылат.

PV орнотуулары үчүн туруктуу токту коргоочу шаймандар

Жакынкы жерге орнотулган түзүмдөргө (чагылгандан коргонуу тутумун кошкондо) түздөн-түз сокку уруу жана булут ичиндеги жана 100 кА кубаттуулуктагы жаркыроолор PV тутумунун туруктуу ток кабелине убактылуу агымдарды алып келген байланышкан магнит талааларын пайда кылышы мүмкүн. Бул убактылуу чыңалуу жабдуу терминалдарында пайда болуп, негизги компоненттердин изоляциясы жана диэлектрик иштен чыгышына алып келет.

Белгиленген жерлерде SPDлерди жайгаштыруу чагылдырылган жана жарым-жартылай чагылган агымдардын таасирин азайтат. SPD электр өткөргүчтөрү менен жерге параллель жайгаштырылат. Ашыкча чыңалуу пайда болгондо, ал жогорку импедансылык шаймандан аз импеданстык түзүлүшкө абалды өзгөртөт. Бул конфигурацияда, SPD жабдуунун терминалдарында боло турган ашыкча чыңалууну минималдаштырып, байланышкан убактылуу токту чыгарат. Бул параллель шайман эч кандай жүк тогун көтөрбөйт. Тандалган SPD туруктуу иштелип, бааланып, туруктуу токтун чыңалуусун колдонуу үчүн бекитилиши керек. Комплекстүү SPD ажыратуу DC тиркемесин үзгүлтүккө учуратышы керек, ал AC тиркемелеринде жок.

Y конфигурациясында MOV модулдарын туташтыруу - бул 600 же 1,000 Vdc максималдуу ачык чынжыр чыңалуусунда иштеген ири коммерциялык жана пайдалуу масштабдагы PV системаларында кеңири колдонулган SPD конфигурациясы. Y-нин ар бир бутунда ар бир устунга жана жерге туташтырылган MOV модулу бар. Негизсиз бир тутумда, ар бир уюлдун ортосунда жана уюл менен жердин ортосунда эки модуль болот. Бул конфигурацияда ар бир модуль тутумдун чыңалуусунун жарымына бааланат, андыктан уюлдан жерге чейин бузуктук пайда болсо дагы, MOV модулдары номиналдык маанисинен ашпайт.

Кубаттан тышкары системанын кескин чыңалуудан коргоосу

Чагылгандын таасирине энергетикалык тутумдун жабдуулары жана тетиктери кандай таасир этсе, ошондой эле бул орнотуулар менен байланышкан өлчөө, контролдоо, приборлор, SCADA жана байланыш тутумдарындагы жабдуулар да бар. Бул учурларда, чыңалуудан коргоочу негизги түшүнүк электр чынжырларындагыдай эле болот. Бирок, бул шайман адатта ашыкча чыңалуу импульстарына чыдамдуу эмес жана ката сигналдарга көбүрөөк кабылышы мүмкүн, ошондой эле чынжырларга катар же параллелдүү компоненттерди кошуу терс таасир тийгизгендиктен, ар бир SPDдин мүнөздөмөлөрүнө көбүрөөк көңүл буруу керек. Бул компоненттер ийилген түгөй, CAT 6 Ethernet же коаксиалдуу RF аркылуу байланышып жаткандыгына жараша конкреттүү SPDлер чакырылат. Мындан тышкары, кубатсыз схемалар үчүн тандалган SPDлер убактылуу агымдарды үзгүлтүксүз чыгара алышы керек, чыңалуунун жетиштүү деңгээлде корголушу жана тутумдун иштешине тоскоол болбошу керек, анын ичинде катардагы импеданс, саптан-сапка жана жер сыйымдуулугунан жана жыштыктын өткөрүү жөндөмүнөн. .

