Tagħmir ta 'Protezzjoni kontra Ż-Żid DC għal Installazzjonijiet PV
Solar Panel PV Combiner Box DC Surge Protezzjoni Apparat
Minħabba li l-Mezzi ta 'Protezzjoni kontra l-Ħruġ DC għal Installazzjonijiet PV għandhom ikunu ddisinjati biex jipprovdu espożizzjoni sħiħa għad-dawl tax-xemx, huma vulnerabbli ħafna għall-effetti tas-sajjetti. Il-kapaċità ta 'firxa PV hija direttament relatata mal-erja tal-wiċċ esposta tagħha, għalhekk l-impatt potenzjali ta' avvenimenti ta 'sajjetti jiżdied mad-daqs tas-sistema. Fejn l-okkorrenzi tad-dawl huma frekwenti, sistemi PV mhux protetti jistgħu jsofru ħsara ripetuta u sinifikanti lill-komponenti ewlenin. Dan jirriżulta fi spejjeż sostanzjali ta 'tiswija u tibdil, waqfien tas-sistema u telf ta' dħul. Apparati ta 'protezzjoni kontra l-mewġ (SPDs) iddisinjati, speċifikati u installati kif suppost inaqqsu l-impatt potenzjali ta' avvenimenti ta 'sajjetti meta jintużaw flimkien ma' sistemi ta 'protezzjoni kontra s-sajjetti maħduma.
Sistema ta 'protezzjoni mis-sajjetti li tinkorpora elementi bażiċi bħal terminali ta' l-arja, kondutturi 'l isfel xierqa, twaħħil ekwipotenzjali għall-komponenti kollha li jġorru l-kurrent u prinċipji xierqa ta' l-ert jipprovdu kanupew ta 'protezzjoni kontra strajks diretti. Jekk hemm xi tħassib dwar ir-riskju tas-sajjetti fis-sit PV tiegħek, nirrakkomanda ħafna li tqabbad inġinier elettriku professjonali b'kompetenza f'dan il-qasam biex jipprovdi studju ta 'valutazzjoni tar-riskju u disinn tas-sistema ta' protezzjoni jekk meħtieġ.
Huwa importanti li tifhem id-differenza bejn is-sistemi ta 'protezzjoni mis-sajjetti u l-SPDs. L-iskop ta 'sistema ta' protezzjoni mis-sajjetti huwa li jmexxi sajjetta diretta permezz ta 'kondutturi sostanzjali li jġorru l-kurrent lejn l-art, u b'hekk isalvaw strutturi u tagħmir milli jkunu fil-passaġġ ta' dak il-ħatt jew jintlaqtu direttament. L-SPDs huma applikati għal sistemi elettriċi biex jipprovdu mogħdija ta 'skarika lejn l-art biex isalvaw il-komponenti ta' dawk is-sistemi milli jkunu esposti għat-tranżitorji ta 'vultaġġ għoli kkawżati mill-effetti diretti jew indiretti ta' sajjetti jew anomaliji tas-sistema ta 'enerġija. Anke b'sistema esterna ta 'protezzjoni kontra s-sajjetti f'postha, mingħajr SPDs, l-effetti tas-sajjetti xorta jistgħu jikkawżaw ħsara kbira lill-komponenti.
Għall-finijiet ta 'dan l-artikolu, nassumi li hemm xi forma ta' protezzjoni mis-sajjetti f'postha u neżamina t-tipi, il-funzjoni u l-benefiċċji tal-użu addizzjonali ta 'SPDs xierqa. Flimkien ma 'sistema ta' protezzjoni mis-sajjetti maħduma sewwa, l-użu ta 'SPDs f'postijiet ewlenin tas-sistema jipproteġi komponenti maġġuri bħal inverter, moduli, tagħmir f'kaxxi ta' kombinaturi, u sistemi ta 'kejl, kontroll u komunikazzjonijiet.
L-Importanza tal-SPDs
Minbarra l-konsegwenzi ta 'sajjetti diretti għall-matriċi, l-interkonnettjar tal-kejbils tal-enerġija huwa suxxettibbli ħafna għal temporanji indotti elettromanjetikament. Tranżitorji direttament jew indirettament ikkawżati minn sajjetti, kif ukoll tranżitorji ġġenerati minn funzjonijiet li jibdlu l-utilità, jesponu t-tagħmir elettriku u elettroniku għal vultaġġi għoljin ħafna ta 'tul qasir ħafna (għexieren sa mijiet ta' mikrosekondi). L-espożizzjoni għal dawn il-vultaġġi temporanji tista 'tikkawża ħsara katastrofika tal-komponent li tista' tkun notevoli minn ħsara mekkanika u traċċar tal-karbonju jew ma tkunx innotabbli iżda xorta tikkawża ħsara fit-tagħmir jew fis-sistema.
