Vifaa vya Ulinzi vya kuongezeka kwa DC kwa Usanidi wa PV

Vifaa vya Ulinzi vya kuongezeka kwa DC kwa Usanidi wa PV PV-Combiner-Box-02

Jopo la jua PV Mchanganyiko wa Sanduku DC Kinga ya Kinga ya Kinga

Kwa sababu Vifaa vya Ulinzi vya kuongezeka kwa DC kwa Ufungaji wa PV lazima vimeundwa ili kutoa mwangaza kamili kwa jua, wako hatarini kwa athari za umeme. Uwezo wa safu ya PV inahusiana moja kwa moja na eneo lake wazi la uso, kwa hivyo athari inayowezekana ya hafla za umeme huongezeka na saizi ya mfumo. Ambapo matukio ya taa ni ya mara kwa mara, mifumo ya PV isiyo na kinga inaweza kupata uharibifu mara kwa mara na muhimu kwa vifaa muhimu. Hii inasababisha gharama kubwa za ukarabati na uingizwaji, wakati wa mfumo na upotezaji wa mapato. Zilizoundwa vizuri, zilizoainishwa na kusanikishwa vifaa vya ulinzi wa kuongezeka (SPDs) hupunguza athari inayowezekana ya hafla za umeme wakati inatumiwa pamoja na mifumo ya ulinzi wa umeme.

Mfumo wa ulinzi wa umeme ambao unajumuisha vitu vya kimsingi kama vituo vya hewa, makondakta sahihi chini, kushikamana kwa vifaa vyote vya sasa na kanuni sahihi za kutuliza hutoa dari ya ulinzi dhidi ya mgomo wa moja kwa moja. Ikiwa kuna wasiwasi wowote wa hatari ya umeme kwenye tovuti yako ya PV, ninapendekeza sana kuajiri mhandisi mtaalamu wa umeme na utaalam katika uwanja huu ili kutoa utafiti wa tathmini ya hatari na muundo wa mfumo wa ulinzi ikiwa ni lazima.

Ni muhimu kuelewa tofauti kati ya mifumo ya ulinzi wa umeme na SPDs. Madhumuni ya mfumo wa kinga ya umeme ni kupeleka mgomo wa moja kwa moja wa umeme kupitia makondakta wanaobeba sasa kwenda duniani, na hivyo kuokoa miundo na vifaa kutoka kuwa katika njia ya kutokwa au kupigwa moja kwa moja. SPD hutumiwa kwa mifumo ya umeme ili kutoa njia ya kutokwa duniani ili kuokoa vifaa vya mifumo hiyo kutoka kwa kufunuliwa na upeo wa nguvu za juu unaosababishwa na athari za moja kwa moja au zisizo za moja kwa moja za umeme au mfumo wa umeme. Hata na mfumo wa kinga ya nje wa umeme mahali pake, bila SPDs, athari za umeme bado zinaweza kusababisha uharibifu mkubwa kwa vifaa.

Kwa madhumuni ya nakala hii, nadhani aina fulani ya kinga ya umeme iko na inachunguza aina, utendaji, na faida za matumizi ya ziada ya SPD zinazofaa. Kwa kushirikiana na mfumo mzuri wa ulinzi wa umeme, utumiaji wa SPD katika maeneo muhimu ya mfumo hulinda vitu vikuu kama vile inverters, moduli, vifaa kwenye masanduku ya kiunganishi, na mifumo ya upimaji, udhibiti, na mawasiliano.

