Val och design av säkerhetsanordningar i solcellssystem

Kraftverk är vanligtvis installerade i vildmarken eller på taket, och komponenterna måste installeras utomhus. Den naturliga miljön är hård och naturkatastrofer och naturkatastrofer är oundvikliga. Naturkatastrofer som tyfoner, snöstormar och sand och damm kommer att skada utrustningen. Kraftstationens säkerhet är mycket viktig. Oavsett om det är ett distribuerat småkraftverk eller ett centraliserat storskaligt markkraftverk finns det vissa risker. Därför måste utrustningen vara utrustad med speciella säkerhetsanordningar, såsom säkringar och åskskyddsanordningar. , Säkerställ alltid kraftverkets säkerhet.

1. Säkring
CHYT-säkring är ett strömskydd tillverkat enligt principen att bryta kretsen genom att smälta smältan med värmen som genereras av sig själv efter att strömmen överskrider det angivna värdet under en viss tidsperiod. Säkringar används ofta i lågspänningssystem, styrsystem och elektrisk utrustning. Som kortslutnings- och överströmsskydd är säkringar en av de mest använda skyddsanordningarna. Säkringarna i solcellsanläggningar är uppdelade i DC-säkringar och AC-säkringar.
DC-sidan av den solcellsanläggningen ansluter flera strängar parallellt med DC-samlingsskenan i DC-kombinationsboxen (centraliserat schema) eller strängväxelriktaren (strängväxelriktarschema) enligt konfigurationen av schemat. När flera solcellssträngar är parallellkopplade, om ett kortslutningsfel uppstår i en viss sträng, kommer de andra strängarna på DC-bussen och nätet att ge kortslutningsström till kortslutningspunkten. Om motsvarande skyddsåtgärder saknas kommer det att leda till bränning av utrustning såsom kablar som är anslutna till den. Samtidigt kan det orsaka brännskador på tillbehör nära utrustningen. För närvarande finns det många liknande olyckor med fotovoltaiska takbrand i Kina, så det är nödvändigt att installera skyddsanordningar i de parallella kretsarna i varje sträng för att förbättra säkerheten för solcellskraftverk.

För närvarande används DC-säkringar i kombinationslådor och växelriktare för överströmsskydd. Vanliga växelriktartillverkare betraktar också säkringar som de grundläggande komponenterna i DC-skyddet. Samtidigt har säkringstillverkare som Bussman och Littelfuse också lanserat solcellsspecifika DC-säkringar.
Med den ökande efterfrågan på DC-säkringar inom solcellsindustrin är hur man korrekt väljer DC-säkringar för effektivt skydd ett problem som både användare och tillverkare bör vara mycket uppmärksamma på. När du väljer DC-säkringar kan du inte bara kopiera AC-säkringar. Elektriska specifikationer och strukturella dimensioner, eftersom det finns många olika tekniska specifikationer och designkoncept mellan de två, är relaterade till den omfattande övervägandet av om felströmmen kan brytas säkert och tillförlitligt utan olyckor.
1) Eftersom likströmmen inte har någon nollgenomgångspunkt för ström, kan ljusbågen vid brytning av felströmmen endast släckas snabbt av sig själv under inverkan av den påtvingade kylningen av kvartssandfyllmedlet, vilket är mycket svårare än att bryta AC-båge. Den rimliga designen och svetsmetoden för chipet, renheten och partikelstorleksförhållandet för kvartssanden, smältpunkten, härdningsmetoden och andra faktorer bestämmer alla effektiviteten och effekten på den forcerade släckningen av DC-bågen.
2) Under samma märkspänning är ljusbågsenergin som genereras av DC-bågen mer än dubbelt så stor som AC-ljusbågsenergin. För att säkerställa att varje sektion av ljusbågen kan begränsas inom ett kontrollerbart avstånd och snabbt släckas samtidigt, kommer ingen sektion att visas. Ljusbågen är direkt seriekopplad för att orsaka en enorm energipool, vilket resulterar i en olycka där säkringen skurar på grund av den kontinuerliga ljusbågstiden är för lång. Rörkroppen på DC-säkringen är i allmänhet längre än AC-säkringen, annars kan storleken inte ses vid normal användning. Skillnaden, när felströmmen uppstår, kommer att få allvarliga konsekvenser.
3) Enligt rekommenderade data från International Fuse Technology Organization, bör längden på säkringskroppen ökas med 10 mm för varje 150V DC-spänningsökning, och så vidare. När likspänningen är 1000V bör kroppslängden vara 70 mm.
4) När säkringen används i DC-kretsen måste den komplexa påverkan av induktans- och kapacitansenergin beaktas. Därför är tidskonstanten L/R en viktig parameter som inte kan ignoreras. Den bör bestämmas i enlighet med förekomsten och avklingningshastigheten för kortslutningsfelströmmen för det specifika linjesystemet. Noggrann utvärdering betyder inte att du kan välja ett huvudämne eller ett biämne efter behag. Eftersom likströmssäkringens tidskonstant L/R bestämmer ljusbågsenergin, bryttiden och genomsläppsspänningen, måste tjockleken och längden på rörkroppen väljas rimligt och säkert.
Växelströmssäkring: Vid utgångsänden av växelriktaren utanför nätet eller ingångsänden på den centraliserade växelriktarens interna strömförsörjning, bör en växelströmssäkring utformas och installeras för att förhindra överström eller kortslutning av belastningen.

