لماذا يحدد اختيار المكونات سلامة النظام
يعد الاختيار غير السليم لمكونات الحماية في صناديق توزيع الطاقة الشمسية السبب الرئيسي لحوادث القوس الكهربائي، وفشل أنظمة الحماية، والحرائق الكهربائية في منشآت الطاقة الكهروضوئية. ما هو الخطأ الأساسي؟ التعامل مع صناديق التوزيع المتصلة بالشبكة وغير المتصلة بالشبكة على أنها قابلة للتبديل في حين أنها تعمل بخصائص كهربائية مختلفة تمامًا - جهد عالٍ مقابل تيار عالٍ، وتدفق أحادي الاتجاه مقابل تدفق ثنائي الاتجاه، وتأريض مرتبط بالشبكة مقابل تأريض معزول.
تركز هذه المقالة حصريًا على اختيار مكونات الحماية الصحيحة داخل صندوق التوزيع. المخاطر كبيرة: يمكن أن يؤدي استخدام قواطع التيار المستمر المستقطبة في دوائر البطارية إلى فشل كارثي، في حين أن التقليل من سعة الفصل أو عدم تطابق أنواع أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) يعرض سلامة النظام للخطر. تتخصص VIOX Electric في اختيار المكونات الخاصة بالتطبيق والتي تمنع هذه الأعطال قبل حدوثها.
صندوق التوزيع المتصل بالشبكة: إدارة أقواس التيار المستمر ذات الجهد العالي
الملف الكهربائي والتحديات الحاسمة
تعمل أنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة بجهد **600 فولت - 1000 فولت تيار مستمر** مع تيار منخفض نسبيًا (**10 أمبير - 20 أمبير لكل سلسلة**). يخلق هذا الملف ذو الجهد العالي والتيار المنخفض تحديًا هندسيًا محددًا: إطفاء قوس التيار المستمر عند الفولتية المرتفعة. على عكس أنظمة التيار المتردد حيث يعبر التيار بشكل طبيعي الصفر 120 مرة في الثانية، تستمر أقواس التيار المستمر باستمرار، مما يتطلب آليات فصل متخصصة.
يكون تدفق التيار **أحادي الاتجاه** تمامًا - من مجموعة الخلايا الكهروضوئية إلى عاكس السلسلة إلى الشبكة. يسمح هذا الاتجاه القابل للتنبؤ باستخدام أجهزة حماية التيار المستمر المستقطبة، مما يبسط اختيار المكونات مقارنة بالأنظمة القائمة على البطاريات.
مكونات الحماية الأساسية
| المكوّن | المواصفات | الوظيفة الأساسية | توصية VIOX |
|---|---|---|---|
| DC MCB | 1000 فولت تيار مستمر، 10-63 أمبير | حماية سلسلة الخلايا الكهروضوئية من التيار الزائد | قطبين أو 4 أقطاب مستقطبة، سعة فصل 6 كيلو أمبير كحد أدنى |
| قاطع تيار متردد | 230/400 فولت تيار متردد، 16-125 أمبير | حماية جانب الشبكة | منحنى من النوع C أو D، بالتنسيق مع العاكس |
| AC SPD (جهاز الحماية من زيادة التيار المتردد) | النوع 2، 275 فولت/320 فولت | حماية من زيادة التيار المستحثة بالشبكة | الفئة الثانية، تصنيف تيار اندفاع 40 كيلو أمبير |
| عازل التيار المستمر | 1000 فولت تيار مستمر، مصنفة لقطع الحمل | فصل يدوي للصيانة | تصنيف مستمر 32-63 أمبير |
| بسبار | نحاس، مطلي بالقصدير | توزيع التيار | مساحة مقطع عرضي 10 مم² كحد أدنى |
لماذا تصنيف الجهد 1000 فولت تيار مستمر غير قابل للتفاوض
تفشل قواطع التيار المستمر القياسية 600 فولت بشكل كارثي في أنظمة 1000 فولت لأن جهد القوس يتجاوز قدرة إطفاء الجهاز. عند مقاطعة تيار التيار المستمر، يتشكل قوس كهربائي عبر فجوة التلامس. يحافظ القوس على نفسه إذا تجاوز جهد النظام تصنيف جهد القوس للقاطع - مما يؤدي إلى تمزق علبة القاطع، والحريق، وتلف المعدات.
