A túlfeszültség -védőeszközök (SPD) kritikus szerepe a PV kombináló dobozokban: Kiválasztási útmutató és bevált gyakorlatok

Bevezetés: A PV -tömbök kiszolgáltatott magja

A PV -kombinációs dobozok a napenergia -erőművek idegrendszerének szolgálnak, és több egyenáramú karakterlánc -kimenetet gyűjtenek, mielőtt inverterekbe etetik őket. Ezeket a kritikus csomópontokat folyamatosan ki vannak téve a villámcsapások és az elektromos túlfeszültségek fenyegetéseinek, amelyek az egész PV -rendszereket megronthatják. A nagy minőségű túlfeszültség-védőkészülékek (SPDS) az első védelmi vonalként szolgálnak, több százezer dollár értékű berendezés védelme.

1. fejezet: Miért nélkülözhetetlen az SPD -k a PV rendszerekhez

1.1 A PV tömbök egyedi sebezhetőségei

Állandó expozíció: A tetőtéri és a földre szerelt rendszerek természetesen légköri kisüléseknek vannak kitéve.

DC áramköri kockázatok: Az AC rendszerekkel ellentétben a DC ívek nem tartalmaznak természetes nulla keresztező pontokat, így a túlfeszültség-események veszélyesek.

Érzékeny elektronika: A modern inverterek alkatrészei csak 20% -kal meghaladhatják a névleges értéket.

1.2 A nem megfelelő védelem következményei

Azonnali károk: Az inverter meghibásodásainak 72% -a vezethető vissza a feszültség túlfeszültségeire (Solaredge 2023 jelentés).

Rejtett lebomlás: Az ismételt kisebb túlfeszültségek akár 30%-kal csökkenthetik a modul élettartamát.

Tűzkockázatok: A DC ARC hibái a napenergia-kapcsolatok 43% -át teszik ki (NFPA 2022 adatok).

2. fejezet: Az SPD kiválasztásának kulcsfontosságú megfontolásai a PV alkalmazásokban

2.1 Kritikus teljesítményparaméterek

Névleges feszültség: ≥1,2-szerese a rendszer maximális feszültségének (PER IEC 61643-31).

Névleges kisülési áram (in): ≥20KA az 1. típusú SPD -khez (Per UL 1449, 4. kiadás).

Maximális kisülési áram (IMAX): ≥40KA (PER IEC 61643-11).

Válaszidő: <25 nanosekundum (EN 50539-11).

Működési hőmérséklet: -40 ° C - +85 ° C (ul 96a per).

2.2 SPD típusok különböző alkalmazásokhoz

1. típusú (I. osztály): Közvetlen villámcsapási kockázatokkal (például tetőtéri rendszerek).

2. típusú (II. Osztály): másodlagos védelemhez (például kereskedelmi, földre szerelt rendszerek).

Kombinált 1. típusú+2: Ideális nagy segédprogram-méretű növényekhez.

DC-specifikus modellek: PV alkalmazásokhoz tervezték, polaritási jelöléssel.

3. fejezet: A telepítés legjobb gyakorlatai

3.1 Stratégiai elhelyezés

Kötelező telepítési pontok:

Kombináló doboz bemeneti terminálok (karakterlánconként).

A DC -tól felfelé leválasztják.

Inverter DC bemeneti terminálok.

Ajánlott további védelmi pontok:

Al-tömb kombinátorok.

A hosszú kábelfutások mentén (> 30 méter).

3.2 Kábelezési szabványok

Vezető mérete: legalább 6 mm² réz (20 ka SPD -knél).

Útvonal hossza: Tartsa az SPD csatlakozásokat <0,5 méter.

Alapvető követelmények: Használjon külön földelő vezetékeket (≥10 mm²).

Csatlakozási topológia: Csillagkonfiguráció a földi hurkok elkerülése érdekében.

4. fejezet: Karbantartási és pótlási kritériumok

4.1 Megelőző karbantartás

Negyedéves ellenőrzések:

Ellenőrizze az állapotjelző ablakokat (zöld/piros).

Végezzen infravörös termográfiát (hőmérséklet -emelkedés <15k).

Rögzítse a villámcsapási számlálókat (ha van).

Éves tesztek:

Szigetelési ellenállás teszt (> 1 MΩ).

Talaj ellenállás mérése (<10 Ω).

Fennmaradó feszültségvizsgálat szakemberek szerint.

4.2 Csere útmutatások

Azonnali csereindítók:

Látható fizikai károk (repedések, égési jelek).

Az állapotjelző pirosra fordul.

A villámcsapás száma meghaladja a névleges értéket.

Sikertelen teljesítménytesztek.

Ajánlott csere intervallumok:

Tengerparti területek: 5 év.

Nagyvilágító zónák: 7 év.

Szabványos régiók: 10 év.

5. fejezet: Általános tévhit és szakértői ajánlások

5.1 Tipikus félreértések

Mítosz: "A villámrudak kiküszöbölik az SPD -k szükségességét."

Tény: A villámrudak csak a közvetlen sztrájkok ellen védik, nem pedig az indukált hullámok ellen.

Költségcsapda: Nem-PV-specifikus AC SPDS használata.

Következés: Képtelenség megszakítani a DC -t.

5.2 Szakértői tanácsok

Fogadjon el egy háromlépcsős védelmi architektúrát: SPD-k a tömbön, kombináló dobozban és az inverter szintjén.

Válassza ki a távoli jelző kapcsolatokkal rendelkező modelleket a megfigyelő rendszerekkel való integrációhoz.

Az 1500 V -os rendszereknél ellenőrizze az SPD DC törési kapacitását.

Újra értékelje a meglévő SPD kapacitást a rendszer bővítése során.

Ahogy a PV rendszer feszültsége 1500 V-ra emelkedik, a következő generációs SPD technológia három kulcsfontosságú tendenciával fejlődik: nagyobb energiaelnyelés (akár 100 ka), okosabb figyelmeztető tulajdonságok (IoT-kompatibilis megfigyelés) és kompaktabb moduláris tervek. A TUV Rheinland által a PV alkalmazásokhoz tanúsított termékek kiválasztása és az IEC 62305 rendszerszintű védelemre vonatkozó szabványok követése biztosítja, hogy a PV-növények ellenálljanak a villámhullámoknak 25 éves élettartamuk során. Ne feledje: A PV biztonságában a nagy minőségű túlfeszültség-védelem nem költség-ez a legköltséghatékonyabb kockázatcsökkentő beruházás.