Kolaboratibong Trabaho sa mga Surge Protector, Circuit Breaker ug Fuse sa mga Photovoltaic System: Pag-analisar sa Pag-andar ug Panaghisgot sa Panginahanglanon

Pasiuna

Uban sa paspas nga pag-uswag sa industriya sa photovoltaic sa tibuok kalibutan, ang kaluwasan ug kalig-on sa mga sistema sa pagmugna og solar power nahimong sentro sa atensyon sa industriya. Ang mga sistema sa photovoltaic dugay nga naladlad sa gawas ug dali nga maapektuhan sa mga hulga sama sa kilat, pag-usab-usab sa grid sa kuryente, ug pagkapakyas sa kagamitan, nga mahimong hinungdan sa kadaot sa kagamitan o bisan sunog. Ang mga surge protector (SPD), circuit breaker, ug fuse mga importanteng aparato sa proteksyon nga ang matag usa nagtuman sa ilang mga katungdanan ug nagtinabangay aron masiguro ang luwas nga operasyon sa sistema. Kini nga artikulo mag-analisar pag-ayo sa ilang mga gimbuhaton, mekanismo sa koordinasyon, ug kinahanglanon aron makahatag og reperensya alang sa mga tiggamit sa industriya.

I. Ang "Dili Makita nga Mamumuno" nga Nag-atubang sa mga Sistema sa Photovoltaic

Ang mga photovoltaic power station sama sa mga "steel warrior" nga nagtrabaho sa gawas, kanunay nga nag-antos sa lainlaing mga lisud nga pagsulay.

1.1 Mga problema sa pag-igo sa kilat:

Ilabi na, sa Middle East ug Southeast Asia, ang usa ka panahon sa bagyong may pag-ulan ug kilat makaparalisar sa mga sistema nga walay proteksyon.
1.2 Mga pag-usab-usab sa grid sa kuryente:
Sa proyekto sa Chile nga akong gidumala, daghang mga kagamitan ang nasunog tungod sa kalit nga pagsaka sa boltahe sa grid.

1.3 Risgo sa short circuit:
Sa miaging tuig, usa ka proyekto sa Germany ang nakasinati og short circuit tungod sa nagkatigulang nga mga kable, nga hapit hinungdan sa sunog.

Kini nga mga risgo dili pagpasobra. Sumala sa International Photovoltaic Safety Alliance, kapin sa 60% sa mga pagkapakyas sa photovoltaic system tungod sa dili igo nga proteksyon sa kuryente.

II. Mga Kinauyokan nga Gimbuhaton sa mga Surge Protective Device (SPD)

2.1 Prinsipyo sa Pagtrabaho
Ang SPD mobalhin sa transient overvoltage ngadto sa yuta pinaagi sa metal oxide varistors (MOV) o gas discharge tubes (GDT), nga maglimite sa boltahe sulod sa luwas nga range. Sa mga photovoltaic system, ang mga SPD kasagarang gi-install sa mosunod nga mga lokasyon:
DC nga bahin (taliwala sa mga module ug sa inverter): Aron mapanalipdan batok sa mga pag-ulbo nga gipahinabo sa kilat.
AC nga bahin (taliwala sa inverter ug sa grid): Aron mapugngan ang overvoltage gikan sa grid nga bahin.

2.2 Mga Pangunang Parametro
Pinakataas nga padayon nga boltahe sa pag-operate (Uc): Kinahanglan nga mohaom sa lebel sa boltahe sa photovoltaic system (sama sa 1000V DC o 1500V DC).
Discharge current (In/Iimp): Nagpakita sa abilidad sa pag-discharge sa lightning current, ug ang mga photovoltaic system kasagaran nagkinahanglan og 20kA o pataas.
Lebel sa proteksyon sa boltahe (Taas): Nagtino sa gidak-on sa nahabilin nga boltahe ug kinahanglan nga mas ubos kaysa sa resistensyado nga boltahe sa protektadong kagamitan.

2.3 Panginahanglan
Likayi ang pagkadaot sa mga mahal nga kagamitan sama sa mga inverter ug combiner box tungod sa mga surge.
Pagsunod sa internasyonal nga mga sumbanan (sama sa IEC 6164331, UL 1449) ug mga kinahanglanon sa pagdawat alang sa mga photovoltaic power station.

Ⅲ. Function ug pagpili sa mga circuit breaker ug fuse

3.1 Tigbungkag sa Sirkito
Tumong:
•Proteksyon sa Sobra nga Karga: Kung ang kuryente molapas sa gitakdang kantidad (sama sa 1.3 ka pilo sa rated nga kuryente), ang mekanismo sa thermal trip moandar.
•Proteksyon sa Short Circuit: Ang electromagnetic trip mechanism moputol sa short-circuit current (sama sa 10kA) sulod sa milliseconds.

•Mga Kinaiya sa Aplikasyon para sa Photovoltaic:
Kinahanglan nga mopili og usa ka gipahinungod nga DC circuit breaker (sama sa DC 1000V/1500V).
Ang kapasidad sa pagbungkag kinahanglan nga mohaom sa sistema sa short-circuit current (kasagaran ≥ 15kA).