تشتمل قواطع التيار المصغرة (MCB) ذات التيار المستمر 1000 فولت من VIOX على قنوات قوس ممتدة وملفات نفخ مغناطيسية مصممة خصيصًا لإطفاء قوس التيار المستمر ذي الجهد العالي. تعمل الأقطاب المتسلسلة الإضافية (تكوين قطبين أو 4 أقطاب) على إطالة طول القوس، مما يزيد من مقاومة القوس حتى يحدث الفصل بأمان.
متطلبات الحماية من جانب التيار المتردد
يتطلب الاتصال بالشبكة الامتثال لمعايير الحماية من مقاومة التجزؤ (IEEE 1547، IEC 62116). يخدم قاطع التيار المصغر (MCB) للتيار المتردد أغراضًا مزدوجة:
- الحماية من التيار الزائد لإخراج التيار المتردد من العاكس
- انقطاع الاتصال يعني لمنع التغذية الخلفية أثناء انقطاع الشبكة
تتناسق منحنيات قواطع التيار المصغرة (MCB) للتيار المتردد من النوع C أو D مع حماية العاكس، مما يسمح بتيار الاندفاع أثناء بدء التشغيل مع التعثر في حالة التحميل الزائد المستمر أو أعطال الدائرة القصيرة.
استراتيجية أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) للتيار المتردد من النوع 2
تنتشر الاندفاعات المستحثة بالشبكة - الناتجة عن ضربات الصواعق على خطوط النقل، أو تبديل المكثفات، أو عمليات المحولات - عبر اتصال المرافق. تقوم أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) للتيار المتردد من النوع 2 المثبتة في نقطة توزيع التيار المتردد بتثبيت هذه الفولتية الزائدة العابرة قبل أن تصل إلى العاكس.
يتطلب التثبيت السليم لأجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD):
- أقصى طول للسلك يبلغ 0.5 متر لتقليل محاثة السلك
- التنسيق مع حماية التيار الزائد في المنبع
- نافذة مؤشر مرئي لمراقبة نهاية العمر الافتراضي
صندوق التوزيع غير المتصل بالشبكة: تحدي التيار ثنائي الاتجاه
الواقع الكهربائي الذي يغير كل شيء
تعمل الأنظمة القائمة على البطاريات غير المتصلة بالشبكة بمعلمات مختلفة تمامًا: **جهد بطارية 48 فولت تيار مستمر** مع **تيار 100-300 أمبير** أثناء دورات الشحن والتفريغ. يعكس هذا الملف ذو الجهد المنخفض والتيار العالي سيناريو الاتصال بالشبكة - ولكن العامل الحاسم هو **تدفق التيار ثنائي الاتجاه**.
معضلة قاطع البطارية: لماذا تفشل قواطع التيار المستمر الكهروضوئية القياسية
هذا هو الخطأ الأكثر خطورة في تصميم صندوق التوزيع غير المتصل بالشبكة: **استخدام قواطع التيار المصغرة (MCB) للتيار المستمر المستقطبة في دوائر البطارية**.
إليكم سبب فشلها بشكل كارثي:
أثناء **وضع الشحن**، يتدفق التيار من مجموعة الخلايا الكهروضوئية (أو المولد) إلى البطارية - الاتجاه أ. أثناء **وضع التفريغ**، يتدفق التيار من البطارية إلى العاكس/الأحمال - الاتجاه ب (عكس أ).
تستخدم قواطع التيار المستمر المستقطبة مغناطيسات دائمة أو قنوات قوس اتجاهية مصممة لإطفاء الأقواس في اتجاه واحد فقط. عندما يحدث عطل أثناء تدفق التيار العكسي، تعمل آلية إطفاء القوس للقاطع للخلف أو لا تعمل على الإطلاق:
- تدفع ملفات النفخ المغناطيسي القوس في الاتجاه الخاطئ
- تتركز طاقة القوس بدلاً من تشتيتها
- يتسارع تآكل التلامس
- ترتفع درجة حرارة علبة القاطع بسرعة
- النتيجة: فشل القاطع، وقوس مستمر، وحريق
يتوفر شرح فني مفصل لهذه الظاهرة في دليلنا الشامل: لماذا تستخدم قواطع دوائر مصغرة DC غير مستقطبة في أنظمة تخزين PV.
