Udvælgelse og design af sikkerhedsanordninger i solcelleanlæg

Kraftværker er generelt installeret i ørkenen eller på taget, og komponenterne skal installeres i det fri. Det naturlige miljø er barskt, og naturkatastrofer og menneskeskabte katastrofer er uundgåelige. Naturkatastrofer som tyfoner, snestorme og sand og støv vil beskadige udstyret. Kraftværkets sikkerhed er meget vigtig. Uanset om det er et distribueret lille kraftværk eller et centraliseret stort jordkraftværk, er der visse risici. Derfor skal udstyret være udstyret med særlige sikkerhedsanordninger, såsom sikringer og lynbeskyttelsesanordninger. , Beskyt altid kraftværkets sikkerhed.

1. Sikring
CHYT-sikring er en strømbeskytter lavet i henhold til princippet om at bryde kredsløbet ved at smelte smelten med den varme, der genereres af sig selv, efter at strømmen overstiger den specificerede værdi i en vis periode. Sikringer er meget udbredt i lavspændingsstrømdistributionssystemer, kontrolsystemer og elektrisk udstyr. Som kortslutnings- og overstrømsbeskyttelse er sikringer en af ​​de mest brugte beskyttelsesanordninger. Solcelleanlægs sikringer er opdelt i DC-sikringer og AC-sikringer.
DC-siden af ​​det fotovoltaiske kraftværk forbinder flere strenge parallelt med DC-busbaren på DC-kombinationsboksen (centraliseret skema) eller strenginverteren (strenginverterskema) i henhold til konfigurationen af ​​skemaet. Når flere solcellestrenge er forbundet parallelt, hvis der opstår en kortslutningsfejl i en bestemt streng, vil de andre strenge på DC-bussen og nettet give kortslutningsstrøm til kortslutningspunktet. Hvis de tilsvarende beskyttelsesforanstaltninger mangler, vil det føre til afbrænding af udstyr såsom kabler forbundet til det. Samtidig kan det forårsage afbrænding af tilbehør i nærheden af ​​udstyret. På nuværende tidspunkt er der mange lignende tagfotovoltaiske brandulykker i Kina, så det er nødvendigt at installere beskyttelsesanordninger i de parallelle kredsløb af hver streng for at øge sikkerheden ved fotovoltaiske kraftværker.

På nuværende tidspunkt anvendes jævnstrømssikringer i kombinationsbokse og invertere til overstrømsbeskyttelse. Mainstream inverter-producenter betragter også sikringer som de grundlæggende komponenter i DC-beskyttelse. Samtidig har sikringsproducenter som Bussman og Littelfuse også lanceret solcellespecifikke DC-sikringer.
Med den stigende efterspørgsel efter DC-sikringer i solcelleindustrien, er det et problem, som både brugere og producenter bør være meget opmærksomme på, hvordan man korrekt vælger DC-sikringer til effektiv beskyttelse. Når du vælger DC-sikringer, kan du ikke blot kopiere AC-sikringer. Elektriske specifikationer og strukturelle dimensioner, fordi der er mange forskellige tekniske specifikationer og designkoncepter mellem de to, hænger sammen med den omfattende overvejelse af, om fejlstrømmen kan brydes sikkert og pålideligt uden uheld.
1) Da DC-strømmen ikke har noget strømnulkrydspunkt, kan lysbuen ved brydning af fejlstrømmen kun slukkes hurtigt af sig selv under påvirkning af den tvungne afkøling af kvartssandfylderen, hvilket er meget vanskeligere end at bryde AC lysbue. Chippens rimelige design og svejsemetode, renheden og partikelstørrelsesforholdet for kvartssandet, smeltepunktet, hærdningsmetoden og andre faktorer bestemmer alle effektiviteten og effekten på den tvungne slukning af jævnstrømsbuen.
2) Under den samme nominelle spænding er lysbueenergien, der genereres af jævnstrømsbuen, mere end dobbelt så stor som lysbueenergien. For at sikre, at hver sektion af lysbuen kan begrænses inden for en kontrollerbar afstand og hurtigt slukkes på samme tid, vises ingen sektion. Lysbuen er direkte forbundet i serie for at forårsage en enorm energipool, hvilket resulterer i en ulykke, hvor sikringen udbrud på grund af den kontinuerlige lysbuetid er for lang. DC-sikringens rørlegeme er generelt længere end AC-sikringen, ellers kan størrelsen ikke ses ved normal brug. Forskellen, når fejlstrømmen opstår, vil have alvorlige konsekvenser.
3) Ifølge de anbefalede data fra International Fuse Technology Organisation skal længden af ​​sikringslegemet øges med 10 mm for hver 150V DC spændingsforøgelse, og så videre. Når DC-spændingen er 1000V, skal kropslængden være 70 mm.
4) Når sikringen bruges i DC-kredsløbet, skal den komplekse påvirkning af induktansen og kapacitansenergien tages i betragtning. Derfor er tidskonstanten L/R en vigtig parameter, som ikke kan ignoreres. Det skal bestemmes i henhold til forekomsten og henfaldshastigheden af ​​kortslutningsfejlstrømmen i det specifikke linjesystem. Nøjagtig evaluering betyder ikke, at du kan vælge et hovedfag eller et bifag efter behag. Da DC-sikringens tidskonstanten L/R bestemmer brudbueenergien, brudtiden og gennemløbsspændingen, skal tykkelsen og længden af ​​rørlegemet vælges rimeligt og sikkert.
AC-sikring: Ved udgangsenden af ​​off-grid-inverteren eller input-enden af ​​den interne strømforsyning af den centraliserede inverter bør en AC-sikring designes og installeres for at forhindre belastningen i overstrøm eller kortslutning.

