Interruttori e protezioni delle sovratensioni: i Guardiani della sicurezza dei sistemi fotovoltaici

Introduzione

Nei sistemi di generazione di energia fotovoltaica, a parte le "attrezzature a stella" come pannelli solari e inverter, ci sono due "eroi non celebrati" che salvagano silenziosamente la sicurezza del sistema: interruttori e protezioni Surge (SPD). Sono come i "fusibili" e "parafulmini" del sistema di alimentazione, proteggendo costantemente l'intero sistema fotovoltaico da guasti elettrici e fulmini. Questo articolo ti porterà attraverso i ruoli significativi di questi due dispositivi di protezione chiave nei sistemi fotovoltaici.

I. Interruttore di circuito: l '"interruttore di sicurezza" dei sistemi fotovoltaici

La funzione di un interruttore

Gli interruttori di circuiti sono i dispositivi di protezione sovracorrente più importanti nei sistemi fotovoltaici e intraprendono principalmente tre compiti chiave:

Protezione da sovraccarico: tagliare automaticamente il circuito quando la corrente supera il valore di progettazione

Protezione del corto circuito: disconnettersi rapidamente in caso di guasto a corto circuito

Disconnessione manuale: fornisce un punto di disconnessione sicura per la manutenzione del sistema

2. Requisiti speciali per gli interruttori dedicati fotovoltaici

A differenza dei normali interruttori CA, gli interruttori DC fotovoltaici richiedono un design speciale:

ARC DC Capacità di estinzione: gli archi DC sono più difficili da estinguere e richiedono un design della camera di estinzione ad arco più forte

Livello ad alta tensione: la tensione di lavoro del sistema fotovoltaico può raggiungere oltre 1000 V

Resistenza alle intemperie: a prova di polvere e impermeabile (almeno grado IP65) è necessario per l'installazione esterna

3. Luoghi tipici dell'applicazione

Terminale di uscita della serie del pannello della batteria

Terminale di ingresso CC dell'inverter

Comunicazione e rete

Ii. Surge Protector: la linea di difesa contro le "onde elettriche"

La minaccia di sovratensione affrontata dai sistemi fotovoltaici

I sistemi fotovoltaici, grazie alla loro ampia area di distribuzione e alla posizione esposta, sono particolarmente vulnerabili a:

Direct Lightning Strike (bassa probabilità ma altamente distruttiva)

Lightning indotto (la minaccia più comune)

Switch Operation OverTrottage (generato internamente dal sistema)

2. Il principio di lavoro dei protettori da sovratensione

SPD è come un "sfioratore elettrico", entro il tempo di nanosecondi:

Rilevare una tensione anormale

Stabilire un percorso a bassa impedenza

Canale energia pericolosa nella terra

3. La particolarità di SPD nei sistemi fotovoltaici

DC SPD: deve essere progettato appositamente per i sistemi DC

Protezione bipolare: protegge contemporaneamente i circuiti positivi e negativi

Tensione operativa continua: deve essere adattata all'alta tensione del sistema fotovoltaico

Iii. Protezione sinergica: 1+1> 2 Effetto di sicurezza

Nei sistemi reali, gli interruttori e gli SPD devono essere utilizzati insieme:

Sistema di protezione gerarchica

Protezione di primo livello (fine della linea in arrivo): corrente di amplificazione della scarica

Protezione secondaria (estremità di distribuzione): limitare ulteriormente la pressione residua

In coordinamento con gli interruttori: fornire protezione del backup quando l'SPD fallisce

Schema di cablaggio tipico

SPD è collegato in parallelo alla linea e protetto da un interruttore di serie

Iv. Punti chiave per la selezione e la manutenzione

Selezione dell'interruttore

La tensione nominale è maggiore o uguale alla tensione massima del sistema

La capacità di rottura è maggiore o uguale alla corrente di corto circuito previsto

Selezione SPD

La tensione operativa continua massima UC è ≥1,2 volte la tensione di sistema

IIMP IIMP IIMP IIMP IIMP (Protezione di prima classe)

Suggerimenti di manutenzione

Controlla prima della stagione del temporale ogni anno

Prestare attenzione alla finestra dell'indicatore di stato SPD

Registra il numero di volte in cui opera l'interruttore

Conclusione

Nei sistemi fotovoltaici, gli interruttori di circuiti e le protezioni delle sovratensioni sono come due "partner di sicurezza" ben coordinati: gli interruttori di circuiti sono responsabili della gestione dei guasti di sovracorrente all'interno del sistema, mentre gli SPD difendono dagli attacchi di aumento esterni. Il loro lavoro collaborativo garantisce il funzionamento sicuro della centrale fotovoltaica da oltre 25 anni. Per i proprietari di centrali elettriche, scegliere dispositivi protettivi di alta qualità e mantenerli regolarmente è una parte importante per garantire un ritorno sugli investimenti.