Umuhimu wa SPDs

Mbali na matokeo ya mgomo wa umeme wa moja kwa moja kwa safu, unganisho la kuunganisha umeme linahusika sana na vipindi vya umeme vinavyosababishwa na umeme. Vipindi vya moja kwa moja au visivyo vya moja kwa moja husababishwa na umeme, na vile vile vipindi vinavyotokana na kazi za ubadilishaji wa huduma, hufunua vifaa vya umeme na elektroniki kwa utokaji wa juu sana wa muda mfupi sana (makumi kwa mamia ya microseconds). Mfiduo wa voltages hizi za muda mfupi zinaweza kusababisha kutofaulu kwa sehemu mbaya ambayo inaweza kuonekana na uharibifu wa mitambo na ufuatiliaji wa kaboni au kutambulika lakini bado husababisha kutofaulu kwa vifaa au mfumo.

Mfiduo wa muda mrefu wa hali ya chini ya kiwango cha chini hudhoofisha vifaa vya dielectri na insulation katika vifaa vya mfumo wa PV hadi kutakapokuwa na uharibifu wa mwisho. Kwa kuongezea, vipindi vya voltage vinaweza kuonekana kwenye mizunguko ya upimaji, udhibiti na mawasiliano. Vipindi hivi vinaweza kuonekana kuwa ishara mbaya au habari, na kusababisha vifaa kutofanya kazi vizuri au kuzima. Uwekaji mkakati wa SPD hupunguza maswala haya kwa sababu hufanya kazi kama vifaa vya kufupisha au kubana.

Tabia za Kiufundi za SPDs

Teknolojia ya kawaida ya SPD inayotumika katika matumizi ya PV ni varistor ya oksidi ya chuma (MOV), ambayo inafanya kazi kama kifaa cha kubana voltage. Teknolojia zingine za SPD ni pamoja na diode ya bangili ya silicon, mapungufu ya kudhibitiwa, na mirija ya kutolea gesi. Hizi mbili za mwisho zinabadilisha vifaa ambavyo vinaonekana kama mizunguko fupi au crowbars. Kila teknolojia ina sifa zake, na kuifanya iwe inafaa zaidi au chini kwa programu maalum. Mchanganyiko wa vifaa hivi pia inaweza kuratibiwa ili kutoa sifa bora zaidi kuliko zinavyotoa mmoja mmoja. Jedwali 1 huorodhesha aina kuu za SPD zinazotumiwa katika mifumo ya PV na inaelezea sifa zao za jumla za utendaji.

SPD lazima iweze kubadilisha majimbo haraka vya kutosha kwa muda mfupi uliopo na kutoa ukubwa wa sasa wa muda mfupi bila kushindwa. Kifaa lazima pia kupunguza kushuka kwa voltage kwenye mzunguko wa SPD kulinda vifaa ambavyo vimeunganishwa. Mwishowe, kazi ya SPD haipaswi kuingiliana na kazi ya kawaida ya mzunguko huo.

Tabia za uendeshaji wa SPD hufafanuliwa na vigezo kadhaa ambavyo mtu yeyote anayefanya uteuzi wa SPD lazima aelewe. Somo hili linahitaji maelezo zaidi ambayo yanaweza kufunikwa hapa, lakini zifuatazo ni vigezo kadhaa ambavyo vinapaswa kuzingatiwa: kiwango cha juu cha uendeshaji wa kuendelea, matumizi ya ac au dc, sasa ya kutokwa kwa majina (iliyoelezwa na ukubwa na muundo wa wimbi), kiwango cha ulinzi wa voltage ( voltage ya terminal ambayo iko wakati SPD inapeana sasa maalum) na upepo wa muda mfupi (upitishaji wa kuendelea ambao unaweza kutumika kwa wakati maalum bila kuharibu SPD).

SPD zinazotumia teknolojia tofauti za vifaa zinaweza kuwekwa kwenye nyaya moja. Walakini, lazima wachaguliwe kwa uangalifu ili kuhakikisha uratibu wa nishati kati yao. Teknolojia ya sehemu iliyo na kiwango cha juu cha kutokwa lazima itoe ukubwa mkubwa zaidi wa sasa wa muda mfupi wakati teknolojia nyingine ya sehemu inapunguza voltage ya muda mfupi iliyobaki kwa kiwango cha chini kwani inatoa mkondo mdogo.

