Выбор и проектирование устройств безопасности в фотоэлектрических системах

Электростанции обычно устанавливаются в пустыне или на крыше, а компоненты должны быть установлены на открытом воздухе. Природная среда сурова, и природные и техногенные катастрофы неизбежны. Стихийные бедствия, такие как тайфуны, снежные бури, песок и пыль, могут повредить оборудование. Безопасность электростанции очень важна. Будь то небольшая распределенная электростанция или централизованная крупная наземная электростанция, существуют определенные риски. Поэтому оборудование должно быть оснащено специальными устройствами безопасности, такими как предохранители и устройства молниезащиты. , Всегда следите за безопасностью электростанции.

1. Предохранитель
Предохранитель CHYT представляет собой токозащитное устройство, выполненное по принципу разрыва цепи путем плавления расплава теплом, выделяемым самим собой после того, как ток превысит заданное значение в течение определенного периода времени. Предохранители широко используются в низковольтных системах распределения электроэнергии, системах управления и электрооборудовании. Предохранители являются одними из наиболее часто используемых защитных устройств в качестве защиты от короткого замыкания и перегрузки по току. Предохранители фотоэлектрических электростанций делятся на предохранители постоянного тока и предохранители переменного тока.
Сторона постоянного тока фотоэлектрической электростанции подключает несколько цепочек параллельно к шине постоянного тока блока сумматора постоянного тока (централизованная схема) или инвертора цепочки (схема инвертора цепочки) в соответствии с конфигурацией схемы. Когда несколько фотогальванических цепочек соединены параллельно, если в определенной цепочке происходит короткое замыкание, другие цепочки на шине постоянного тока и в сети будут подавать ток короткого замыкания в точку короткого замыкания. Отсутствие соответствующих защитных мер приведет к возгоранию оборудования, например, подключенных к нему кабелей. В то же время это может привести к возгоранию навесного оборудования рядом с оборудованием. В настоящее время в Китае происходит много подобных аварий на фотоэлектрических электростанциях на крышах, поэтому необходимо установить защитные устройства в параллельных цепях каждой цепочки для повышения безопасности фотоэлектрических электростанций.

В настоящее время в сумматорных коробках и инверторах для защиты от сверхтоков используются предохранители постоянного тока. Основные производители инверторов также считают предохранители основными компонентами защиты постоянного тока. В то же время производители предохранителей, такие как Bussman и Littelfuse, также выпустили предохранители постоянного тока для фотоэлектрических систем.
В связи с растущим спросом на предохранители постоянного тока в фотоэлектрической промышленности правильный выбор предохранителей постоянного тока для эффективной защиты является проблемой, на которую как пользователи, так и производители должны обратить пристальное внимание. При выборе предохранителей постоянного тока нельзя просто копировать предохранители переменного тока. Электрические характеристики и конструктивные размеры, поскольку между ними существует множество различных технических характеристик и концепций проектирования, связаны с всесторонним рассмотрением того, можно ли безопасно и надежно отключить ток короткого замыкания без несчастных случаев.
1) Поскольку постоянный ток не имеет точки перехода тока через ноль, то при разрыве тока замыкания дуга может быстро погаснуть только сама по себе под действием принудительного охлаждения наполнителя из кварцевого песка, что значительно сложнее, чем разрыв дуги. Дуга переменного тока. Разумная конструкция и метод сварки чипа, чистота и соотношение размеров частиц кварцевого песка, температура плавления, метод отверждения и другие факторы определяют эффективность и влияние на принудительное гашение дуги постоянного тока.
2) При том же номинальном напряжении энергия дуги постоянного тока более чем в два раза превышает энергию дуги переменного тока. Чтобы гарантировать, что каждая секция дуги может быть ограничена на контролируемом расстоянии и одновременно быстро погашена, ни одна секция не появится. Дуга подключается напрямую последовательно, что создает огромный запас энергии, что приводит к аварии, в результате которой предохранитель всплески из-за слишком длительного времени непрерывной дуги. Корпус трубки предохранителя постоянного тока обычно длиннее предохранителя переменного тока, иначе при нормальном использовании размер не будет виден. Разница при возникновении тока повреждения будет иметь серьезные последствия.
3) Согласно рекомендованным данным Международной организации по технологиям предохранителей, длина корпуса предохранителя должна увеличиваться на 10 мм при каждом увеличении напряжения постоянного тока на 150 В и так далее. Когда напряжение постоянного тока составляет 1000 В, длина корпуса должна составлять 70 мм.
4) При использовании предохранителя в цепи постоянного тока необходимо учитывать комплексное влияние энергии индуктивности и емкости. Поэтому постоянная времени L/R является важным параметром, который нельзя игнорировать. Его следует определять в зависимости от возникновения и скорости затухания тока короткого замыкания конкретной линейной системы. Точная оценка не означает, что вы можете выбирать мажор или минор по своему желанию. Поскольку постоянная времени L/R предохранителя постоянного тока определяет энергию разрываемой дуги, время отключения и пропускаемое напряжение, толщину и длину корпуса трубки необходимо выбирать разумно и безопасно.
Предохранитель переменного тока: на выходном конце автономного инвертора или входном конце внутреннего источника питания централизованного инвертора должен быть спроектирован и установлен предохранитель переменного тока, чтобы предотвратить перегрузку по току или короткое замыкание нагрузки.

