Fotowoltaik ulgamlarda dartgynlyk goragçylarynyň, zynjyr açarlarynyň we predohranitelleriň bilelikdäki işi: Funksional analiz we zerurlyk barada pikir alyşma
Giriş
Ählumumy fotowoltaik senagatynyň çalt ösüşi bilen, gün energiýasyny öndürýän ulgamlaryň howpsuzlygy we durnuklylygy pudagyň üns merkezinde boldy. Fotowoltaik ulgamlar uzak wagtlap açyk howada bolýar we ýyldyrym urmagy, elektrik ulgamynyň üýtgemeleri we enjamlaryň näsazlyklary ýaly howplara sezewar bolup, enjamlaryň zeperlenmegine ýa-da hatda ýangyna sebäp bolup biler. Tokdan goraýjylar (SPD), zynjyr açarlar we predohraniteller ulgamyň howpsuz işlemegini üpjün etmek üçin öz wezipelerini ýerine ýetirýän we biri-biri bilen hyzmatdaşlyk edýän esasy gorag enjamlarydyr. Bu makala olaryň funksiýalaryny, utgaşdyryş mehanizmlerini we pudagyň ulanyjylary üçin maglumat bermek zerurlygyny çuňňur seljerer.
I. Fotowoltaik Sistemalaryň öňünde durýan "Görünmeýän Öldüriji"
Fotowoltaik elektrik stansiýalary açyk howada işleýän we dürli agyr synaglara yzygiderli çydaýan "polat söweşijilere" meňzeýär.
1.1 Ýyldyrym urmagy bilen baglanyşykly meseleler:
Hususan-da, Ýakyn Gündogarda we Günorta-Gündogar Aziýada ýekeje ýyldyrym möwsümi goragsyz ulgamlary ysmazlaşdyryp biler.
1.2 Elektrik ulgamynyň üýtgemeleri:
Meniň jogapkär bolan Çili taslamasynda elektrik ulgamynyň naprýaženiýesiniň birden ýokarlanmagy sebäpli enjamlaryň birnäçesi ýanyp gitdi.
1.3 Gysga ýapyşyk howpy:
Geçen ýyl Germaniýadaky bir taslamada kabelleriň köneligi sebäpli gysga zynjyr ýüze çykyp, ýangyna sebäp bolupdy.
Bu töwekgelçilikler ulaltmazlyk däl. Halkara Fotowoltaik Howpsuzlyk Bileleşigine görä, fotowoltaik ulgamyň näsazlyklarynyň 60% -den gowragy elektrik goragynyň ýeterlik däldigi sebäpli ýüze çykýar.
II. Çekimden Gorag Enjamlarynyň (SPD) esasy funksiýalary
2.1 Işleýiş prinsipi
SPD metal oksidi varistorlary (MOV) ýa-da gaz çykaryjy turbalar (GDT) arkaly wagtlaýyn artykmaç naprýaženiýeni ýere gönükdirýär we naprýaženiýeni howpsuz aralykda çäklendirýär. Fotowoltaik ulgamlarda SPD-ler adatça aşakdaky ýerlerde gurnalýar:
DC tarapy (modullar bilen inwertoryň arasynda): Ýyldyrym sebäpli ýüze çykýan güýçlenmelerden goramak üçin.
AC tarapy (inwertor bilen toruň arasynda): Tor tarapyndan artykmaç naprýaženiýeni basyp ýatyrmak üçin.
2.2 Esasy parametrler
Maksimum üznüksiz iş woltaiýasy (Uc): Fotowoltaik ulgamyň woltaisiýa derejesine laýyk gelmelidir (meselem, 1000V DC ýa-da 1500V DC).
Boşaldyş togy (In/Iimp): Ýyldyrym togyny boşatmak ukybyny görkezýär we fotowoltaik ulgamlar adatça 20 kA ýa-da ondan ýokary tok talap edýär.
Göwrüm gorag derejesi (Ýokary): Galyndy naprýaženiýe ölçegini kesgitleýär we goragly enjamyň çydamly naprýaženiýesinden pes bolmaly.
2.3 Zerurlyk
Inwertorlar we kombaýn gutulary ýaly gymmat enjamlaryň dartgynlyk sebäpli zaýalanmagynyň öňüni alyň.
Fotowoltaik elektrik stansiýalary üçin halkara standartlaryna (IEC 6164331, UL 1449 ýaly) we kabul ediş talaplaryna laýyk geliň.
Ⅲ. Zanjir açarlarynyň we predohranitelleriň funksiýasy we saýlamagy
3.1 Zynjyr açary
Funksiýa:
•Aşa köp ýükden goranmak: Tok bellenen gymmatdan (meselem, nominal toguň 1,3 essesi) geçende, termal öçürme mehanizmi işleýär.
•Gysga zynjyrdan gorag: Elektromagnit öçürme mehanizmi gysga zynjyr tokuny (meselem, 10kA) millisekuntda kesýär.
• Fotowoltaik üçin ulanylyş aýratynlyklary:
Ýöriteleşdirilen DC zynjyr açaryny (meselem, DC 1000V/1500V) saýlamaly.