SPD lazima iwe na kifaa muhimu cha kujilinda ambacho hukikata kutoka kwa mzunguko ikiwa kifaa kitashindwa. Ili kufanya ukataji huu uonekane, SPD nyingi zinaonyesha bendera inayoonyesha hali yake ya kukatwa. Kuonyesha hali ya SPD kupitia seti muhimu ya mawasiliano ni huduma iliyoboreshwa ambayo inaweza kutoa ishara kwa eneo la mbali. Tabia nyingine muhimu ya bidhaa ya kuzingatia ni kama SPD inatumia moduli salama-salama, inayoondolewa ambayo inaruhusu moduli iliyoshindwa kubadilishwa kwa urahisi bila zana au hitaji la kuzidisha mzunguko.

Vifaa vya Ulinzi wa Kuongezeka kwa AC kwa Mazingatio ya PV

Umeme huangaza kutoka mawingu hadi mfumo wa kinga ya umeme, muundo wa PV au ardhi iliyo karibu husababisha kuongezeka kwa uwezo wa ardhi kwa kuzingatia marejeleo ya ardhini ya mbali. Makondakta wanaopita umbali huu huweka vifaa kwa voltages kubwa. Athari za kuongezeka kwa uwezo wa ardhini husababishwa sana wakati wa unganisho kati ya mfumo wa PV uliofungwa na gridi ya taifa na matumizi kwenye mlango wa huduma-mahali ambapo ardhi ya eneo imeunganishwa kwa umeme na ardhi ya mbali iliyotajwa.

Ulinzi wa kuongezeka unapaswa kuwekwa kwenye mlango wa huduma ili kulinda upande wa matumizi wa inverter kutoka kwa muda mfupi unaoharibu. Muda mfupi ulioonekana katika eneo hili ni wa kiwango cha juu na muda na kwa hivyo lazima usimamiwe na kinga ya kuongezeka na viwango vya sasa vya kutokwa kwa hali ya juu. Mapengo ya cheche yaliyodhibitiwa yanayotumiwa katika uratibu na MOV ni bora kwa kusudi hili. Teknolojia ya pengo la cheche inaweza kutoa mikondo ya umeme kwa kutoa kazi ya kushikamana wakati wa umeme. MOV iliyoratibiwa ina uwezo wa kubana voltage ya mabaki kwa kiwango kinachokubalika.

Kwa kuongezea athari za kuongezeka kwa uwezo wa ardhini, upande wa inverter unaweza kuathiriwa na vipindi vya umeme vinavyosababishwa na umeme ambavyo pia vinaonekana kwenye lango la huduma. Ili kupunguza uharibifu wa vifaa, ulinzi wa kuongezeka kwa nguvu wa AC unapaswa kutumiwa karibu na vituo vya ac inverter iwezekanavyo, na njia fupi na iliyonyooka zaidi kwa makondakta wa eneo lenye sehemu ya kutosha. Kutotekelezwa kwa kigezo hiki cha muundo kunasababisha kushuka kwa voltage ya juu-kuliko-muhimu katika mzunguko wa SPD wakati wa kutokwa na kuanika vifaa vya ulinzi kwa voltages za juu za muda mfupi kuliko lazima.

Vifaa vya Ulinzi vya Kuongezeka kwa DC kwa Usanikishaji wa PV

Mgomo wa moja kwa moja kwa miundo iliyo karibu ya msingi (pamoja na mfumo wa kinga ya umeme), na mwangaza wa ndani na ndani ya wingu ambao unaweza kuwa wa ukubwa wa 100 kA unaweza kusababisha uwanja unaohusiana wa sumaku ambao husababisha mikondo ya muda mfupi katika mfumo wa PV cabling. Voltages hizi za muda mfupi zinaonekana kwenye vituo vya vifaa na husababisha insulation na kutofaulu kwa dielectri ya vifaa muhimu.