Espożizzjoni fit-tul għal tranżitorji ta 'kobor aktar baxx tiddeterjora materjal dielettriku u ta' insulazzjoni fit-tagħmir tas-sistema PV sakemm ikun hemm ħsara finali. Barra minn hekk, transitorji ta 'vultaġġ jistgħu jidhru fuq ċirkwiti ta' kejl, kontroll u komunikazzjoni. Dawn it-tranżitorji jistgħu jidhru li huma sinjali jew informazzjoni żbaljata, li jikkawżaw li t-tagħmir ma jaħdimx sew jew jingħalaq. It-tqegħid strateġiku ta 'SPDs itaffi dawn il-kwistjonijiet minħabba li jiffunzjonaw bħala apparat ta' shorting jew clamping.
Karatteristiċi Tekniċi ta 'SPDs
L-iktar teknoloġija SPD komuni użata f'applikazzjonijiet PV hija l-varistor tal-ossidu tal-metall (MOV), li jiffunzjona bħala apparat għall-ikklampjar tal-vultaġġ. Teknoloġiji SPD oħra jinkludu d-dijodu tal-valanga tas-silikon, spark gaps ikkontrollati, u tubi li jarmu l-gass. It-tnejn tal-aħħar huma apparat li jaqleb li jidher bħala short circuits jew crowbars. Kull teknoloġija għandha l-karatteristiċi tagħha stess, li tagħmilha aktar jew inqas adattata għal applikazzjoni speċifika. Kombinazzjonijiet ta 'dawn l-apparati jistgħu wkoll jiġu kkoordinati biex jipprovdu aktar karatteristiċi ottimali milli joffru individwalment. It-Tabella 1 telenka t-tipi SPD maġġuri użati fis-sistemi PV u tagħti dettalji tal-karatteristiċi operattivi ġenerali tagħhom.
SPD għandu jkun kapaċi jibdel l-istati malajr biżżejjed għall-ħin qasir li jkun hemm preżenti u li jarmi l-kobor tal-kurrent li jgħaddi mingħajr ma tfalli. L-apparat għandu wkoll jimminimizza l-waqgħa tal-vultaġġ madwar iċ-ċirkwit SPD biex jipproteġi t-tagħmir li huwa mqabbad miegħu. Finalment, il-funzjoni SPD m'għandhiex tinterferixxi mal-funzjoni normali ta 'dak iċ-ċirkwit.
Il-karatteristiċi operattivi tal-SPD huma definiti minn diversi parametri li kull min qed jagħmel l-għażla għall-SPDs għandu jifhem. Dan is-suġġett jirrikjedi aktar dettalji li jistgħu jiġu koperti hawnhekk, imma dawn li ġejjin huma xi parametri li għandhom jiġu kkunsidrati: vultaġġ operattiv kontinwu massimu, applikazzjoni ta 'ac jew dc, kurrent nominali ta' skarika (definit minn kobor u forma ta 'mewġ), livell ta' protezzjoni tal-vultaġġ ( vultaġġ terminali li huwa preżenti meta l-SPD ikun qed jeħles kurrent speċifiku) u vultaġġ żejjed temporanju (vultaġġ żejjed kontinwu li jista 'jiġi applikat għal ħin speċifiku mingħajr ma ssir ħsara lill-SPD).
SPDs li jużaw teknoloġiji komponenti differenti jistgħu jitqiegħdu fl-istess ċirkwiti. Madankollu, għandhom jintgħażlu b'attenzjoni biex jiżguraw il-koordinazzjoni tal-enerġija bejniethom. It-teknoloġija tal-komponent bil-klassifikazzjoni ta 'skarika ogħla għandha tarmi l-ikbar kobor tal-kurrent temporanju disponibbli filwaqt li t-teknoloġija tal-komponent l-ieħor tnaqqas il-vultaġġ temporanju residwu għal kobor aktar baxx peress li teħles kurrent inqas.