Öçürme kuwwaty ulgamyň gysga döwülme toguna (adatça ≥ 15kA) deň bolmaly.
3.2 Goraglyja
Funksiýa:
Sıralaýjy elementi eredip, ol näsaz zynjyry çaltlyk bilen bölüp, seriýaly birikdirilen şahany gorap biler.
Artykmaçlyklary:
Aýrylyş tizligi has ýokary (mikrosekund derejesinde), ýokary gysga zynjyrly tok senariýleri üçin amatly.
Ol kiçi ölçegli we çäkli meýdany bolan tok geçiriji gutulara laýyk gelýär.
3.3 SPD bilen hyzmatdaşlyk
SPD naprýaženiýe goragy üçin jogapkär, zynjyr açarlary/prezerwatiw goragçylary bolsa tok goragy üçin jogapkärdir.
SPD dartgynlygyň bozulmagy sebäpli işlemeýän mahaly, zynjyr açarlary ýa-da gorag goragçylary ýangynyň öňüni almak üçin näsaz zynjyry derrew kesip bilerler.
Ⅳ. Köp derejeli gorag ulgamynyň mysaly
Mysal hökmünde 1 MW fotowoltaik elektrik stansiýasyny alyp göreliň:
4.1 DC tarapynda gorag
Komponent seriýasynyň şahalary: Her seriýa üçin sigortalary (meselem, 10A gPV görnüşi) gurnaň.
Kombinator gutusynyň girişi: II görnüşli SPD-ni (≤ 1.5kV ýokary) we DC zynjyr açaryny (63A) gurnaň.
4.2 Kondisioner tarapynda gorag
Inwertoryň çykyş ujy: 1+2 görnüşli SPD (Iimp ≥ 12.5kA) we galyplanan korpusly zynjyr açaryny (250A) konfigurirläň.
4.3 Ýalňyşlyk senariýsiniň simulýasiýasy
Ýyldyrym çakanda: SPD güýçlenýän toguny goýberýär we 2kV-dan aşak bolan naprýaženiýeni gysýar; eger SPD gysga zynjyr sebäpli işlemese, zynjyr açary işlemeýär.
Gysga zynjyr bolanda: Termal nokat täsiriniň ýaýramagynyň öňüni almak üçin saklaýjy 5ms içinde ereýär.
Ⅴ. Saýlamak we gurnamak üçin seresaplyk çäreleri
5.1 SPD saýlamagy
DC tarapy üçin, adaty AC SPD-niň ters tok meselesinden gaça durmak üçin fotowoltaik üçin ýörite SPD (meselem, PVSPD) saýlanmaly.
Temperatura çägi göz öňünde tutulmalydyr (Uc ýokary temperatura şertlerinde çägi galdyrmaly).
5.2 Zynjyr açaryny/suwuklandyryjyny deňleşdirmek
Öçme kuwwaty ulgamyň iň ýokary gysga döwülme togundan ýokary bolmaly (meselem, simiň näsazlyk togunyň güýji 1,5 kA ýetip biler).
Sızdyryjynyň nominal togy komponentiň gysga zynjyr togunyň (Isc) 1,56 essesinden köp bolmaly (NEC 690.8-e laýyklykda).
5.3 Ulgam integrasiýasy boýunça teklipler
Galyndy naprýaženiýeni azaltmak üçin SPD bilen zynjyr açarynyň arasyndaky simiň uzynlygy ≤ 0,5 m bolmaly.
SPD-niň ýagdaýynyň görkezijileriniň yzygiderli barlaglary geçirilmeli we näsaz modullar wagtynda çalşyrylmaly.
Ⅵ. Pudak meýilleri we standart täzelenmeler
• Ýokary woltaik talap: 1500V fotowoltaik ulgamlarynyň giňden ulanylmagy bilen, SPD-leriň we zynjyr açarlarynyň çydamlylyk woltaik derejelerini sinhron usulda ýokarlandyrmak zerurdyr.
•Akylly gözegçilik: Temperatura datçiklerini we simsiz aragatnaşyk funksiýalaryny öz içine alýan akylly SPD-ler uzakdan işleýän näsazlyklaryň irki duýduryşyny gazanmak üçin kem-kemden ulanylýar.
•Standart güýçlendirme: IEC 625482023-iň täze wersiýasy fotowoltaik ulgamlary üçin gorag enjamlaryna has berk utgaşdyryş talaplaryny girizdi.
Netije
Fotowoltaik ulgamlarda dartgynlyk goragçylary, zynjyr açarlary we predohraniteller doly "wolt-tok" bilelikdäki gorag ulgamyny emele getirýär. Bu bölekleriň dogry saýlanmagy we konfigurirlenmegi diňe bir enjamlaryň hyzmat möhletini uzaltmaga we ulanyş we tehniki hyzmat çykdajylaryny azaltmaga mümkinçilik bermän, eýsem elektrik stansiýalarynyň howpsuz işlemegini üpjün etmek üçin möhüm şertlerdir. Tehnologiýanyň ösmegi bilen, bu gorag enjamlarynyň integrasiýasy we aň-düşünjesi geljekde fotowoltaik ulgamlaryň ygtybarlylygyny has-da ýokarlandyrar.