Kuweka SPD katika maeneo maalum kunapunguza athari za mikondo ya umeme inayosababishwa na sehemu. SPD imewekwa sawa kati ya waendeshaji wenye nguvu na ardhi. Inabadilisha hali kutoka kwa kifaa chenye umbo la juu kwenda kwa kifaa cha chini cha impedance wakati upitilizaji unatokea. Katika usanidi huu, SPD inapeana sasa ya muda mfupi inayohusiana, ikipunguza ushuru mwingi ambao ungekuwepo kwenye vituo vya vifaa. Kifaa hiki sambamba hakibeba mzigo wowote wa sasa. SPD iliyochaguliwa inapaswa kusanifiwa haswa, kukadiriwa na kupitishwa kwa matumizi ya voltages za dc PV. Kukatwa muhimu kwa SPD lazima iweze kusumbua arc kali zaidi ya dc, ambayo haipatikani kwenye matumizi ya ac.

Kuunganisha moduli za MOV katika usanidi wa Y ni usanidi wa kawaida wa SPD kwenye mifumo mikubwa ya kibiashara na matumizi ya PV inayofanya kazi kwa kiwango cha juu cha mzunguko wazi wa 600 au 1,000 Vdc. Kila mguu wa Y una moduli ya MOV iliyounganishwa na kila nguzo na chini. Katika mfumo ambao haujazingirwa, kuna moduli mbili kati ya kila nguzo, na kati ya pole na ardhi. Katika usanidi huu, kila moduli imekadiriwa kwa nusu ya voltage ya mfumo, kwa hivyo hata ikiwa kosa la pole-to-ardhi linatokea, moduli za MOV hazizidi thamani yao iliyokadiriwa.

Mawazo ya Ulinzi wa Kuongezeka kwa Mfumo wa Nguvu

Kama vile vifaa vya mfumo wa nguvu na vifaa vinavyohusika na athari za umeme, vivyo hivyo vifaa vinavyopatikana katika kipimo, udhibiti, vifaa, SCADA na mifumo ya mawasiliano inayohusiana na mitambo hii. Katika visa hivi, dhana ya kimsingi ya ulinzi wa kuongezeka ni sawa na ilivyo kwenye nyaya za umeme. Walakini, kwa sababu vifaa hivi kawaida havivumili msukumo wa nguvu za kuambukiza na hushambuliwa zaidi na ishara zenye makosa na kuathiriwa vibaya na kuongezewa kwa safu au vifaa sawa kwenye nyaya, utunzaji mkubwa lazima upewe sifa za kila SPD iliyoongezwa. SPDs maalum zinahitajika kulingana na ikiwa vifaa hivi vinawasiliana kupitia jozi zilizopotoka, CAT 6 Ethernet au RF ya coaxial. Kwa kuongezea, SPDs zilizochaguliwa kwa mizunguko isiyo na nguvu lazima ziwe na uwezo wa kutekeleza mikondo ya muda mfupi bila kushindwa, kutoa kiwango cha kutosha cha ulinzi wa voltage na kujizuia kuingiliana na kazi ya mfumo-pamoja na impedance ya safu, mstari-kwa-mstari na uwezo wa ardhi na upeo wa mzunguko .

Matumizi mabaya ya kawaida ya SPD

SPD zimetumika kwa nyaya za umeme kwa miaka mingi. Mizunguko mingi ya nguvu ya kisasa hubadilisha mifumo ya sasa. Kwa hivyo, vifaa vingi vya ulinzi vimeundwa kutumiwa katika mifumo ya ac. Kuanzishwa kwa hivi karibuni kwa mifumo mikubwa ya kibiashara na matumizi ya PV na idadi kubwa ya mifumo iliyotumwa, kwa bahati mbaya, imesababisha kutumiwa vibaya kwa upande wa DC wa SPD iliyoundwa kwa mifumo ya ac. Katika kesi hizi, SPD hufanya vibaya, haswa wakati wa hali yao ya kutofaulu, kwa sababu ya tabia ya mifumo ya PV ya DC.

