Արևային ֆոտովոլտային համակարգերի համար լարման պաշտպանության սարքերի ընտրություն - SPD-ների տեսակներ

Ֆոտովոլտային (ՖՎ) էներգիայի արտադրությունը վերականգնվող էներգիայի հիմնական աղբյուր է և տնտեսապես բարձր մրցունակ է ավանդական էլեկտրաէներգիայի արտադրության համեմատ: Փոքր բաշխված ՖՎ համակարգերը, ինչպիսիք են տանիքի արևային վահանակները, ավելի ու ավելի տարածված են դառնում: Տանիքի ՖՎ համակարգերը ներառում են ինչպես փոփոխական, այնպես էլ հաստատուն հոսանքի բաշխում՝ մինչև 1500 Վ լարումներով: Հաստատուն հոսանքի կողմը, մասնավորապես ՖՎ վահանակները, կարող են անմիջականորեն ենթարկվել կայծակի հարվածներին բարձր ռիսկի գոտիներում, ինչը դրանք դարձնում է խոցելի կայծակի վնասի նկատմամբ:

Շենքերի կայծակնային պաշտպանությունը բաժանվում է արտաքին պաշտպանության (կայծակնային պաշտպանության համակարգ, LPS) և ներքին պաշտպանության (լարման լարման դեմ պաշտպանության միջոցառումներ, SPM)՝ կախված կայծակնային ռիսկից: Լարման լարումից պաշտպանող սարքերը (ԼՊՍ), որպես ներքին պաշտպանության մաս, պաշտպանում են մթնոլորտային կայծակի կամ անջատիչ գործողությունների հետևանքով առաջացած անցողիկ գերլարումներից: Լարման լար ...

1. Անկայունության պաշտպանության սարքերի (SPD) տեղադրման վայրը

SPD-ների տեղադրման վայրը որոշվում է կայծակնային սպառնալիքի աստիճանի համաձայն և IEC 62305 ստանդարտում նշված կայծակնային պաշտպանության գոտիների (LPZ) հայեցակարգի հիման վրա: Անցումային գերլարումները աստիճանաբար նվազում են մինչև անվտանգ մակարդակ, որը պետք է լինի պաշտպանված սարքավորումների դիմադրողականության լարումից ցածր: Ինչպես պատկերված է նկարում, SPD-ները տեղադրվում են այդ գոտիների սահմաններում, ինչը հիմք է տալիս ցածր լարման համակարգերում օգտագործվող բազմամակարդակ գերլարումից պաշտպանության հայեցակարգին: Ֆոտովոլտային համակարգերի համար ուշադրության կենտրոնում է կայծակնային գերլարումների ներթափանցումը AC և DC կողմերից կանխելը, այդպիսով պաշտպանելով կարևոր բաղադրիչները, ինչպիսիք են ինվերտորները:

2. Գերլարումից պաշտպանող սարքերի (SPD) փորձարկման դասեր

IEC 61643-11 ստանդարտի համաձայն, SPD-ները դասակարգվում են երեք փորձարկման կատեգորիաների՝ հիմնվելով կայծակնային հոսանքի իմպուլսի տեսակի վրա, որին դրանք նախատեսված են դիմակայելու համար: I տիպի փորձարկումները (նշված են որպես T1) նախատեսված են շենք մտնող մասնակի կայծակնային հոսանքները մոդելավորելու համար: Սրանք օգտագործում են 10/350 µs ալիքային ձև, ինչպես ցույց է տրված նկարում, և սովորաբար կիրառվում են LPZ0-ի և LPZ1-ի միջև սահմանին, օրինակ՝ գլխավոր բաշխիչ վահանակների կամ ցածր լարման տրանսֆորմատորային մուտքերի մոտ: Այս մակարդակի SPD-ները սովորաբար լարման անջատման տիպի են՝ գազի արտանետման խողովակների կամ կայծային բացերի նման բաղադրիչներով (օրինակ՝ եղջյուրային բացեր կամ գրաֆիտային բացեր):

II տիպի (T2) և III տիպի (T3) փորձարկումներում օգտագործվում են ավելի կարճ տևողությամբ իմպուլսներ: II տիպի SPD-ները սովորաբար լարման սահմանափակող սարքեր են, որոնք օգտագործում են այնպիսի բաղադրիչներ, ինչպիսիք են մետաղական օքսիդի վարիստորները (MOV): Դրանք փորձարկվում են անվանական լիցքաթափման հոսանքով՝ օգտագործելով 8/20 µs հոսանքի ալիքային ձև (տե՛ս նկարի ընդլայնումը) և պատասխանատու են վերևի հոսքի պաշտպանության սարքից եկող մնացորդային լարման հետագա սահմանափակման համար: III տիպի փորձարկումներում օգտագործվում է ալիքային գեներատորի համադրություն՝ 1.2/50 µs լարմամբ և 8/20 µs հոսանքի իմպուլսով (տե՛ս ստորև նկարը), որը մոդելավորում է ալիքային գեներատորները վերջնական օգտագործման սարքավորումներին ավելի մոտ:

3. Լարվածությունից պաշտպանող սարքի (SPD) միացման տեսակը

Անցումային գերլարումներից պաշտպանության երկու հիմնական ռեժիմ կա։ Առաջինը ընդհանուր ռեժիմի պաշտպանությունն է (CT1), որը նախատեսված է լարման ալիքներից պաշտպանելու համար՝ լարման լարման լարման և PE-ի (պաշտպանիչ հողանցման) միջև։ Օրինակ՝ կայծակի հարվածները կարող են համակարգի մեջ մտցնել բարձր լարումներ՝ համեմատած հողանցման հետ։ Ընդհանուր ռեժիմի պաշտպանությունը օգնում է մեղմել այնպիսի արտաքին խանգարումների ազդեցությունը, ինչպիսին է կայծակը, ինչպես պատկերված է ստորև։

Երկրորդը դիֆերենցիալ ռեժիմի պաշտպանությունն է (CT2), որը պաշտպանում է գծային հաղորդչի (L) և չեզոք հաղորդչի (N) միջև լարման ալիքներից: Այս տեսակի պաշտպանությունը հատկապես կարևոր է ներքին խանգարումները, ինչպիսիք են էլեկտրական աղմուկը կամ համակարգի ներսում առաջացող միջամտությունը, լուծելու համար, ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված դիագրամում:

Այս պաշտպանության ռեժիմներից մեկը կամ երկուսն էլ ներդնելով, էլեկտրական համակարգերը կարող են ավելի լավ պաշտպանված լինել լարման հնարավոր ալիքների աղբյուրներից, ինչը, ի վերջո, կբարձրացնի միացված սարքավորումների կյանքի տևողությունը և հուսալիությունը։

Կարևոր է նշել, որ SPD պաշտպանության ռեժիմների ընտրությունը պետք է համապատասխանի առկա հողանցման համակարգին: TN համակարգերի համար կարող են օգտագործվել և՛ CT1, և՛ CT2 պաշտպանության ռեժիմները: Այնուամենայնիվ, TT համակարգերում CT1-ը կարող է կիրառվել միայն RCD-ից ներքև: IT համակարգերում, մասնավորապես՝ չեզոք հաղորդիչ չունեցող համակարգերում, CT2 պաշտպանությունը կիրառելի չէ: Սա կարևոր նկատառում է IT հողանցման կոնֆիգուրացիաներ օգտագործող հաստատուն հոսանքի բաշխման համակարգերում: Մանրամասները կարող եք գտնել ստորև բերված աղյուսակում:

4. Անկայունության պաշտպանության սարքերի (SPD) հիմնական պարամետրերը

Համաձայն IEC 61643-11 միջազգային ստանդարտի, ցածր լարման էլեկտրամատակարարման բաշխման համակարգերին միացված SPD-ների բնութագրերը և փորձարկումները սահմանվում են, ինչպես ցույց է տրված նկար 7-ում:

(1) Լարման պաշտպանության մակարդակ (վերև)

SPD-ի ընտրության ամենակարևոր կողմը դրա լարման պաշտպանության մակարդակն է (Up), որը բնութագրում է SPD-ի աշխատանքը՝ տերմինալների միջև լարումը սահմանափակելու հարցում: Այս արժեքը պետք է լինի ավելի բարձր, քան առավելագույն ամրացման լարումը: Այն հասնում է, երբ SPD-ով հոսող հոսանքը հավասար է In անվանական լիցքաթափման հոսանքին: Ընտրված լարման պաշտպանության մակարդակը պետք է լինի ավելի ցածր, քան բեռի իմպուլսային դիմադրության լարումը Uw: Կայծակի հարվածի դեպքում SPD տերմինալների լարումը սովորաբար պահվում է Up-ից ցածր: Ֆոտովոլտային հաստատուն հոսանքի համակարգերի համար բեռը սովորաբար վերաբերում է ֆոտովոլտային մոդուլներին և ինվերտորներին:

(2) Առավելագույն անընդհատ աշխատանքային լարում (Uc)

Uc-ն SPD պաշտպանության ռեժիմին անընդհատ կիրառվող առավելագույն հաստատուն հոսանքի լարումն է։ Այն ընտրվում է անվանական լարման և համակարգի հողանցման կոնֆիգուրացիայի հիման վրա և ծառայում է որպես SPD-ի ակտիվացման շեմ։ Ֆոտովոլտային համակարգերի հաստատուն հոսանքի կողմի համար Uc-ն պետք է մեծ կամ հավասար լինի ֆոտովոլտային զանգվածի Uoc Max-ին։ Uoc Max-ը վերաբերում է ակտիվ միացման տերմինալների և ֆոտովոլտային զանգվածի նշանակված կետում ակտիվ միացման տերմինալի ու հողանցման միջև առկա ամենաբարձր բաց միացման լարմանը։

(3) Անվանական լիցքաթափման հոսանք (In)

Սա SPD-ով հոսող 8/20 μs ալիքային հոսանքի գագաթնակետային արժեքն է, որն օգտագործվում է II տիպի փորձարկումների և I տիպի և II տիպիIEC-ը պահանջում է, որ SPD-ն կարողանա դիմակայել 8/20 μs ալիքային հոսանքի առնվազն 19 լիցքաթափման: Որքան բարձր է In արժեքը, այնքան երկար է SPD-ի կյանքի տևողությունը, բայց նաև արժեքը մեծանում է:

(4) Իմպուլսային հոսանք (Iimp)

Սահմանված երեք պարամետրերով՝ հոսանքի գագաթնակետ (Ipeak), լիցք (Q) և տեսակարար էներգիա (W/R), այս հոսանքն օգտագործվում է Տիպ I թեստեր։ Տիպիկ ալիքաձևը 10/350 μs է։