Τα φωτοβολταϊκά (ΦΒ) συστήματα λειτουργούν σε εξωτερικούς χώρους για μεγάλα χρονικά διαστήματα, εκθέτοντας εξαρτήματα όπως ηλιακούς συλλέκτες, κουτιά συνδυασμού, καλώδια DC και μετατροπείς σε βραχυκύκλωμα, υπερφόρτωση και αστοχίες εξοπλισμού. Καθώς τα Φ/Β συνεχίζουν να παράγουν ρεύμα συνεχούς ρεύματος, οποιαδήποτε ανωμαλία του κυκλώματος μπορεί να οδηγήσει σε ρεύματα σφάλματος, καταστρέφοντας το συγκρότημα και τον άλλο ηλεκτρικό εξοπλισμό.
Ως βασικό μέρος του συστήματος προστασίας PV DC, οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες μπορούν να συντηχθούν γρήγορα όταν το ρεύμα υπερβαίνει το επιτρεπόμενο εύρος. Αυτό θα διακόψει το κύκλωμα σφάλματος, μειώνοντας έτσι την επίδραση των ρευμάτων σφάλματος σε ηλιακούς συλλέκτες, μετατροπείς και καλώδια DC.
1.Βασική Αρχή Προστασίας Συνδέσμων Ασφαλειών ΦΒ
Οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες εγκαθίστανται συνήθως σε σειρά σε κυκλώματα PV DC.
Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, το ρεύμα διέρχεται μέσω της ασφαλειοθήκης εντός ασφαλούς εύρους, επιτρέποντας στη συσκευή να συνεχίσει να λειτουργεί. Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος ή μη φυσιολογικής υπερχείλισης, το στοιχείο ασφάλειας μέσα στη συσκευή θα θερμανθεί λόγω της θερμικής επίδρασης του ρεύματος. Μόλις το ρεύμα φτάσει στο όριο λειτουργίας της ασφάλειας, το στοιχείο λιώνει και δημιουργεί ένα μονωτικό κενό, διακόπτοντας ουσιαστικά το ρεύμα σφάλματος.
Με απλά λόγια, οι κύριες λειτουργίες μιας φωτοβολταϊκής ασφάλειας είναι:
Το κανονικό ρεύμα αφήνεται να περάσει και το κύκλωμα διακόπτεται γρήγορα κατά τη διάρκεια μη φυσιολογικών γεγονότων υπερέντασης.
Αυτή η προστασία εμποδίζει τα ρεύματα σφάλματος να ρέουν συνεχώς μέσω εξοπλισμού όπως φωτοβολταϊκά εξαρτήματα, καλώδια DC και μετατροπείς.
2. Πώς οι Φ/Β Fuse Links προστατεύουν τους ηλιακούς συλλέκτες;
Τα ηλιακά πάνελ δεν είναι απλώς μεμονωμένες πηγές ενέργειας. πολλές φωτοβολταϊκές μονάδες συνδέονται συνήθως σε σειρά και παράλληλα για να σχηματίσουν συστάδες φωτοβολταϊκών.
Εάν παρουσιαστεί βραχυκύκλωμα, σφάλμα γραμμής ή άλλη ανωμαλία σε μια στοιχειοσειρά, άλλες παράλληλες στοιχειοσειρές ενδέχεται να εγχύσουν ρεύμα στο κύκλωμα σφάλματος. Χωρίς επαρκή προστασία από υπερένταση, τα ρεύματα σφάλματος θα μπορούσαν να επιμείνουν, επηρεάζοντας τις υποβαθμισμένες μονάδες ή γραμμές.
Η στρατηγική τοποθέτηση των συνδέσμων ασφαλειών ΦΒ επιτρέπει στο σύστημα να αποσυνδέει την επηρεαζόμενη παράκαμψη όταν τα ρεύματα σφάλματος φθάσουν το όριο προστασίας, απομονώνοντας έτσι τη γραμμή σφάλματος από τη γραμμή υγείας.
Έτσι, η προστασία που παρέχουν οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες για ηλιακούς συλλέκτες αποδεικνύεται σε:
Περιορίστε την ανώμαλη υπερένταση.
Μειώστε τον κίνδυνο θερμικής ζημιάς σε μονάδες και καλώδια.
Απομόνωση προβληματικών φωτοβολταϊκών γραμμών.