L-SPD għandu jkollu apparat integrali li jipproteġi lilu nnifsu li jiskonnettjah miċ-ċirkwit jekk l-apparat ifalli. Biex tagħmel din l-iskonnessjoni apparenti, ħafna SPDs juru bandiera li tindika l-istatus ta 'skonnettjar tagħha. L-indikazzjoni tal-istatus tal-SPD permezz ta 'sett awżiljarju integrali ta' kuntatti hija karatteristika mtejba li tista 'tipprovdi sinjal għal post remot. Karatteristika oħra tal-prodott importanti li għandek tikkonsidra hija jekk l-SPD jużax modulu li jista 'jitneħħa li jista' jinqala 'bis-swaba' u li jippermetti li modulu li jkun falla jinbidel faċilment mingħajr għodda jew il-ħtieġa li ċ-ċirkwit jitneħħa l-enerġija.
Mezzi ta 'Protezzjoni ta' Żejda AC għal Kunsiderazzjonijiet ta 'Installazzjonijiet PV
Is-sajjetti jteptep mis-sħab għas-sistema ta ’protezzjoni kontra s-sajjetti, l-istruttura PV jew art fil-viċin jikkawżaw lok lokali ta’ potenzjal tal-art fir-rigward ta ’referenzi tal-art imbiegħda. Kondutturi li jkopru dawn id-distanzi jesponu t-tagħmir għal vultaġġi sinifikanti. L-effetti ta 'żidiet fil-potenzjal ta' l-art huma primarjament esperjenzati fil-punt ta 'konnessjoni bejn sistema PV marbuta mal-grilja u l-utilità fid-daħla tas-servizz - il-punt fejn l-art lokali hija konnessa elettrikament ma' art referenzjata 'l bogħod.
Il-protezzjoni kontra ż-żieda f'daqqa għandha titqiegħed fid-daħla tas-servizz biex tipproteġi n-naħa ta 'utilità tal-inverter minn temporanji li jagħmlu ħsara. It-tranżitorji li jidhru f'dan il-post huma ta 'kobor u tul ta' żmien għoljin u għalhekk għandhom ikunu ġestiti minn protezzjoni kontra ż-żidiet b'livelli ta 'kurrent ta' skarika għolja kif xieraq. L-isparkijiet ikkontrollati użati f'koordinazzjoni ma 'MOVs huma ideali għal dan il-għan. It-teknoloġija ta 'Spark gap tista' tarmi kurrenti ta 'sajjetti għoljin billi tipprovdi funzjoni ta' rbit ekwipotenzjali matul il-beraq temporanju. Il-MOV ikkoordinat għandu l-abbiltà li jwaħħal il-vultaġġ residwu għal livell aċċettabbli.
Minbarra l-effetti ta 'żieda fil-potenzjal tal-art, in-naħa ac tal-inverter tista' tiġi affettwata minn temporanji kkaġunati mis-sajjetti u li jibdlu l-utilità li jidhru wkoll fid-daħla tas-servizz. Biex timminimizza l-ħsara potenzjali tat-tagħmir, għandha tiġi applikata protezzjoni kontra ż-żieda fil-kurrent AC ratata kemm jista 'jkun qrib it-terminali ac tal-inverter, bl-iqsar u l-iktar rotta dritta għal kondutturi ta' erja trasversali suffiċjenti. Jekk ma timplimentax dan il-kriterju tad-disinn jirriżulta fi waqgħa ta 'vultaġġ ogħla milli meħtieġ fiċ-ċirkwit SPD waqt il-ħatt u tesponi t-tagħmir protett għal vultaġġi temporanji ogħla milli meħtieġ.
Mezzi ta 'Protezzjoni ta' Żewġ DC għal Kunsiderazzjonijiet ta 'Installazzjonijiet PV
Strajki diretti għal strutturi ertjati fil-viċinanza (inkluża s-sistema ta ’protezzjoni kontra s-sajjetti), u fwawar inter- u intra-sħaba li jistgħu jkunu ta’ kobor ta ’100 kA jistgħu jikkawżaw kampi manjetiċi assoċjati li jinduċu kurrenti temporanji fil-kejbils tas-sistema PV dc. Dawn il-vultaġġi temporanji jidhru fit-terminals tat-tagħmir u jikkawżaw insulazzjoni u fallimenti dielettriċi tal-komponenti ewlenin.