3.2 Piyus
Tumong:
Pinaagi sa pagtunaw sa fuse element, dali niini nga mabulag ang depektoso nga circuit ug mapanalipdan ang series-connected branch.

Mga Bentaha:
Mas paspas ang pagdiskonekta (sa lebel sa microsecond), nga angay para sa mga senaryo sa taas nga short-circuit current.
Gamay kini sa gidak-on ug angay alang sa mga kahon nga nagdala og kuryente nga adunay limitado nga espasyo.

3.3 Kolaborasyon uban sa SPD

Ang SPD maoy responsable sa proteksyon sa boltahe, samtang ang mga circuit breaker/fuse protector maoy responsable sa proteksyon sa kuryente.
Kon mapakyas ang SPD tungod sa surge breakdown, ang mga circuit breaker o fuse protector dali nga makaputol sa depektoso nga circuit aron malikayan ang sunog.

Ⅳ. Pagtuon sa kaso sa multi-level nga sistema sa proteksyon

Pananglitan, usa ka 1MW nga photovoltaic power station:
4.1 Proteksyon sa kilid sa DC
Mga sanga sa serye sa mga component: Pag-instalar og mga piyus (sama sa 10A gPV type) para sa matag serye.
Sudlanan sa combiner box: I-install ang Type II SPD (Up ≤ 1.5kV) ug DC circuit breaker (63A).

4.2 Proteksyon sa bahin sa AC
Output nga tumoy sa inverter: I-configure ang Type 1+2 SPD (Iimp ≥ 12.5kA) ug molded case circuit breaker (250A).

4.3 Simulasyon sa senaryo sa depekto
Kung adunay kilat nga mahitabo: Ang SPD mopagawas sa surge current ug mo-clamp sa boltahe nga ubos sa 2kV; kung ang SPD mapakyas tungod sa short circuit, ang circuit breaker mo-trip.
Kung adunay short circuit sa linya: Ang fuse matunaw sulod sa 5ms aron malikayan ang pagkaylap sa thermal spot effect.

Ⅴ. Mga pag-amping alang sa pagpili ug pag-instalar

5.1 Pagpili sa SPD
Para sa DC nga bahin, usa ka photovoltaic-specific SPD (sama sa PVSPD) ang kinahanglan pilion aron malikayan ang problema sa reverse current sa ordinaryong AC SPD.
Kinahanglan nga tagdon ang margin sa temperatura (kinahanglan nga magbilin ang Uc og margin sa mga palibot nga taas ang temperatura).

5.2 Pagpares sa Circuit Breaker/Fuse
Ang kapasidad sa pagbungkag kinahanglan nga mas taas kaysa sa labing taas nga short-circuit current sa sistema (sama sa fault current sa pisi nga mahimong moabot sa 1.5kA).
Ang rated current sa fuse kinahanglan nga labaw sa 1.56 ka pilo sa component short-circuit current (Isc) (subay sa NEC 690.8).

5.3 Mga Suhestiyon sa Pag-integra sa Sistema
Ang gitas-on sa alambre tali sa SPD ug circuit breaker kinahanglan nga ≤ 0.5m aron makunhuran ang nahabilin nga boltahe.
Kinahanglan nga himuon ang regular nga inspeksyon sa mga indikasyon sa status sa SPD, ug ang mga napakyas nga module kinahanglan nga ilisan sa tukmang panahon.

Ⅵ. Mga Uso sa Industriya ug mga Standard nga Update
•Panginahanglan sa taas nga boltahe: Uban sa kaylap nga pagsagop sa 1500V nga mga sistema sa photovoltaic, ang lebel sa resistensya sa boltahe sa mga SPD ug mga circuit breaker kinahanglan nga mapalambo sa dungan nga paagi.

•Intelihenteng pagmonitor: Ang mga intelihenteng SPD nga naghiusa sa mga sensor sa temperatura ug mga gimbuhaton sa wireless nga komunikasyon anam-anam nga gigamit aron makab-ot ang sayo nga pasidaan sa hilit nga sayup.

•Estandard nga pagpalig-on: Ang bag-ong bersyon sa IEC 625482023 nagpahamtang og mas estrikto nga mga kinahanglanon sa koordinasyon sa mga aparato sa proteksyon para sa mga sistema sa photovoltaic.

Konklusyon
Sa mga photovoltaic system, ang mga surge protector, circuit breaker, ug fuse naglangkob sa usa ka kompleto nga "voltage-current" collaborative protection system. Ang hustong pagpili ug pag-configure niini nga mga component dili lamang makapalugway sa kinabuhi sa kagamitan ug makapakunhod sa gasto sa operasyon ug maintenance, apan importante usab nga mga kondisyon aron masiguro ang luwas nga operasyon sa mga power station. Uban sa pag-uswag sa teknolohiya, ang integrasyon ug paniktik niining mga protection device makapausbaw pa sa kasaligan sa mga photovoltaic system sa umaabot.