Ελαχιστοποιήστε την πιθανότητα εξάπλωσης του σφάλματος σε άλλες χορδές. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι ασφάλειες δεν χρησιμοποιούνται για την επιδιόρθωση κάθε βλάβης της φωτοβολταϊκής μονάδας, αλλά λειτουργούν ως μέρος ενός συστήματος προστασίας από υπερένταση DC DC.
3. Πώς προστατεύουν οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες τον μετατροπέα;
Ο μετατροπέας είναι υπεύθυνος για τη μετατροπή του συνεχούς ρεύματος που παράγεται από το συγκρότημα ΦΒ σε εναλλασσόμενο ρεύμα και είναι το βασικό στοιχείο του φωτοβολταϊκού συστήματος.
Εάν παρουσιαστεί βραχυκύκλωμα ή μη φυσιολογικό ρεύμα στον ακροδέκτη εισόδου DC του μετατροπέα, το συνεχές ρεύμα σφάλματος μπορεί να προκαλέσει βλάβη στον ακροδέκτη εισόδου DC και στα σχετικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα του μετατροπέα.
Μετά την εγκατάσταση των κατάλληλων φωτοβολταϊκών ασφαλειών, όταν το ρεύμα σφάλματος υπερβαίνει το καθορισμένο όριο, οι ασφάλειες μπορούν να διακόψουν την αντίστοιχη διαδρομή συνεχούς ρεύματος, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο συνεχούς ροής στον μετατροπέα.
Έτσι, στα φωτοβολταϊκά συστήματα, οι λειτουργίες εσωτερικής προστασίας των ασφαλειών και των μετατροπέων χρησιμοποιούνται συνήθως μαζί και όχι ως υποκατάστατα.
4. Γιατί τα φωτοβολταϊκά συστήματα απαιτούν ειδικές ασφάλειες DC;
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα διαφέρουν πολύ από τα τυπικά συστήματα AC χαμηλής-τάσης. μια βασική διάκριση είναι ότι τα τόξα DC δεν σβήνουν φυσικά στο μηδέν, όπως κάνουν τα τόξα AC.
Επομένως, ο σχεδιασμός των ασφαλειών ΦΒ DC πρέπει να είναι προσαρμοσμένος στα χαρακτηριστικά λειτουργίας των συστημάτων συνεχούς ρεύματος και να πληροί τις απαιτήσεις ονομαστικής τάσης, ικανότητας σύνθλιψης, δομής κατάσβεσης τόξου και μακροπρόθεσμων συνθηκών λειτουργίας.
Όταν αγοράζονται φωτοβολταϊκές ασφάλειες, οι τυπικές ασφάλειες εναλλασσόμενου ρεύματος δεν μπορούν απλώς να χρησιμοποιηθούν ως υποκατάστατο προϊόντων που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για εφαρμογές φωτοβολταϊκών.
Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για φωτοβολταϊκά συστήματα που λειτουργούν σε υψηλότερες πιεζοηλεκτρικές τάσεις συνεχούς ρεύματος, οπότε είναι απαραίτητο να επαληθευτεί ότι η ονομαστική τάση DC και η ικανότητα βλάβης της ασφάλειας πληρούν τις απαιτήσεις του συστήματος.
5. Πού ταιριάζουν κανονικά οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες;
Στο πραγματικό φωτοβολταϊκό σύστημα, σύμφωνα με τη δομή και το σχεδιασμό του συστήματος, η ασφάλεια μπορεί να τοποθετηθεί σε διαφορετικές θέσεις στο σύστημα προστασίας DC.
Οι κοινές θέσεις περιλαμβάνουν κυκλώματα προστασίας DC που σχετίζονται με Φ/Β στοιχειοσειρές και κουτιά συνδυασμού.
Για παράδειγμα, διαμορφώνοντας πολλαπλούς ηλιακούς συλλέκτες σε παράλληλες σειρές, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε συσκευές προστασίας από υπερένταση για να προστατέψετε τους κλάδους. Εάν παρουσιαστεί μια ανωμαλία, η συμβολοσειρά σφάλματος μπορεί να αποσυνδεθεί για να ελαχιστοποιηθεί η επίδραση του ρεύματος σφάλματος στο σύστημα.
Ανάλογα με την χωρητικότητα και την τοπολογία της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, οι διαμορφώσεις των ασφαλειών ποικίλλουν, επομένως η συγκεκριμένη θέση εγκατάστασης πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με τον ηλεκτρικό σχεδιασμό του συστήματος.
