Ohutusseadmete valik ja projekteerimine fotogalvaanilistes süsteemides

Elektrijaamad paigaldatakse üldjuhul kõrbes või katusele ning komponendid tuleb paigaldada vabas õhus. Looduskeskkond on karm ning loodus- ja inimtegevusest tingitud katastroofid on vältimatud. Loodusõnnetused, nagu taifuunid, lumetormid ning liiv ja tolm, kahjustavad seadmeid. Elektrijaama ohutus on väga oluline. Olenemata sellest, kas tegemist on hajutatud väikeelektrijaamaga või tsentraliseeritud suuremahulise maapealse elektrijaamaga, on teatud riskid. Seetõttu peavad seadmed olema varustatud spetsiaalsete ohutusseadmetega, nagu kaitsmed ja piksekaitseseadmed. , Kaitske alati elektrijaama ohutust.

1. Kaitsme
CHYT-kaitse on voolukaitse, mis on valmistatud vooluahela katkestamise põhimõttel, sulatades sulati enda tekitatud soojusega pärast seda, kui vool ületab teatud aja jooksul määratud väärtuse. Kaitsmeid kasutatakse laialdaselt madalpinge elektrijaotussüsteemides, juhtimissüsteemides ja elektriseadmetes. Kaitsmed on lühise- ja ülevoolukaitsena ühed enamkasutatavad kaitseseadmed. Fotogalvaaniliste elektrijaamade kaitsmed jagunevad alalis- ja vahelduvvoolukaitsmeteks.
Fotogalvaanilise elektrijaama alalisvoolu pool ühendab vastavalt skeemi konfiguratsioonile mitu stringi paralleelselt alalisvoolu kombineerija kasti alalisvoolu siiniga (tsentraliseeritud skeem) või stringinverteriga (stringinverteri skeem). Kui paralleelselt on ühendatud mitu fotogalvaanilist stringi, siis kui teatud stringis tekib lühisvike, annavad teised alalisvoolu siini ja võrgu stringid lühispunkti lühisvoolu. Kui vastavad kaitsemeetmed puuduvad, põhjustab see seadmete, näiteks sellega ühendatud kaablite põlemist. Samal ajal võib see põhjustada seadme läheduses olevate tarvikute põlemist. Praegu on Hiinas palju sarnaseid katuste fotogalvaanilisi tuleõnnetusi, mistõttu on vaja paigaldada iga stringi paralleelsetesse ahelatesse kaitseseadmed, et suurendada fotogalvaaniliste elektrijaamade ohutust.