2. Молниезащита
Основная часть фотоэлектрической системы установлена ​​на открытом воздухе, а зона распределения относительно велика. Компоненты и опоры являются проводниками, весьма привлекательными для молний, ​​поэтому существует опасность прямых и непрямых ударов молнии. В то же время система напрямую подключена к соответствующему электрооборудованию и зданиям, поэтому удары молнии в фотоэлектрическую систему также затрагивают соответствующее оборудование, здания и электрические нагрузки. Чтобы избежать повреждения фотоэлектрической системы производства электроэнергии молнией, необходимо установить молниезащиту и систему заземления для защиты.
Молния – это явление электрического разряда в атмосфере. При образовании облака и дождя одна его часть накапливает положительные заряды, а другая часть – отрицательные. Когда эти заряды накопится в определенной степени, произойдет явление разряда, образующее молнию. Молнию разделяют на прямую и индукционную. Под прямыми ударами молнии понимаются удары молнии, попадающие непосредственно на фотоэлектрические батареи, системы распределения электроэнергии постоянного тока, электрооборудование и их проводку, а также близлежащие территории. Существует два пути проникновения прямых ударов молнии: один – это упомянутый выше прямой разряд фотоэлектрических батарей и т.п., при котором большая часть тока молнии высокой энергии вносится в здания или оборудование, линии; во-вторых, молния может напрямую проходить через громоотводы и т. д. Устройство, которое передает ток молнии в землю, разряжается, вызывая мгновенное повышение потенциала земли, и большая часть тока молнии обратно подключается к оборудованию и линиям. через провод защитного заземления.

Индуктивная молния — это удары молнии, возникающие вблизи и дальше от связанных зданий, оборудования и линий, вызывающие перенапряжение соответствующих зданий, оборудования и линий. Это импульсное перенапряжение подключается последовательно посредством электростатической или электромагнитной индукции. к соответствующему электронному оборудованию и линиям, причиняя вред оборудованию и линиям.
Для крупномасштабных или фотоэлектрических систем производства электроэнергии, установленных на открытых полях и в высоких горах, особенно в грозовых районах, необходимо оборудовать молниезащитные заземляющие устройства.
Устройство защиты от перенапряжения (Surge Protection Device) – незаменимое устройство в молниезащите электронного оборудования. Раньше его называли «молниеотводом» или «защитой от перенапряжения». Английское сокращение — SPD. Функция сетевого фильтра заключается в ограничении мгновенного перенапряжения, попадающего в линию электропередачи и линию передачи сигналов, в пределах диапазона напряжений, который может выдержать оборудование или система, или в утечке мощного тока молнии в землю, чтобы защитить защищаемую систему. оборудование или систему от повреждения. Повреждён ударом. Ниже приводится описание основных технических параметров разрядников, обычно используемых в фотоэлектрических системах генерации электроэнергии.

(1) Максимальное непрерывное рабочее напряжение Ucpv: Это значение напряжения указывает максимальное напряжение, которое может быть приложено к разряднику. Под этим напряжением разрядник должен нормально работать без сбоев. При этом на разрядник постоянно нагружается напряжение без изменения рабочих характеристик разрядника.
(2) Номинальный ток разряда (In): его также называют номинальным током разряда, который относится к пиковому значению тока формы волны тока молнии 8/20 мкс, который разрядник может выдержать.
(3) Максимальный ток разряда Imax: когда к устройству защиты один раз прикладывается стандартная волна молнии с формой волны 8/20 мс, максимальное пиковое значение ударного тока, которое устройство защиты может выдержать.
(4) Уровень защиты по напряжению Up(In): максимальное значение защитного устройства в следующих испытаниях: напряжение пробоя с крутизной 1 кВ/мс; остаточное напряжение номинального тока разряда.
В сетевом фильтре используется варистор с отличными нелинейными характеристиками. В нормальных условиях сетевой фильтр находится в состоянии чрезвычайно высокого сопротивления, а ток утечки практически равен нулю, что обеспечивает нормальное питание энергосистемы. При возникновении перенапряжения в энергосистеме немедленно в течение наносекунд включается сетевой фильтр, чтобы ограничить величину перенапряжения в безопасном рабочем диапазоне оборудования. При этом выделяется энергия перенапряжения. Впоследствии протектор быстро переходит в высокоомное состояние, не влияя при этом на нормальное питание энергосистемы.

Помимо того, что молния может генерировать импульсное напряжение и ток, это также произойдет в момент замыкания и отключения высокомощной цепи, в момент включения или выключения индуктивной нагрузки и емкостной нагрузки, а также отключения крупной энергосистемы или трансформатор. Большие коммутационные импульсы напряжения и тока также нанесут вред соответствующему оборудованию и линиям. Чтобы предотвратить возникновение грозовой индукции, на входе постоянного тока маломощного инвертора добавляется варистор. Максимальный ток разряда может достигать 10 кВА, что в основном удовлетворяет потребности бытовых фотоэлектрических систем молниезащиты.