6. Τι είδους σφάλμα προκαλεί τη λειτουργία μιας φωτοβολταϊκής ασφάλειας; Οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες δεν είναι εξαρτήματα που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν συχνά υπό κανονικές συνθήκες. Εάν η ασφάλεια εκραγεί κατά τη χρήση, πρέπει πρώτα να εντοπιστεί η βασική αιτία του σφάλματος, αντί να αντικατασταθεί απλώς με μια νέα ασφάλεια.
Πιθανή έκρηξη πυραύλων Οι καταστάσεις περιλαμβάνουν:
String Shorts:
Τα βραχυκυκλώματα σε φωτοβολταϊκά εξαρτήματα, καλώδια ή συνδέσμους μπορεί να προκαλέσουν μη φυσιολογικά ρεύματα.
Βλάβες εξοπλισμού:
Εσωτερικά σφάλματα σε ορισμένες συσκευές DC μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε υπερχείλιση.
Προβλήματα μόνωσης καλωδίων:
Οι ανωμαλίες της μόνωσης μπορεί να οφείλονται σε μηχανικές βλάβες, γήρανση ή περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Λανθασμένη επιλογή ασφάλειας:
Εάν το ονομαστικό ρεύμα επιλεχθεί πολύ χαμηλό, ενδέχεται να παρουσιαστεί ενοχλητική διακοπή ακόμη και υπό κανονικό ρεύμα λειτουργίας (τυχαία λειτουργία).
Επομένως, αντί να αντικαθιστάτε απλώς και{0}}την εκ νέου ηλεκτροδότηση, όταν ανακαλυφθεί καμένος σύνδεσμος φωτοβολταϊκών ασφαλειών, θα πρέπει να επιθεωρηθεί η αντίστοιχη στήλη και το κύκλωμα του σωλήνα.
7. Πώς να επιλέξετε τον σωστό σύνδεσμο ασφαλειών Φ/Β;
Η επιλογή μιας φωτοβολταϊκής ασφάλειας απαιτεί εξέταση ολόκληρου του συστήματος DC, όχι μόνο του ονομαστικού ρεύματος της ασφάλειας.
Πρώτον, πρέπει να καθοριστεί η μέγιστη τάση λειτουργίας συνεχούς ρεύματος του συστήματος για να διασφαλιστεί ότι η ονομαστική τάση της ασφάλειας πληροί τις απαιτήσεις του συστήματος.
Δεύτερον, το κατάλληλο ονομαστικό ρεύμα πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με το κανονικό ρεύμα λειτουργίας της στήλης του φωτοβολταϊκού σωλήνα, το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα και τις προδιαγραφές του κατασκευαστή του εξοπλισμού.
Επιπλέον, πρέπει να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθοι παράγοντες:
ονομαστική τάση?
Ονομαστικό ρεύμα;
Σπασμένη χωρητικότητα;
Χαρακτηριστικά σύντηξης;
Διαστάσεις τοποθέτησης;
περιβάλλον λειτουργίας·
Συμβατότητα με θήκη ασφαλειών.
Για μεγάλης κλίμακας-φωτοβολταϊκά έργα, το ρεύμα βραχυκυκλώματος και ο συντονισμός προστασίας του συστήματος πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη στο σχεδιασμό.
8. Οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες δεν μπορούν να αντικαταστήσουν άλλες προστατευτικές συσκευές
Πρέπει να σημειωθεί ότι οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες αποτελούν μόνο ένα στοιχείο του συστήματος προστασίας PV DC.
Ένα πλήρες φωτοβολταϊκό σύστημα συνήθως απαιτεί πρόσθετα μέτρα-με βάση τη σχεδίαση του συστήματος-όπως απομόνωση DC, προστασία από υπερτάσεις, προστασία διακόπτη κυκλώματος και προστασία εσωτερικού μετατροπέα.
Οι ασφάλειες είναι κυρίως υπεύθυνες για την προστασία από υπερένταση και βραχυκύκλωμα-, ενώ λειτουργίες όπως η αντικεραυνική προστασία, η απομόνωση και άλλη ηλεκτρική προστασία αναλαμβάνονται από εξειδικευμένο εξοπλισμό.