Praegu kasutatakse liigvoolukaitseks alalisvoolukaitsmeid kombainkarpides ja inverterites. Peamised inverteritootjad peavad kaitsmeid ka alalisvoolukaitse põhikomponentideks. Samal ajal on kaitsmete tootjad, nagu Bussman ja Littelfuse, turule toonud ka fotogalvaanilistele spetsiifilistele alalisvoolukaitsmed.
Kuna fotogalvaanilises tööstuses kasvab nõudlus alalisvoolukaitsmete järele, on tõhusa kaitse tagamiseks alalisvoolukaitsmete õige valimine probleem, millele nii kasutajad kui ka tootjad peaksid tähelepanu pöörama. Alalisvoolukaitsmete valimisel ei saa te vahelduvvoolukaitsmeid lihtsalt kopeerida. Elektrilised spetsifikatsioonid ja konstruktsioonimõõtmed, kuna nende kahe vahel on palju erinevaid tehnilisi spetsifikatsioone ja konstruktsioonikontseptsioone, on seotud igakülgse kaalumisega, kas rikkevoolu saab ohutult ja usaldusväärselt ilma õnnetusteta katkestada.
1) Kuna alalisvoolul ei ole voolu nullpunkti, saab rikkevoolu katkestamisel kaare kiiresti kustuda ainult kvartsliiva täiteaine sundjahutuse toimel, mis on palju keerulisem kui rikke katkestamine. AC kaar. Kiibi mõistlik konstruktsioon ja keevitusmeetod, kvartsliiva puhtuse ja osakeste suuruse suhe, sulamistemperatuur, kõvenemismeetod ja muud tegurid määravad alalisvoolukaare sundkustutamise tõhususe ja mõju.
2) Sama nimipinge korral on alalisvoolukaare tekitatud kaareenergia rohkem kui kaks korda suurem vahelduvkaare energiast. Tagamaks, et kaare iga sektsiooni saab piirata kontrollitavas kauguses ja samal ajal kiiresti kustutada, ei ilmu ühtegi sektsiooni. Kaar on otse jadamisi ühendatud, et tekitada tohutu energiakogum, mille tulemuseks on õnnetus katkestuste tõttu pideva kaare tekkimise aeg on liiga pikk. Alalisvoolukaitsme torukere on üldiselt pikem kui vahelduvvoolukaitsmel, muidu pole suurust tavakasutuses näha. Erinevusel on rikkevoolu ilmnemisel tõsised tagajärjed.
3) Vastavalt Rahvusvahelise Kaitsmetehnoloogia Organisatsiooni soovitatud andmetele tuleks kaitsme korpuse pikkust iga 150 V alalispinge tõusu korral suurendada 10 mm võrra jne. Kui alalispinge on 1000 V, peaks korpuse pikkus olema 70 mm.
4) Kui kaitset kasutatakse alalisvooluahelas, tuleb arvestada induktiivsuse ja mahtuvuse energia kompleksse mõjuga. Seetõttu on ajakonstant L/R oluline parameeter, mida ei saa ignoreerida. See tuleks määrata vastavalt konkreetse liinisüsteemi lühisvoolu rikkevoolu esinemisele ja vaibumiskiirusele. Täpne hindamine ei tähenda, et saaksid oma suva järgi valida peaeriala või kõrvaleriala. Kuna alalisvoolukaitsme ajakonstant L/R määrab kaare katkemise energia, purunemisaja ja läbilaskepinge, tuleb toru korpuse paksus ja pikkus valida mõistlikult ja ohutult.
Vahelduvvoolukaitse: Võrguvälise inverteri väljundotsas või tsentraliseeritud inverteri sisemise toiteallika sisendotsas tuleb projekteerida ja paigaldada vahelduvvoolukaitse, et vältida koormuse ülevoolu või lühise tekkimist.

2. Piksekaitse
Peamine osa fotogalvaanilisest süsteemist on paigaldatud vabas õhus ja leviala on suhteliselt suur. Komponendid ja toed on juhid, mis on välgu jaoks üsna atraktiivsed, mistõttu on oht otseseks ja kaudseks pikselöögiks. Samal ajal on süsteem otse ühendatud seotud elektriseadmete ja hoonetega, nii et fotogalvaanilise süsteemi pikselöögid hõlmavad ka seotud seadmeid, hooneid ja elektrilisi koormusi. Vältimaks fotogalvaanilise elektritootmissüsteemi äikesekahjustusi, on vaja kaitseks seadistada piksekaitse ja maandussüsteem.
Välk on elektrilahenduse nähtus atmosfääris. Pilve ja vihma tekkimisel koguneb osa sellest positiivseid laenguid, teine ​​osa aga negatiivseid laenguid. Kui need laengud teatud määral kogunevad, tekib tühjenemise nähtus, mis moodustab välgu. Välk jaguneb otsevälguteks ja induktsioonvälguteks. Otsesed pikselöögid viitavad välgulöökidele, mis langevad otse fotogalvaanilistele massiividele, alalisvoolu jaotussüsteemidele, elektriseadmetele ja nende juhtmestikule, samuti lähedalasuvatele aladele. Otseste välgulöökide sissetungimiseks on kaks võimalust: üks on ülalmainitud fotogalvaaniliste massiivide jne otselahendus, nii et suurem osa suure energiaga välguvoolust juhitakse hoonetesse või seadmetesse, liinidesse; teine ​​on see, et välk pääseb otse läbi piksevarraste jne. Seade, mis edastab piksevoolu maasse, tühjeneb, mistõttu maanduspotentsiaal tõuseb hetkega ning suur osa piksevoolust on tagurpidi ühendatud seadmete ja liinidega läbi kaitsva maandusjuhtme.

