Kaitsmete väljatöötamine ja kasutamine fotogalvaanilise süsteemi kaitseks
Kokkuvõte: tutvustage fotogalvaanilistes süsteemides ülevoolukaitseks kasutatavate kaitsmete arengulugu. Rakendades fotogalvaaniliste kaitsmete IEC ja UL standardite sätteid, kombineerituna tuntud inverter- ja alalisvoolu kombainiboksi tootjate inseneripraktikaga kodus ja välismaal, esitage ettevaatusabinõud fotogalvaanilise süsteemi kaitsmete kaitsmete õigeks valimiseks.
Märksõnad: ülevoolukaitse; gPV klassi kaitse; fotogalvaaniline alalisvoolu kombinaatorkarp: suure võimsusega tsentraliseeritud inverter
PV kaitsmete tutvustus
1864. aastal kasutas elektritööstus plaatina traati kaitsmena merealuste kaablite kaitsmiseks. Kaitse on sündinud hõõglampide ajastul ja selle rakendamise ajalugu on olnud üle 0 aasta. Kaitsme pole kunagi vananenud ja selle töökindlusest on saanud GG; viimane kaitseliin" elektriskeemi kaitseks.
Alalisvoolu elektrisüsteemi kaitsme liinikaitset saab otsida aastast 1879. Professor Thampson tootis sel aastal täiustatud kaitsme. Kaks rauast traati on ühendatud metallkuuliga. Pall on valmistatud pliist ja tinast. Sulam või muud madala sulamistemperatuuriga juhtivad materjalid. Kui piisavalt suur vool läbib kaitset piisavalt kaua, sulab ja langeb metallkuul, nii et juhtmed on eraldatud ja vooluring katki. Väärib märkimist, et enne 1890. aastat kasutas suurem osa vooluahelatest alalisvoolu, nii et pärast vooluahela ootamatut lahtiühendamist tekiks kahtlemata kaar. Seetõttu rakendatakse kaitsmekaitset kõigepealt alalisvoolu keskkonnale ja seejärel vahelduvvoolu keskkonnale.
Kaitsme põhiprintsiip on lasta väikesel juhtiva materjali tükil vajadusel sulanduda, nii et kaitstud vooluahela tervislik osa ei kahjustuks ja vigase osa kahjustused oleksid piiratud võimalikult väikese ulatusega
Nimivoolu järgi võib kaitsme koosneda ühest või mitmest paralleelselt sulavast. Kui kaitsmest voolab piisavalt suur ülevool, sulab sula ja seejärel tekib kaar.
Üks
1 Kaitsme standard on kvaliteedi nurgakivi
Juba 1931. aastal teatas rahvusvaheline elektrotehnika komisjon (IEC), et:
l) kõiki projekteeritud ja toodetud kaitsmeid peaks saama pidevalt kasutada nimivoolu vahemikus;
2) Kui vool ületab ülekoormusest põhjustatud teatud väärtust, peaks kaitsme seadmeid kahjustuste eest kaitsmiseks olema piisavalt lühikese aja jooksul võimeline töötama;
3) Kui seadmel või liinil juhtub õnnetus, peaks kaitsme toimima kiiresti, et minimeerida õnnetuse osa kahjustusi ja mitte kahjustada tervet osa.
Seetõttu peavad kaitsmel olema vastupidised ajavoolu omadused. Iga rakenduse jaoks peaks kaitsme olema õigesti valitud. Kui rike on tekkinud, saab rikke astet õigesti tuvastada, et vältida tarbetut lahtiühendamist. Tabelis 1 on loetletud fotoelektritööstuses kasutatavate erinevate riikide ja piirkondade kaitsmete standardid.