2. Blixtskydd
Huvuddelen av solcellsanläggningen är installerad i det fria, och distributionsområdet är relativt stort. Komponenterna och stöden är ledare, som är ganska attraktiva för blixtnedslag, så det finns risk för direkta och indirekta blixtnedslag. Samtidigt är systemet direkt kopplat till relaterad elektrisk utrustning och byggnader, så blixtnedslag till solcellsanläggningen kommer också att involvera relaterad utrustning, byggnader och elektriska belastningar. För att undvika åskskador på solcellsanläggningen är det nödvändigt att installera ett åskskydd och jordningssystem för skydd.
Blixtnedslag är ett elektriskt urladdningsfenomen i atmosfären. Under bildandet av moln och regn ackumulerar vissa delar av det positiva laddningar, och den andra delen ackumulerar negativa laddningar. När dessa laddningar ackumuleras i viss utsträckning uppstår ett urladdningsfenomen som bildar blixtar. Blixtnedslag är uppdelat i direkt blixtnedslag och induktionsblixt. Direkta blixtnedslag avser blixtnedslag som direkt faller på solcellspaneler, likströmsdistributionssystem, elektrisk utrustning och deras ledningar, såväl som närliggande områden. Det finns två sätt att intränga direkta blixtnedslag: det ena är den ovan nämnda direkta urladdningen av fotovoltaiska anordningar, etc., så att det mesta av den högenergiska blixtströmmen införs i byggnader eller utrustning, ledningar; den andra är att blixtar direkt kan passera genom blixtstång etc. Enheten som överför blixtströmmen till marken laddas ur, vilket får jordpotentialen att stiga momentant, och en stor del av blixtströmmen är omvänt kopplad till utrustningen och ledningarna genom den skyddande jordledningen.

Induktiv blixt hänvisar till blixtnedslag som genereras nära och längre bort från relaterade byggnader, utrustning och ledningar, vilket orsakar överspänning av relaterade byggnader, utrustning och ledningar. Denna överspänning är ansluten i serie genom elektrostatisk induktion eller elektromagnetisk induktion. till relaterad elektronisk utrustning och ledningar, vilket orsakar skada på utrustning och ledningar.
För storskaliga eller solcellsanläggningar installerade på öppna fält och höga berg, särskilt i åskutsatta områden, måste jordningsanordningar för åskskydd vara utrustade.
Överspänningsskyddsanordning (Surge Protection Device) är en oumbärlig anordning för åskskydd av elektronisk utrustning. Det kallades förr "blixtavledare" eller "överspänningsskydd". Den engelska förkortningen är SPD. Överspänningsskyddets funktion är att begränsa den momentana överspänningen som kommer in i kraftledningen och signalöverföringsledningen inom det spänningsområde som utrustningen eller systemet kan motstå, eller att läcka den kraftiga blixtströmmen i marken, för att skydda den skyddade utrustning eller system från att skadas. Skadad av stötar. Följande är en beskrivning av de viktigaste tekniska parametrarna för avledare som vanligtvis används i solceller.

(1) Maximal kontinuerlig driftspänning Ucpv: Detta spänningsvärde indikerar den maximala spänningen som kan appliceras över avledaren. Under denna spänning måste avledaren kunna fungera normalt utan fel. Samtidigt laddas spänningen kontinuerligt på avledaren utan att ändra avledarens arbetsegenskaper.
(2) Nominell urladdningsström (In): Den kallas också för den nominella urladdningsströmmen, vilket hänvisar till strömtoppvärdet för 8/20μs blixtströmsvågformen som avledaren kan motstå.
(3) Maximal urladdningsström Imax: När en standard blixtvåg med en vågform på 8/20ms appliceras på skyddet en gång, det maximala toppvärdet för stötströmmen som skyddet kan motstå.
(4) Spänningsskyddsnivå Upp(In): Det maximala värdet för skyddet i följande tester: överslagsspänningen med en lutning på 1KV/ms; restspänningen för märkurladdningsströmmen.
Överspänningsskyddet använder en varistor med utmärkta olinjära egenskaper. Under normala omständigheter är överspänningsskyddet i ett tillstånd av extremt högt motstånd, och läckströmmen är nästan noll, vilket säkerställer normal strömförsörjning av kraftsystemet. När en överspänning uppstår i elsystemet kommer överspänningsskyddet att slås på omedelbart inom nanosekunder för att begränsa storleken på överspänningen inom utrustningens säkra arbetsområde. Samtidigt frigörs överspänningens energi. Därefter ändras skyddet snabbt till ett högimpedanstillstånd, vilket inte påverkar elsystemets normala strömförsörjning.

Förutom att blixtnedslag kan generera överspänning och ström, kommer det också att inträffa i ögonblicket för stängning och frånkoppling av högeffektskrets, ögonblicket för påslagning eller avstängning av induktiv belastning och kapacitiv belastning, och frånkoppling av stora kraftsystem eller transformator. Stora överspänningsspänningar och -strömmar kommer också att skada relaterad utrustning och ledningar. För att förhindra blixtnedslag läggs en varistor till DC-ingångsänden på lågeffektomriktaren. Den maximala urladdningsströmmen kan nå 10kVA, vilket i princip kan möta behoven hos hushålls fotovoltaiska åskskyddssystem.