Вибір та проектування пристроїв безпеки у фотоелектричних системах

Електростанції, як правило, встановлюються в дикій природі або на даху, а компоненти повинні бути встановлені просто неба. Природне середовище суворе, природні та техногенні катастрофи неминучі. Стихійні лиха, такі як тайфуни, хуртовини, пісок і пил, можуть пошкодити обладнання. Безпека електростанції дуже важлива. Незалежно від того, чи це розподілена мала електростанція, чи централізована велика наземна електростанція, існують певні ризики. Тому обладнання повинно бути оснащено спеціальними пристроями безпеки, такими як запобіжники та пристрої захисту від блискавки. , Завжди забезпечуйте безпеку електростанції.

1. Запобіжник
Запобіжник CHYT - це струмовий захисник, виготовлений за принципом розриву ланцюга шляхом плавлення розплаву теплом, що виділяється ним самим після того, як струм перевищує задане значення протягом певного періоду часу. Запобіжники широко використовуються в системах розподілу електроенергії низької напруги, системах управління та електрообладнанні. Як захист від короткого замикання та перевантаження за струмом запобіжники є одними з найбільш часто використовуваних захисних пристроїв. Запобіжники фотоелектричних електростанцій поділяються на запобіжники постійного струму та запобіжники змінного струму.
Сторона постійного струму фотоелектричної електростанції підключає декілька стрінгів паралельно до шини постійного струму об’єднувача постійного струму (централізована схема) або стрінгового інвертора (схема струнного інвертора) відповідно до конфігурації схеми. Коли кілька фотоелектричних ліній з’єднані паралельно, якщо в певній ланцюжку виникає коротке замикання, інші ланцюги на шині постійного струму та мережі забезпечуватимуть струм короткого замикання до точки короткого замикання. Якщо відповідні захисні заходи відсутні, це призведе до згоряння обладнання, наприклад підключених до нього кабелів. Водночас це може спричинити спалювання насадок поблизу обладнання. На даний момент у Китаї трапляється багато подібних аварій, пов’язаних із фотоелектричними дахами, тому необхідно встановлювати захисні пристрої в паралельних ланцюгах кожної струни, щоб підвищити безпеку фотоелектричних електростанцій.

В даний час запобіжники постійного струму використовуються в суматорних коробках і інверторах для захисту від перевантаження по струму. Основні виробники інверторів також вважають запобіжники основними компонентами захисту від постійного струму. У той же час виробники запобіжників, такі як Bussman і Littelfuse, також випустили спеціальні запобіжники постійного струму для фотоелектричних пристроїв.
У зв’язку зі збільшенням попиту на запобіжники постійного струму в фотоелектричній промисловості, як правильно вибрати запобіжники постійного струму для ефективного захисту, це проблема, на яку повинні звернути пильну увагу як користувачі, так і виробники. Вибираючи запобіжники постійного струму, ви не можете просто скопіювати запобіжники змінного струму. Електричні специфікації та структурні розміри, оскільки між ними існує багато різних технічних специфікацій і концепцій дизайну, пов’язані з комплексним розглядом того, чи можна безпечно та надійно вимкнути струм пошкодження без аварій.
1) Оскільки постійний струм не має точки перетину струму через нуль, при розриві струму замикання дуга може швидко згаснути сама по собі лише під дією примусового охолодження наповнювача з кварцового піску, що набагато складніше, ніж розірвати дуга змінного струму. Розумна конструкція та метод зварювання мікросхеми, чистота та співвідношення розмірів частинок кварцового піску, температура плавлення, метод затвердіння та інші фактори визначають ефективність та вплив на примусове гасіння дуги постійного струму.
2) За тієї самої номінальної напруги енергія дуги, що генерується дугою постійного струму, більш ніж удвічі перевищує енергію дуги змінного струму. Щоб гарантувати, що кожну ділянку дуги можна обмежити контрольованою відстанню та одночасно швидко згасити, жодна ділянка не з’явиться. Дуга безпосередньо з’єднана послідовно, щоб спричинити величезний запас енергії, що призведе до нещасного випадку, коли запобіжник загориться. сплески через надто довгий час безперервного горіння дуги. Трубка запобіжника постійного струму, як правило, довша, ніж запобіжник змінного струму, інакше розмір не можна побачити за нормального використання. Різниця, коли виникає струм замикання, матиме серйозні наслідки.
3) Відповідно до рекомендованих даних Міжнародної організації з технології запобіжників, довжину корпусу запобіжника слід збільшувати на 10 мм для кожного збільшення напруги постійного струму на 150 В тощо. При напрузі постійного струму 1000 В довжина тіла повинна бути 70 мм.
4) Коли запобіжник використовується в колі постійного струму, слід враховувати комплексний вплив індуктивності та ємнісної енергії. Тому постійна часу L/R є важливим параметром, який не можна ігнорувати. Його слід визначати відповідно до появи та швидкості спаду струму короткого замикання конкретної лінійної системи. Точна оцінка не означає, що ви можете вибрати основний або другорядний за бажанням. Оскільки постійна часу L/R запобіжника постійного струму визначає енергію розриву дуги, час розриву та пропускну напругу, товщину та довжину корпусу трубки слід вибирати розумно та безпечно.
Запобіжник змінного струму: на вихідному кінці автономного інвертора або на вході внутрішнього джерела живлення централізованого інвертора слід спроектувати та встановити запобіжник змінного струму, щоб запобігти навантаженню від перевантаження по струму або короткого замикання.