PÄIKESEENERGIA
Tabel 1 Fotoelektriliste kaitsmete standardite rakendamine erinevates riikides ja piirkondades
Standardnumber Kohaldatav ulatus
IEC 60269. 6. 2010 Ed.l
GB / T 13539, 6 · 2013 UL 2579. 2m3 Toim. 9
DIN EN 60269 · 6 一 2011 Lisanõuded kaitselülititele päikese fotogalvaaniliste energiasüsteemide kaitseks
Madalpingekaitsmed. Osa 6: Lisanõuded päikeseenergia fotogalvaanilise süsteemi kaitselülititele
Kaitsmed fotogalvaanilistele süsteemidele
Madalpingekaitsmed · Osa 6: Täisnõuded fuselinkidele päikeseenergia fotogalvaaniliste energiasüsteemide kaitseks Rahvusvahelised elektrotehnika komisjoni standardid
(Kohaldatav Euroopas) Hiina riiklik standard, Ameerika UL standard, Saksa standard
2 Kaitsmete universaalne kasutamine fotogalvaanilistes süsteemides Euroopa ja Ameerika riikides. Euroopa ja Ameerika riikides kogu fotogalvaanilise süsteemi väljatöötamisel ja analüüsimisel osalenud teadlased on pärast hoolikat võrdlemist ja mõõtmist valinud fotogalvaaniliste alalisvoolusüsteemide ülekoormuse kaitseks kaitsmed madalpinge elektriseadmeteks. Kaitsmete universaalne kasutamine fotogalvaanikatööstuses. Professor John Wiles kirjutas 2008. aastal artikli ja tõi välja, et põhjus, miks kaitset soovitatakse ülevoolukaitseseadmena keskkonnas, mille alalispinge on üle 0 V, tuleneb praeguse taseme, efektiivsuse ja madalamate kulude põhjalikust kaalumisest. .]
Võib järeldada, et fotogalvaaniliste moodulite sildid tähistatakse tähisega
seeria Fuse" ;! Ge" Seeria maksimaalne kaitse
Tabel 2 Fotogalvaaniliste moodulite lühisvool ja seeriakaitsmete maksimaalse voolutaseme statistika
Aku tootja Isc / A sulavvoolu nimiväärtus Aku tüüp
Esimene päike
Esimene päike
Hanergy fotogalvaaniline Trina Solar
Solarfun (Hanwha Solar () ne)
Kanada päikeseenergia
ET Päike
See on komponendiga järjestikku ühendatud kaitsme maksimaalne voolutase. Tabelist 2 on näha, et erinevus päikesepaneelide tootmisprotsessis põhjustab suuri erinevusi lühisvoolus.
3 Kaitsmete kasutusasend ja tüübid kogu fotogalvaanilises süsteemis. Võtame näiteks ABB poolt Põhja-Ameerika turul turule toodud inverterid. Euroopa ja Ameerika riikide ja piirkondade fotogalvaanilistes süsteemides on sulavkaitsmete kasutamine tavaliselt järgmistes kohtades:
1) DC-kombinaatori kasti sissetulev külg: päikesepatareide stringi kaitsmiseks (gPV klassi kaitse, IEC 60269-6):
2) tsentraliseeritud muunduri alalisvoolu sisendpool: kaitske alalisvoolu sisendühendust (gPV klassi kaitse);
3) tsentraliseeritud muunduri sisemooduli kaitse: kaitsta muundurimoodulit (R-klassi kaitse, IEC 60269 · 4);
4) tsentraliseeritud inverteri laadimiskontaktori kaitsmekaitse: eellaadimisahelaga kontaktori kaitse (gPV klassi kaitse);
5) Maandushäire tuvastamine GFPD: kasutatakse maandushäire (GPV klassi kaitsme) jaoks;
6) Tsentraliseeritud inverteri vahelduvvoolu külg: kaitseb muundurimoodulit ja vahelduvvoolu poolel asuvaid peaahelate elektriseadmeid (R-klassi kaitse).
Nende hulgas on kaitsme tüüp ja gpv-klassi kaitse. Kaitsmeid kasutatakse fotogalvaanilises süsteemis kokku 6 asendis. Kaitsmed vastutavad peaaegu kogu kombaini kasti ja muunduri alalisvoolu poolse ülekoormuse kaitse ja suurema osa vahelduvvoolu külgmise ülekoormuse kaitse eest.
Tabelis 3 on loetletud levinumad kaitsmed. Nende kasutuskohtade seisukohalt on näha, et sulavkaitsmed on peamised tooted elektroonilise vooluahela kaitseks tsentraliseeritud fotogalvaanilise võrguga ühendatud elektritootmissüsteemides. Euroopa ja Ameerika suurest piirkonnast ning pikaajalisest kasutamisest lähtudes võib seni, kuni kaitset saab õigesti valida, mitte ainult kogu elektrisüsteemi komponente pikka aega stabiilselt kaitsta, vaid ka tsentraliseeritud muundurit ennast tõhusalt kaitstud.