It-tqegħid ta 'SPDs f'postijiet speċifikati jtaffi l-effett ta' dawn il-kurrenti tas-sajjetti indotti u parzjali. L-SPD jitqiegħed b'mod parallel bejn il-kondutturi enerġizzati u l-art. Jibdel l-istat minn apparat ta 'impedenza għolja għal apparat ta' impedenza baxxa meta sseħħ il-vultaġġ żejjed. F'din il-konfigurazzjoni, l-SPD joħroġ il-kurrent temporanju assoċjat, u jimminimizza l-vultaġġ żejjed li kieku jkun preżenti fit-terminals tat-tagħmir. Dan l-apparat parallel ma jġorr l-ebda kurrent tat-tagħbija. L-SPD magħżul għandu jkun iddisinjat speċifikament, ikklassifikat u approvat għall-applikazzjoni fuq vultaġġi PV dc. Id-diskonnessjoni tal-SPD integrali għandha tkun kapaċi tinterrompi l-ark dc l-aktar sever, li ma jinstabx fuq applikazzjonijiet tal-ac.
Il-konnessjoni tal-moduli MOV f'konfigurazzjoni Y hija konfigurazzjoni SPD użata komunement fuq sistemi PV kbar fuq skala kummerċjali u ta 'utilità li joperaw b'vultaġġ massimu ta' ċirkwit miftuħ ta '600 jew 1,000 Vdc. Kull riġel tal-Y fih modulu MOV imqabbad ma 'kull arblu u mal-art. F'sistema mhux mitħuna, hemm żewġ moduli bejn kull arblu, u bejn kemm arblu u art. F'din il-konfigurazzjoni, kull modulu huwa stmat għal nofs il-vultaġġ tas-sistema, allura anke jekk isseħħ ħsara mill-arblu għall-art, il-moduli MOV ma jaqbżux il-valur stmat tagħhom.
Konsiderazzjonijiet ta 'Protezzjoni ta' Żieda ta 'Sistema ta' Non-Enerġija
Hekk kif it-tagħmir u l-komponenti tas-sistema tal-enerġija huma suxxettibbli għall-effetti tas-sajjetti, hekk ukoll huwa t-tagħmir misjub fil-kejl, kontroll, strumentazzjoni, SCADA u sistemi ta ’komunikazzjoni assoċjati ma’ dawn l-installazzjonijiet. F'dawn il-każijiet, il-kunċett bażiku tal-protezzjoni kontra l-mewġ huwa l-istess bħal ma huwa fuq iċ-ċirkwiti tal-enerġija. Madankollu, minħabba li dan it-tagħmir huwa ġeneralment inqas tolleranti għall-impulsi ta 'vultaġġ żejjed u aktar suxxettibbli għal sinjali żbaljati u li jkun affettwat ħażin biż-żieda ta' serje jew komponenti paralleli maċ-ċirkwiti, għandha tingħata attenzjoni akbar lill-karatteristiċi ta 'kull SPD miżjud. SPDs speċifiċi huma mitluba skont jekk dawn il-komponenti humiex jikkomunikaw permezz ta 'par milwi, CAT 6 Ethernet jew RF koassjali. Barra minn hekk, l-SPDs magħżula għal ċirkuwiti mhux tal-enerġija għandhom ikunu kapaċi jarmu l-kurrenti temporanji mingħajr ħsara, biex jipprovdu livell ta ’protezzjoni ta’ vultaġġ adegwat u joqogħdu lura milli jinterferixxu mal-funzjoni tas-sistema - inkluż impedenza tas-serje, linja-għal-linja u kapaċitanza tal-art u frekwenza tal-frekwenza .
Applikazzjonijiet Ħażin Komuni ta 'SPDs
L-SPDs ġew applikati għal ċirkuwiti tal-enerġija għal ħafna snin. Il-biċċa l-kbira taċ-ċirkwiti tal-enerġija kontemporanji huma sistemi ta 'kurrent alternanti. Bħala tali, ħafna mill-apparat ta 'protezzjoni kontra l-mewġ ġie ddisinjat għall-użu f'sistemi ta' ac. L-introduzzjoni relattivament reċenti ta 'sistemi PV kbar fuq skala kummerċjali u ta' utilità u n-numru dejjem jiżdied ta 'sistemi skjerati, sfortunatament, wassal għall-applikazzjoni ħażina għan-naħa dc ta' SPDs iddisinjati għal sistemi ac. F'dawn il-każijiet, l-SPDs jaħdmu ħażin, speċjalment waqt il-modalità ta 'falliment tagħhom, minħabba l-karatteristiċi ta' sistemi PV dc.