Induktiivne välk viitab pikselöögile, mis tekib seotud hoonete, seadmete ja liinide lähedal ja kaugemal ning põhjustab seotud hoonete, seadmete ja liinide ülepinget. See liigpinge on jadamisi ühendatud elektrostaatilise induktsiooni või elektromagnetilise induktsiooni kaudu. seotud elektroonikaseadmetele ja -liinidele, kahjustades seadmeid ja liine.
Suuremahuliste või fotogalvaaniliste elektritootmissüsteemide jaoks, mis on paigaldatud avamaale ja kõrgetele mägedele, eriti välguohtlikele aladele, peavad olema varustatud piksekaitse maandusseadmed.
Ülepingekaitseseade (Surge protection Device) on elektroonikaseadmete piksekaitses asendamatu seade. Varem nimetati seda "piksepiirikuks" või "liigpingekaitseks". Ingliskeelne lühend on SPD. Liigpingekaitse ülesanne on piirata elektriliinile ja signaaliülekandeliinile sisenevat hetkelist liigpinget pingevahemikus, mida seade või süsteem talub, või lekkida võimas piksevool maasse, et kaitsta kaitstud seadet. seadme või süsteemi kahjustamise eest. Löögi tõttu kahjustatud. Järgnevalt kirjeldatakse fotogalvaanilistes elektritootmissüsteemides tavaliselt kasutatavate piirikute peamisi tehnilisi parameetreid.

(1) Maksimaalne pidev tööpinge Ucpv: see pinge väärtus näitab maksimaalset pinget, mida saab piirajale rakendada. Selle pinge all peab piirik suutma normaalselt ja tõrgeteta töötada. Samal ajal koormatakse pidevalt pinget piirikule, muutmata seejuures piiriku tööomadusi.
(2) Nimilahendusvool (In): seda nimetatakse ka nominaalseks tühjenemisvooluks, mis viitab 8/20 μs välguvoolu lainekuju voolu tippväärtusele, mida piirik suudab vastu pidada.
(3) Maksimaalne tühjendusvool Imax: kui kaitsmele rakendatakse üks kord standardne välgulaine lainekujuga 8/20 ms, siis löökvoolu maksimaalne tippväärtus, mida kaitse suudab vastu pidada.
(4) Pinge kaitsetase Up(In): Kaitsme maksimaalne väärtus järgmistes katsetes: ülelöögipinge kaldega 1KV/ms; nimilahendusvoolu jääkpinge.
Ülepingekaitse kasutab suurepäraste mittelineaarsete omadustega varistorit. Tavaolukorras on liigpingekaitse ülikõrge takistusega ja lekkevool on peaaegu null, tagades elektrisüsteemi normaalse toiteallika. Kui elektrisüsteemis tekib ülepinge, lülitub liigpingekaitse kohe nanosekundite jooksul sisse, et piirata ülepinge suurust seadme ohutus tööpiirkonnas. Samal ajal vabaneb ülepinge energia. Seejärel lülitub kaitse kiiresti suure takistusega olekusse, mis ei mõjuta toitesüsteemi tavalist toiteallikat.

Lisaks sellele, et välk võib tekitada liigpinget ja voolu, tekib see ka suure võimsusega vooluahela sulgemise ja lahtiühendamise hetkel, induktiivkoormuse ja mahtuvusliku koormuse sisse- ja väljalülitamise hetkel ning suure elektrisüsteemi või suure elektrisüsteemi lahtiühendamisel või trafo. Suur lülituspinge ja vool kahjustavad ka seotud seadmeid ja liine. Vältimaks pikseinduktsiooni, lisatakse väikese võimsusega inverteri alalisvoolu sisendi otsa varistor. Maksimaalne tühjendusvool võib ulatuda 10 kVA-ni, mis vastab põhimõtteliselt kodumajapidamises kasutatavate fotogalvaaniliste piksekaitsesüsteemide vajadustele.