Επομένως, κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος προστασίας Φ/Β, η διαμόρφωση θα πρέπει να προσδιορίζεται διεξοδικά σύμφωνα με τη συνολική ηλεκτρική δομή του συστήματος. Περιλήψεις
Οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες προστατεύουν τον βασικό εξοπλισμό, όπως ηλιακούς συλλέκτες, γραμμές συνεχούς ρεύματος και μετατροπείς, ανιχνεύοντας και διακόπτοντας μη φυσιολογικά υπερρεύματα.
Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος ή άλλου σφάλματος υπερέντασης σε φωτοβολταϊκό αγωγό, όταν πληρούνται οι συνθήκες λειτουργίας, η ασφαλειοθήκη θα διακόψει τη γραμμή σφάλματος, ελαχιστοποιώντας έτσι τη ζημιά στον εξοπλισμό που προκαλείται από τα συνεχή ρεύματα σφάλματος. Επιπλέον, οι ειδικά σχεδιασμένες ασφάλειες PV DC μπορούν να ικανοποιήσουν τις συγκεκριμένες απαιτήσεις τάσης DC και σβέσης τόξου των φωτοβολταϊκών συστημάτων.
Όταν επιλέγουν φωτοβολταϊκές ασφάλειες, οι αγοραστές και οι ολοκληρωτές συστήματος επαληθεύουν προσεκτικά προδιαγραφές όπως η ονομαστική τάση συνεχούς ρεύματος, το ονομαστικό ρεύμα, η χωρητικότητα θραύσης και τα χαρακτηριστικά ασφάλειας, καθώς και η συμβατότητα με τη θήκη ασφαλειών. οι προδιαγραφές θα βασίζονται στον ηλεκτρικό σχεδιασμό του πραγματικού φωτοβολταϊκού συστήματος.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε1: Ποιος εξοπλισμός προστατεύει πρωτίστως μια φωτοβολταϊκή ασφάλεια;
Χρησιμοποιούνται κυρίως για προστασία από υπερένταση και βραχυκύκλωμα της στοιχειοσειράς φωτοβολταϊκών (PV) και του κυκλώματος συνεχούς ρεύματος και συμβάλλουν στη μείωση της επίδρασης του μη φυσιολογικού ρεύματος στο συγκρότημα φωτοβολταϊκών, το καλώδιο DC, τον μετατροπέα κ.λπ.
Ερώτηση 2: Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τυπικοί σύνδεσμοι ασφαλειών AC αντί για φωτοβολταϊκές ασφάλειες;
Δεν συνιστάται. Το φωτοβολταϊκό σύστημα λειτουργεί σε κύκλωμα συνεχούς ρεύματος, επομένως θα πρέπει να επιλεγεί μια ασφάλεια σχεδιασμένη ειδικά για τη σχετική τάση DC και τις συνθήκες λειτουργίας.
Ε3: Γιατί οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες εκρήγνυνται τόσο συχνά;
Το συχνό φύσημα μπορεί να οφείλεται σε βραχυκυκλώματα, σφάλματα γραμμής, ανωμαλίες εξοπλισμού, προβλήματα καλωδίωσης ή ακατάλληλη επιλογή προδιαγραφών ασφάλειας. θα πρέπει πρώτα να διερευνηθούν οι βαθύτερες αιτίες της αποτυχίας.
Ε4: Τι πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την αντικατάσταση μιας φωτοβολταϊκής ασφάλειας;
Αρχικά, αποσυνδέστε το σχετικό τροφοδοτικό σύμφωνα με τα πρωτόκολλα ασφαλείας του συστήματος και βεβαιωθείτε ότι η ονομαστική τάση, το ονομαστικό ρεύμα, οι διαστάσεις και τα χαρακτηριστικά της ασφάλειας της νέας ασφάλειας συμμορφώνονται με τις αρχικές προδιαγραφές σχεδιασμού.
Ε5: Μπορούν οι φωτοβολταϊκές ασφάλειες να προστατεύσουν τους μετατροπείς από διάφορες δυσλειτουργίες;
Όχι. Οι ασφάλειες παρέχουν κυρίως προστασία από υπερένταση και βραχυκύκλωμα-. Οι μετατροπείς ολοκληρωμένης προστασίας απαιτούν συνδυασμό των λειτουργιών εσωτερικής προστασίας τους και άλλων διατάξεων προστασίας του συστήματος.