MOVs jipprovdu karatteristiċi eċċellenti biex iservu bħala SPDs. Jekk jiġu kklassifikati kif suppost u applikati b'mod korrett, huma jwettqu b'mod ta 'kwalità għal dik il-funzjoni. Madankollu, bħall-prodotti elettriċi kollha, jistgħu jfallu. Il-falliment jista 'jkun ikkawżat minn tisħin ambjentali, skarikar ta' kurrenti li huma akbar mill-apparat huwa ddisinjat biex jimmaniġġa, skarikar wisq drabi jew espost għal kundizzjonijiet kontinwi ta 'vultaġġ żejjed.
Għalhekk, l-SPDs huma ddisinjati bi swiċċ li jiskonnettja mħaddem bis-sħana li jisseparahom mill-konnessjoni parallela maċ-ċirkwit dc enerġizzat jekk dan ikun meħtieġ. Peress li xi kurrent jgħaddi hekk kif l-SPD jidħol fil-modalità ta 'ħsara, tidher ark żgħira hekk kif jaħdem is-swiċċ ta' skonnettjar termali. Meta applikat fuq ċirkwit ac, l-ewwel żero qsim tal-kurrent fornut mill-ġeneratur jitfi dak l-ark, u l-SPD jitneħħa mingħajr periklu miċ-ċirkwit. Jekk l-istess SP SP ac hija applikata għan-naħa dc ta 'sistema PV, speċjalment vultaġġi għoljin, m'hemm l-ebda qsim żero tal-kurrent f'forma ta' mewġa dc. Is-swiċċ normali mħaddem bis-sħana ma jistax jitfi l-ark kurrenti, u l-apparat ifalli.
It-tqegħid ta 'ċirkwit ta' bypass imdewweb parallel madwar il-MOV huwa metodu wieħed biex tingħeleb it-tifi ta 'l-ark tal-ħsara dc. Jekk id-diskonnessjoni termali topera, ark xorta jidher mal-kuntatti tal-ftuħ tagħha; iżda dak il-kurrent tal-ark jiġi dirottat lejn passaġġ parallel li fih fjus fejn l-ark huwa mitfi, u l-fjus jinterrompi l-kurrent tal-ħsara.
Il-fużjoni upstream qabel l-SPD, kif jista 'jkun applikat fuq sistemi ac, mhix xierqa fuq sistemi dc. Il-kurrent ta 'short-circuit disponibbli biex iħaddem il-fjus (bħal f'apparat ta' protezzjoni kontra kurrent żejjed) jista 'ma jkunx biżżejjed meta l-ġeneratur ikun b'enerġija mnaqqsa. Bħala konsegwenza, xi manifatturi tal-SPD qiesu dan fid-disinn tagħhom. UL immodifikat l-istandard preċedenti tagħha bis-suppliment tagħha għall-aħħar standard ta 'protezzjoni kontra ż-żieda f'daqqa — UL 1449. Din it-tielet edizzjoni hija speċifikament applikabbli għal sistemi PV.
Lista ta 'Kontroll SPD
Minkejja r-riskju għoli tas-sajjetti li ħafna installazzjonijiet PV huma esposti għalihom, jistgħu jiġu protetti bl-applikazzjoni ta 'SPDs u sistema ta' protezzjoni mis-sajjetti maħduma sewwa. Implimentazzjoni SPD effettiva għandha tinkludi l-konsiderazzjonijiet li ġejjin:
- Tqegħid korrett fis-sistema
- Rekwiżiti ta 'terminazzjoni
- L-ert u t-twaħħil kif suppost tas-sistema tat-tagħmir-l-art
- Klassifikazzjoni tal-ħatt
- Livell ta 'protezzjoni tal-vultaġġ
- Adattabilità għas-sistema inkwistjoni, inklużi applikazzjonijiet dc versus ac
- Mod ta 'falliment
- Indikazzjoni ta 'status lokali u remot
- Moduli sostitwibbli faċilment
- Il-funzjoni normali tas-sistema m'għandhiex tkun affettwata, speċifikament fuq sistemi li mhumiex ta 'l-enerġija