2. Lynbeskytter
Hovedparten af ​​solcelleanlægget er installeret i det fri, og distributionsområdet er relativt stort. Komponenterne og understøtningerne er ledere, som er ret attraktive for lyn, så der er fare for direkte og indirekte lynnedslag. Samtidig er systemet direkte forbundet med tilhørende elektrisk udstyr og bygninger, så lynnedslag til solcelleanlægget vil også involvere relateret udstyr, bygninger og elektriske belastninger. For at undgå lynskader på solcelleanlægget er det nødvendigt at opsætte et lynbeskyttelses- og jordforbindelsessystem til beskyttelse.
Lyn er et elektrisk udladningsfænomen i atmosfæren. Under dannelsen af ​​sky og regn akkumulerer nogle dele af den positive ladninger, og den anden del akkumulerer negative ladninger. Når disse ladninger akkumuleres i et vist omfang, vil der opstå et udladningsfænomen, der danner lyn. Lyn opdeles i direkte lyn og induktionslyn. Direkte lynnedslag refererer til lynnedslag, der direkte falder på solcelleanlæg, jævnstrømsdistributionssystemer, elektrisk udstyr og deres ledninger, såvel som nærliggende områder. Der er to måder at indtrænge direkte lynnedslag på: den ene er den ovennævnte direkte udladning af fotovoltaiske arrays osv., således at det meste af den højenergiske lynstrøm indføres i bygninger eller udstyr, ledninger; den anden er, at lyn direkte kan passere gennem lynafledere osv. Enheden, der transmitterer lynstrømmen til jorden, aflades, hvilket får jordpotentialet til at stige øjeblikkeligt, og en stor del af lynstrømmen er omvendt forbundet med udstyret og ledningerne gennem den beskyttende jordledning.

Induktivt lyn refererer til lynnedslag, der genereres nær og længere væk fra relaterede bygninger, udstyr og ledninger, hvilket forårsager overspænding af relaterede bygninger, udstyr og ledninger. Denne overspænding er forbundet i serie gennem elektrostatisk induktion eller elektromagnetisk induktion. til relateret elektronisk udstyr og ledninger, hvilket forårsager skade på udstyr og ledninger.
For store eller fotovoltaiske elproduktionsanlæg installeret i åbne marker og høje bjerge, især i lynudsatte områder, skal der være udstyret med lynbeskyttelsesjordingsanordninger.
Overspændingsbeskyttelsesanordning (Surge Protection Device) er en uundværlig enhed til lynbeskyttelse af elektronisk udstyr. Det hed tidligere "lynafleder" eller "overspændingsbeskytter". Den engelske forkortelse er SPD. Overspændingsbeskytterens funktion er at begrænse den øjeblikkelige overspænding, der kommer ind i strømledningen og signaltransmissionslinjen inden for det spændingsområde, som udstyret eller systemet kan modstå, eller at lække den kraftige lynstrøm ned i jorden for at beskytte de beskyttede udstyr eller system bliver beskadiget. Beskadiget ved stød. Det følgende er en beskrivelse af de vigtigste tekniske parametre for afledere, der almindeligvis anvendes i fotovoltaiske elproduktionssystemer.

(1) Maksimal kontinuerlig driftsspænding Ucpv: Denne spændingsværdi angiver den maksimale spænding, der kan påføres over aflederen. Under denne spænding skal aflederen kunne fungere normalt uden fejl. Samtidig belastes spændingen kontinuerligt på aflederen uden at ændre aflederens arbejdsegenskaber.
(2) Nominel afladningsstrøm (In): Det kaldes også den nominelle afladningsstrøm, som refererer til den aktuelle spidsværdi af 8/20μs lynstrømsbølgeformen, som aflederen kan modstå.
(3) Maksimal afladningsstrøm Imax: Når en standard lynbølge med en bølgeform på 8/20ms påføres beskytteren én gang, er den maksimale spidsværdi for stødstrømmen, som beskytteren kan modstå.
(4) Spændingsbeskyttelsesniveau Up(In): Beskytterens maksimale værdi i følgende tests: overslagsspændingen med en hældning på 1KV/ms; restspændingen af ​​den nominelle afladningsstrøm.
Overspændingsbeskytteren bruger en varistor med fremragende ikke-lineære egenskaber. Under normale omstændigheder er overspændingsbeskytteren i en tilstand med ekstrem høj modstand, og lækstrømmen er næsten nul, hvilket sikrer den normale strømforsyning til strømsystemet. Når der opstår en overspænding i strømsystemet, tændes overspændingsbeskytteren straks inden for nanosekunder for at begrænse størrelsen af ​​overspændingen inden for udstyrets sikre arbejdsområde. Samtidig frigives energien fra overspændingen. Efterfølgende skifter beskytteren hurtigt til en højimpedanstilstand og påvirker således ikke strømsystemets normale strømforsyning.

Ud over at lyn kan generere overspænding og strøm, vil det også forekomme i det øjeblik, hvor højeffektkredsløbet lukkes og afbrydes, det øjeblik, hvor induktiv belastning og kapacitiv belastning tændes eller slukkes, og afbrydelsen af ​​et stort strømsystem eller transformer. Stor koblingsspænding og strøm vil også forårsage skade på relateret udstyr og ledninger. For at forhindre lyninduktion tilføjes en varistor til DC-indgangsenden af ​​laveffekt-inverteren. Den maksimale afladningsstrøm kan nå 10kVA, hvilket grundlæggende kan opfylde behovene i husholdnings fotovoltaiske lynbeskyttelsessystemer.