2. Блискавкозахист
Основна частина фотоелектричної системи встановлена ​​на відкритому повітрі, а площа розподілу є відносно великою. Компоненти та опори є провідниками, які досить привабливі для блискавки, тому існує небезпека прямого та непрямого удару блискавки. У той же час система безпосередньо підключена до відповідного електричного обладнання та будівель, тому удари блискавки у фотоелектричну систему також залучатимуть пов’язане обладнання, будівлі та електричні навантаження. Щоб уникнути пошкодження блискавкою фотоелектричної системи виробництва електроенергії, необхідно встановити захист від блискавки та систему заземлення для захисту.
Блискавка - це явище електричного розряду в атмосфері. Під час утворення хмари та дощу одні її частини накопичують позитивні заряди, а інші — негативні. Коли ці заряди накопичуються до певної міри, виникає явище розряду, утворюючи блискавку. Блискавки діляться на прямі та індукційні. Прямі удари блискавки стосуються ударів блискавки, які безпосередньо падають на фотоелектричні батареї, системи розподілу постійного струму, електричне обладнання та їх електропроводку, а також на прилеглі території. Існує два способи проникнення прямих ударів блискавки: один - це згаданий вище прямий розряд фотоелектричних батарей тощо, так що більша частина струму блискавки високої енергії вводиться в будівлі або обладнання, лінії; інший полягає в тому, що блискавка може безпосередньо проходити через громовідводи тощо. Пристрій, який передає струм блискавки в землю, розряджається, викликаючи миттєве підвищення потенціалу землі, і значна частина струму блискавки зворотно з’єднується з обладнанням і лініями. через провід захисного заземлення.

Індуктивна блискавка стосується ударів блискавки поблизу та на більшій відстані від відповідних будівель, обладнання та ліній, що спричиняє перенапругу відповідних будівель, обладнання та ліній. Цей стрибок перенапруги з’єднаний послідовно через електростатичну або електромагнітну індукцію. до відповідного електронного обладнання та ліній, завдаючи шкоди обладнанню та лініям.
Для великомасштабних або фотоелектричних систем виробництва електроенергії, встановлених на відкритих полях і у високих горах, особливо в місцях, схильних до блискавки, повинні бути обладнані заземлювальні пристрої захисту від блискавки.
Пристрій захисту від перенапруги (Surge protection Device) є незамінним пристроєм у захисті від блискавки електронного обладнання. Раніше його називали «грозозахист» або «захист від перенапруги». Англійська абревіатура SPD. Функція пристрою захисту від перенапруг полягає в тому, щоб обмежити миттєву перенапругу, яка потрапляє на лінію електропередачі та лінію передачі сигналу в межах діапазону напруги, який може витримати обладнання чи система, або витік потужного струму блискавки в землю, щоб захистити захищений обладнання або системи від пошкодження. Пошкоджений ударом. Нижче наведено опис основних технічних параметрів розрядників, які зазвичай використовуються у фотоелектричних системах виробництва електроенергії.

(1) Максимальна безперервна робоча напруга Ucpv: це значення напруги вказує на максимальну напругу, яку можна застосувати до розрядника. При цій напрузі розрядник повинен нормально працювати без збоїв. При цьому напруга постійно навантажується на розрядник без зміни робочих характеристик розрядника.
(2) Номінальний струм розряду (In): його також називають номінальним струмом розряду, який відноситься до поточного пікового значення форми струму блискавки 8/20 мкс, яке може витримати розрядник.
(3) Максимальний струм розряду Imax: коли стандартна хвиля блискавки з формою хвилі 8/20 мс прикладається до захисника один раз, максимальне пікове значення струму удару, яке може витримати захисник.
(4) Рівень захисту від напруги Up(In): максимальне значення протектора в наступних випробуваннях: напруга спалаху з нахилом 1 кВ/мс; залишкова напруга номінального струму розряду.
У фільтрі перенапруг використовується варистор з відмінними нелінійними характеристиками. За звичайних умов захист від перенапруги перебуває в стані надзвичайно високого опору, а струм витоку майже дорівнює нулю, що забезпечує нормальне живлення енергосистеми. Коли в системі живлення виникає перенапруга, захист від перенапруги вмикається негайно протягом наносекунд, щоб обмежити величину перенапруги в межах безпечного робочого діапазону обладнання. При цьому виділяється енергія перенапруги. Згодом протектор швидко переходить у високоомний стан, що не впливає на нормальне живлення енергосистеми.

Окрім того, що блискавка може генерувати стрибок напруги та струму, він також відбуватиметься в момент замикання та відключення потужного кола, момент увімкнення чи вимкнення індуктивного та ємнісного навантаження, а також відключення великої енергосистеми або трансформатор. Великі стрибки комутаційної напруги та струму також завдадуть шкоди пов’язаному обладнанню та лініям. Щоб запобігти індукції блискавки, до вхідного кінця постійного струму малопотужного інвертора додається варистор. Максимальний струм розряду може досягати 10 кВА, що в основному може задовольнити потреби побутових фотоелектричних систем блискавкозахисту.