Tabel 3 Kasutage tavaliste kaitsmete kategooriaid
gG
olen
aR
gR
gB-d kasutatakse tavaliselt kogu purunemisvõimega kaitsmete jaoks, mida kasutatakse peamiselt kaablite ja juhtmete kaitseks
Kaitse mootori vooluahela purunemisvõime osa kaitsmiseks
Kaitse kaitsmaks pooljuhtseadmete purunemisvõimet
Kaitse kaitseks kogu pooljuhtseadmete (kiirem kui gS) purunemisvõimsuse fotogalvaaniline kaitse
Suurendage juhtmete kasutamist, et kaitsta pooljuhtseadmete kogu purunemisvõimet. Hinnatud kaitsmete lingid. Kaevanduste täieliku purustusvõimega kaitsmete ühendused.
Tabelis 3 näitab esimene väike täht kaitsme purunemisala; teine ja järgnevad suurtähed tähistavad omadusi, see tähendab kasutuskategooriat ja määratlevad kasutusala.
l)&"; g GG"; tähistab katkemisvõimelist kaitselüli vahemikku, mis tähendab, et kaitsmelüli võib murda kõik ülevoolud alates minimaalsest sulamisvoolust kuni selle purunemisvõimeni. Täispiirkonna purunemisvõimega kaitset saab kasutada eraldi kaitseseadmena.
2)&"; GG"; tähistab katkemisvõimelise kaitsmeühenduse osalist vahemikku, mis tähendab, et kaitsmelüli suudab katkestada ainult selle nimivoolu kindla kordse kõrgeid voolusid. Osa katkemisvõimeliste kaitselülide valikust saab kasutada ainult lühisekaitseks, seega saab seda kasutada koos teiste seadmetega, mis tagavad ülekoormuse kaitse. Vahemiku purunemisvõimega kaitselülisid kasutatakse sageli ka tagavarakaitsena teistele väiksema katkemisvõimega lülitusseadmetele (näiteks kontaktorid või kaitselülitid).
4gPV klassi kaitsme kontseptsiooni pakkumine
GPV-d võib pidada fotogalvaanilistes alalisvoolusüsteemides kasutatavaks universaalseks kaitsmeks ja see kujutab endast ka täieliku purunemisvõimega kaitset.
Seda tüüpi kaitsme kontseptsioon sündis standardi 1 E c 60269-6 kasutuselevõtuga. Varem kasutati gR-d Euroopas alalisvoolu kaitsme kaitsmena. Pärast gpv-kaitsme kontseptsiooni esitamist asendatakse gR-kaitsme PV DC-külje asend. Ameerika standard UL 2579 (kaitsmed fotogalvaanilistele süsteemidele) pakuti esmakordselt välja 2007. aasta detsembris. Need standardid põhinevad kaitsmete põhistandardil UL248, mis sätestab rohkem katsenõudeid, mis vastavad fotogalvaanilise voolu kaitse omadustele.
IEC standard näeb ette, et alalisvooluahelas kasutatav fotogalvaanilise süsteemi kaitse (gPV klassi kaitse) kaitse peaks vastama järgmistele nõuetele. 7]: l) Madalaim nimipurumisvõime on 10 kA DC
2) Tavaline mittesulavvool Inf: 1 彐 3 / ,,, kaitsmevool / f: L45 巛 Märkus: UL standardis kokkulepitud kaitsmevool: L35 0, kus / n on kaitsme nimivool.
3) Nimivoolu kontrollimine toimub 3000 voolutsükliga.
4) Suurendage vastuvõetava termilise indutseeritud triivi taseme ja funktsionaalse tõendamise kontrolli äärmuslikes temperatuuritingimustes. Peale selle tuleks pärast kaitsva termilise induktsiooni triivi taseme (st temperatuuritsükli) kontrollimise lõppu korraldada kaitsmeühenduse kokkulepitud voolu- ja purunemisvõime test ning testitav toode tuleks toatemperatuurini (25 ° C) taastada. vähemalt 3 tundi enne jätkamist.
Praeguse tsüklitesti eesmärk on tagada gpvtJk kaitsme pikaajaline stabiilne töö vastavalt pidevalt muutuvale temperatuurile ja praegusele koormusele fotogalvaanilise välja tegelikus insenerikeskkonnas. Pealegi sätestab standard ainult miinimumnõuded. Alates tegelikust kasutamisest on kaitsme Euroopas ja Ameerikas selles valdkonnas väga stabiilne ja usaldusväärne.
Lisaks on gpv klassi kaitsmed andnud suure panuse kogu fotogalvaanilise alalisvoolusüsteemi maanduse ennustamiseks. 2013. aastal valis Ameerika Ühendriikide Sandia riiklik laboratoorium uurimisobjektiks kokku 8 kaitsme tootjalt pärit gPV sulavkaitsmed ja uuris maandust. Rikkehäire (GFPD) tundlikkus on probleem.
