Circuitul de întrerupere și protectoare pentru supratensiuni: Gardienii de siguranță ale sistemelor fotovoltaice

Introducere

În sistemele fotovoltaice de generare a energiei electrice, în afară de „echipamentele de stele”, cum ar fi panourile solare și invertoarele, există doi „eroi nespuse” care protejează liniștit siguranța sistemului - întrerupătoare și protectoare de supratensiune (SPD). Sunt ca „siguranțele” și „tijele de fulgere” ale sistemului de alimentare, protejând constant întregul sistem fotovoltaic de defecțiuni electrice și lovituri de trăsnet. Acest articol vă va duce prin rolurile semnificative ale acestor două dispozitive de protecție cheie în sistemele fotovoltaice.

I. întrerupător: „Comutatorul de siguranță” al sistemelor fotovoltaice

Funcția unui întreruptor

Întreruptoarele sunt cele mai importante dispozitive de protecție la supracurent în sistemele fotovoltaice și își asumă în principal trei sarcini cheie:

Protecția supraîncărcării: tăiați automat circuitul atunci când curentul depășește valoarea de proiectare

Protecția la scurtcircuit: deconectați-vă rapid în cazul unei defecțiuni de scurtcircuit

Deconectare manuală: oferă un punct de deconectare în siguranță pentru întreținerea sistemului

2. Cerințe speciale pentru întrerupătoare fotovoltaice dedicate

Spre deosebire de întrerupătoarele de curent alternativ obișnuite, întrerupătoarele fotovoltaice DC necesită un design special:

Capacitate de stingere a arcului DC: ARC -urile DC sunt mai dificil de stins și necesită un design de cameră de stingere a arcului mai puternic

Nivel de înaltă tensiune: Tensiunea de lucru a sistemului fotovoltaic poate ajunge la peste 1000V

Rezistența la intemperii: rezistență la praf și rezistență la apă (cel puțin gradul IP65) este necesară pentru instalarea în aer liber

3. Locații tipice pentru aplicații

Terminal de ieșire din seria panoului de baterii

Terminalul de intrare DC al invertorului

Comunicare și rețea

Ii. Protector de supratensiune: linia de apărare împotriva „supratensiunilor electrice”

Amenințarea de supratensiune cu care se confruntă sistemele fotovoltaice

Sistemele fotovoltaice, datorită zonei mari de distribuție și locației expuse, sunt deosebit de vulnerabile la:

Fulgerul direct (probabilitatea scăzută, dar extrem de distructivă)

Fulgerul indus (cea mai comună amenințare)

Supravoltația de funcționare a comutatorului (generată intern de către sistem)

2. Principiul de lucru al protectorilor de supratensiune

SPD este ca o „deversare electrică”, în timp nanosecundă:

Detectați tensiune anormală

Stabiliți o cale cu impedanță scăzută

Canalizează energia periculoasă pe pământ

3. Particularitatea SPD în sistemele fotovoltaice

DC SPD: Trebuie să fie special conceput pentru sistemele DC

Protecția bipolară: protejează simultan atât circuitele pozitive, cât și cele negative

Tensiune de funcționare continuă: trebuie să fie adaptată la tensiunea înaltă a sistemului fotovoltaic

Iii. Protecție sinergică: 1+1> 2 efect de securitate

În sistemele reale, întrerupătoarele și SPD -urile trebuie utilizate împreună:

Sistem de protecție ierarhică

Protecție la primul nivel (sfârșitul liniei de intrare): curent de amplificare a descărcării

Protecția secundară (finalul distribuției): limită suplimentară presiunea reziduală

În coordonare cu întreruptoarele: Oferiți protecție de rezervă atunci când SPD nu reușește

Schema tipică de cablare

SPD este conectat în paralel cu linia și protejat de un întrerupător de serie

Iv. Puncte cheie pentru selecție și întreținere

Selectarea întrerupătorului

Tensiunea nominală este mai mare sau egală cu tensiunea maximă a sistemului

Capacitatea de rupere este mai mare sau egală cu curentul preconizat de scurtcircuit

Selecție SPD

Tensiunea maximă de funcționare continuă UC este ≥1,2 ori tensiunea sistemului

IIMP Curent IMP≥12.5KA (protecție de primă clasă)

Sugestii de întreținere

Verificați înainte de anotimpul furtunii în fiecare an

Acordați atenție ferestrei indicatorului de stare SPD

Înregistrați numărul de ori în care întrerupătorul funcționează

Concluzie

În sistemele fotovoltaice, întreruptoarele de circuite și protectoarele de supratensiune sunt ca doi „parteneri de siguranță” bine coordonați: întreruptoarele sunt responsabile de gestionarea defecțiunilor supracurente din cadrul sistemului, în timp ce SPD-urile se apără împotriva atacurilor externe. Munca lor de colaborare asigură funcționarea în siguranță a centralei fotovoltaice de mai bine de 25 de ani. Pentru proprietarii centralelor electrice, alegerea dispozitivelor de protecție de înaltă calitate și menținerea lor în mod regulat este o parte importantă a asigurării unei rentabilități a investițiilor.