SPDлердин жалпы колдонулушу

SPDлер көп жылдар бою электр чынжырларына колдонулуп келген. Көпчүлүк учурдагы электр чынжырлары өзгөрмө ток тутумдары. Ушундайча, толкундан коргоочу жабдуулар AC тутумдарында колдонуу үчүн иштелип чыккан. Соода жана коммуналдык масштабдагы ири PV тутумдарынын салыштырмалуу жакында киргизилиши жана жайылтылган тутумдардын көбөйүшү, тилекке каршы, AC тутумдары үчүн иштелип чыккан SPDлердин DC тарабына туура эмес колдонулушуна алып келди. Бул учурларда, SPDлер, айрыкча, иштен чыгуу режиминде, туруктуу иштебеген PV системаларынын мүнөздөмөлөрүнөн улам туура эмес иштешет.

MOVs SPD катары кызмат кылуу үчүн мыкты мүнөздөмөлөрдү берет. Эгер алар туура бааланса жана туура колдонулса, анда алар ошол функцияны сапаттуу аткарышат. Бирок, бардык электр буюмдары сыяктуу эле, алар иштен чыгып калышы мүмкүн. Аткарылбаганы айлана-чөйрөнү ысытуудан, шайман көтөрүп чыгарууга ылайыкталгандан ашкан токтордон, көп жолу кубаттануудан же чыңалуунун туруктуу шарттарынан улам келип чыгышы мүмкүн.

Демек, SPDлер зарыл болгон учурда, аларды электр кубаттуулугу менен туруктуу ток контуруна параллель туташтыруудан бөлүп турган, жылуулук режиминде иштей турган ажыраткыч менен иштелип чыккан. SPD иштен чыгуу режимине өткөндө кээ бир ток агып өткөндүктөн, жылуулукту ажыратуучу өчүргүч иштеп жатканда бир аз жаа пайда болот. Айнымалы ток контуруна колдонгондо, генератор берген токтун биринчи нөлдүк кесилиши ал догдурду өчүрөт жана SPD чынжырдан коопсуз чыгарылат. Эгерде ошол эле AC SPD PV тутумунун туруктуу тарабына, айрыкча жогорку чыңалууларга колдонулса, туруктуу токтун толкун формасында токтун нөлдүк кесилиши болбойт. Кадимки термикалык иштетүүчү өчүргүч жаа токун өчүрө албайт жана шайман иштебей калат.

Параллелдүү эритилген айланма схеманы MOV айланасына жайгаштыруу - DC бузуктугу жаасын өчүрүүнүн бир жолу. Термикалык ажыраткыч иштей турган болсо, ачылуучу контакттарда дагы эле жаа пайда болот; бирок ал догдур тогу сакталган камтыган параллель жолго багытталат, ал жерде догду өчүрөт, ал эми камсыздандыруу жарака токту үзгүлтүккө учуратат.

AC тутумдарында колдонулушу мүмкүн болгон SPDден мурунку жогорку эритиндилер DC системаларына туура келбейт. Сактагычты иштетүү үчүн кыска туташкан ток (ашыкча токту коргоочу түзүлүштөгүдөй), генератор аз кубаттуулукта иштеп жаткан учурда жетишсиз болуп калышы мүмкүн. Натыйжада, айрым SPD өндүрүүчүлөрү муну дизайнында эске алышкан. UL өзүнүн акыркы стандарттарын UL 1449 акыркы толкундан коргоочу стандартына толуктоо менен өзгөрттү. Бул үчүнчү басылыш PV системаларына тиешелүү.

SPD текшерүү тизмеси

Көпчүлүк PV орнотуулары дуушар болгон чагылуунун жогорку тобокелдигине карабастан, аларды SPDлерди колдонуу жана туура иштелип чыккан чагылгандан коргоо системасы менен коргоого болот. SPDди натыйжалуу ишке ашыруу төмөнкү ойлорду камтышы керек:

• Системада туура жайгаштыруу
• Токтотуу талаптары
• Жабдык-жер тутумун туура негиздөө жана бириктирүү
• Чыгуу рейтинги
• Voltage коргоо деңгээл
• Каралып жаткан тутумга, анын ичинде DC жана AC тиркемелерине ылайыктуулугу
• Катачылык режими
• Жергиликтүү жана алыскы абалды көрсөтүү
• Оңой алмаштырыла турган модулдар
• Кадимки тутумдун иштешине эч кандай таасир тийгизбөө керек, айрыкча кубатсыз тутумдарга