Seoses gPV klassi kaitsme ja teiste aja-voolu kõvera kaitsmete erinevusega näitab joonis 1, et gpv klassi kaitsmel on väga kiire reageerimiskiirus. See hakkab puhuma, kui see siseneb L45 UL standardi / 0L350 kaitsmevoolude vahemikku, tagades, et see on nii
PÄIKESEENERGIA
To
Alalisvoolu keskkonnas saab lühisevoolu kiiresti ja tõhusalt katkestada ka siis, kui süsteemi lühise rikkevool on madal.
Alalisvoolu omaduste põhjal (vahelduvvooluga võrreldes pole nullpunkti), mida kiiremini alalisvoolu kaitsme liigub, seda tõhusamalt väheneb lühise rikke mõju süsteemile ja alalisvoolu rike voolu saab usaldusväärselt katkestada.
Kaitsmevool / A
Märkused:" ×" joonisel kujutab katsevoolu suurust kaitsme sulamisaja testimiseks
Joonis 1 gpv klassi kaitsmete ja muud tüüpi kaitsmete kõverate erinevus
5 Valige kombainiboksi sisselaskeküljel õigesti gPV klassi kaitse
50 Fotoelektrilise kaitsme nimipinge taseme määramine
Un 冫 1.2Uoc (STC) (l) Valemis on 0 fotogalvaanilise kaitsme nimipinge, mis tuleb valida; Q (STC) on fotogalvaanilise süsteemi avatud vooluahela pinge, mõõdetuna STC tingimustes (STC, see tähendab kiiritamine toatemperatuuril), kui kraad on 10m W / m).
Tuleb märkida, et vastavalt NEC 690.7-le tuleb juhul, kui fotogalvaaniline süsteem peab töötama temperatuuril alla 40 ℃, koefitsienti 1,2 suurendada L25-ni.
5 2 toimingut fotogalvaaniliste kaitsmete ampritaseme määramiseks
l) Määrake maksimaalne voolutugevus 0. Fotogalvaanilise vooluahela väljundi puhul tuleks kaaluda iga paralleelselt ühendatud stringi nimilühise voolu summa, korrutades ohutusteguri L25. Võttes stringi näitena, on valem järgmine:
max: 1,25 (/ scl {{2}} / sc2+ / sc3+" ;, kümme Iscn) (2) NEC 60,8 · 0 punktides A) ja (2), selles sättes tuleb arvestada hinnatud lühi- komponendi voolu vool /" on katses Siseruumide standardkeskkond (mõõdetud STO alusel, kuid kui fotogalvaanilised moodulid töötavad kohapeal äärmuslikes keskkondades, näiteks madal temperatuur ja tugev päikesevalgus talvel, või mäed ja lumi suurendavad valgustatust, päikesepatareid. Plaadi väljundvool ületab 7&", nii et NEC näeb ette, et 7 GG"; arvutamiseks tuleb korrutada koefitsiendiga L25,
2) Määrake kaitsme nimivõimsuse nimiväärtus. N EC 690.8 · Punktis A on sätestatud, et ülevoolukaitseseadme kindlustustegurit arvestades ei tohi ülevoolukaitseseadme kindlustustegur olla väiksem kui 125%. Teisisõnu, ülevoolukaitseseade ei saa oma nominaalse ampritaseme juures enam kui 80% ulatuses töötada. /0,8: L25: 125%).
In=1,251mas (3)
(4) 3) Vajaduse korral tuleb normaalsest tööulatusest väljaspool asuv äärmuslik keskkond vähendada.
hinnatud (5) Valemis 7.1. d on kaitsme nimiväärtus, mis tuleb valida; K on alandustegur, selle parameetri saab määrata kaitsme tootja antud vähendusjoonega
4) Määrake kaitsme praegune nimiväärtus. 7. t. d Üldiselt ei ole see täpselt võrdne kaitsme standardse vooluklassiga ja standardvooluklassi kuuluv kaitse tuleks määrata vastavalt kõrgemale vooluklassile. Ühenduskarbis kasutatavate kaitsmete praegused nimiväärtused on järgmised (ühik: A): 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10,
1 2, kokkusattumus, 16, 20, 25.
5) Kontrollige kaitset kaitstud kaablit. On vaja kontrollida, kas valitud standardse voolutugevuse kaitsme voolutugevus on väiksem kui valitud kaablijuhi ampritase. Kui see ei vasta nõuetele, tuleb ohutuse huvides kaabli traadi läbimõõtu suurendada.