MOV hutoa sifa bora za kutumikia kama SPDs. Ikiwa zimepimwa vizuri na kutumiwa kwa usahihi, hufanya kwa njia bora kwa kazi hiyo. Walakini, kama bidhaa zote za umeme, zinaweza kushindwa. Kushindwa kunaweza kusababishwa na kupokanzwa kwa mazingira, kutoa mikondo ambayo ni kubwa kuliko kifaa kilichoundwa kushughulikia, ikitoa mara nyingi sana au ikifunuliwa na hali zinazoendelea za voltage.

Kwa hivyo, SPDs zimebuniwa na swichi ya kukataza inayotumika kwa joto ambayo huwatenganisha na unganisho linalofanana na mzunguko wa nguvu wa dc ikiwa hiyo itahitajika. Kwa kuwa baadhi ya sasa inapita wakati SPD inaingia katika hali ya kutofaulu, arc kidogo inaonekana wakati swichi ya kukataza mafuta inafanya kazi. Wakati unatumiwa kwenye mzunguko wa ac, kuvuka sifuri kwa kwanza kwa vifaa vya kuzima vilivyotolewa na jenereta, na SPD imeondolewa salama kutoka kwa mzunguko. Ikiwa AC hiyo hiyo inatumika kwa upande wa dc wa mfumo wa PV, haswa voltages kubwa, hakuna kuvuka kwa sifuri kwa sasa katika muundo wa wimbi la dc. Kitufe cha kawaida kinachoendeshwa kwa joto hakiwezi kuzima arc ya sasa, na kifaa kinashindwa.

Kuweka mzunguko wa kupitisha sambamba karibu na MOV ni njia moja ya kushinda kuzima kwa safu ya makosa ya dc. Kukatwa kwa mafuta kunapaswa kufanya kazi, arc bado inaonekana kwenye mawasiliano yake ya ufunguzi; lakini mkondo huo wa arc umeelekezwa kwa njia inayofanana iliyo na fuse ambapo arc imezimwa, na fuse inakataza mkondo wa sasa.

Kuunganisha mto mbele ya SPD, kama inavyoweza kutumiwa kwenye mifumo ya ac, haifai kwenye mifumo ya dc. Mzunguko mfupi wa sasa wa kutumia fuse (kama katika kifaa cha ulinzi wa kupita kiasi) inaweza kuwa haitoshi wakati jenereta inapunguza pato la umeme. Kama matokeo, wazalishaji wengine wa SPD wamezingatia hii katika muundo wao. UL imebadilisha kiwango chake cha mapema na kuongeza kwake kwa kiwango cha hivi karibuni cha ulinzi wa kuongezeka-UL 1449. Toleo hili la tatu linatumika haswa kwa mifumo ya PV.

Orodha ya ukaguzi wa SPD

Licha ya hatari kubwa ya umeme ambayo mitambo mingi ya PV inakabiliwa nayo, inaweza kulindwa na matumizi ya SPDs na mfumo mzuri wa ulinzi wa umeme. Utekelezaji mzuri wa SPD unapaswa kujumuisha mambo yafuatayo:

  • Uwekaji sahihi katika mfumo
  • Mahitaji ya kukomesha
  • Kutuliza sahihi na kushikamana kwa mfumo wa vifaa vya ardhi
  • Ukadiriaji wa kutokwa
  • Ngazi ya ulinzi wa voltage
  • Kufaa kwa mfumo husika, pamoja na matumizi ya DC dhidi ya ac
  • Hali ya kushindwa
  • Dalili ya hali ya mitaa na kijijini
  • Moduli zinazoweza kubadilishwa kwa urahisi
  • Kazi ya kawaida ya mfumo haipaswi kuathiriwa, haswa kwenye mifumo isiyo ya nguvu