حل VIOX: حماية التيار المستمر غير المستقطبة
قواطع التيار المصغرة (MCB) وقواطع الدوائر المصبوبة (MCCB) للتيار المستمر غير المستقطبة مصممة بغرف إطفاء قوس متماثلة تقاطع التيار بأمان بغض النظر عن اتجاه التدفق. تشمل ميزات التصميم الرئيسية ما يلي:
- قنوات قوس مزدوجة موجهة للتشغيل ثنائي الاتجاه
- ملفات نفخ غير مغناطيسية (أو ملفات مغناطيسية نشطة في كلا القطبين)
- هندسة تلامس متماثلة
- قدرة حرارية محسنة للتيار المستمر العالي
| الميزة | قاطع تيار مستمر مستقطب | قاطع تيار مستمر غير مستقطب |
|---|---|---|
| اتجاه التيار | أحادي الاتجاه فقط | ثنائي الاتجاه |
| التطبيق | حماية سلسلة الخلايا الكهروضوئية | حماية دائرة البطارية |
| انقراض القوس | مجال مغناطيسي اتجاهي | قنوات إطفاء القوس المتماثلة |
| التقييم النموذجي | 1000 فولت تيار مستمر، 10-63 أمبير | 250-1000 فولت تيار مستمر، 100-400 أمبير |
| التكوين | 2P (معلمة بـ +/-) | 2P أو 4P (بدون علامات قطبية) |
| وضع الفشل مع التيار العكسي | استمرار القوس، فشل القاطع | فصل طبيعي |
| سلسلة أجزاء VIOX | سلسلة VXDC-1000 | سلسلة VXDC-NP |
تصنيفات التيار لتطبيقات البطارية
تتطلب دوائر البطارية تصنيفات تيار مستمر أعلى بكثير من سلاسل الخلايا الكهروضوئية:
- الأنظمة السكنية الصغيرة (5-10 كيلو واط ساعة): 100-150 أمبير
- الأنظمة المتوسطة (15-20 كيلو واط ساعة): 200-250 أمبير
- التركيبات الكبيرة خارج الشبكة: 300-400 أمبير
تصل قواطع التيار المصغرة (MCBs) القياسية المثبتة على قضبان DIN إلى 125 أمبير. بالنسبة للتصنيفات الأعلى، تصبح **قواطع الدائرة ذات العلبة المقولبة (MCCBs)** ضرورية - وتحديدًا قواطع MCCB غير مستقطبة مصنفة للتيار المستمر بقدرات كسر تبلغ **25 كيلو أمبير أو أعلى** عند جهد التيار المستمر.
مكونات حماية إضافية خارج الشبكة
منصهرات التيار المستمر من النوع NH: تستفيد دوائر البطارية من حماية النسخ الاحتياطي بالمنصهرات. توفر منصهرات NH00 أو NH1 المصنفة بـ 160-250 أمبير حماية ثانوية من التيار الزائد وتتكامل مع قواطع MCCB لتصفية الأعطال الانتقائية.
مفتاح فصل البطارية: يسمح مفتاح فصل يدوي مصنف لجهد وتيار البطارية الكاملين بعزل آمن أثناء الصيانة. يجب أن يكون مصنفًا للتيار المستمر مع مؤشر مرئي لموضع التلامس.
التعامل مع تيار الاندفاع: تسحب محولات التيار خارج الشبكة تيار اندفاع مرتفع أثناء بدء التشغيل - غالبًا **5-10 أضعاف التصنيف المستمر** لمدة 10-50 مللي ثانية. يجب أن تتحمل قواطع MCCB غير المستقطبة هذا التيار العابر دون تعثر مزعج. تحدد VIOX خصائص التأخير الزمني (منحنى النوع D) لقواطع البطارية لاستيعاب اندفاع التيار العاكس مع الحفاظ على الحماية من الأعطال.
تكامل النسخ الاحتياطي للمولد
تشتمل معظم الأنظمة خارج الشبكة على **نسخ احتياطي للمولد** لتحقيق استقلالية ممتدة. هذا يقدم تعقيدًا إضافيًا:
- مفتاح التحويل التلقائي (ATS): يقوم بتبديل الأحمال بسلاسة بين طاقة العاكس والمولد أثناء استنفاد البطارية
- مفتاح التحويل اليدوي (MTS): بديل أقل تكلفة يتطلب تدخل المشغل
يراقب ATS جهد البطارية وإخراج العاكس وتوافر المولد، وينفذ التحويل في غضون 100-300 مللي ثانية. يتطلب إدخال المولد حماية منفصلة من التيار الزائد بحجم يتناسب مع سعة المولد (عادةً 16-32 أمبير MCB تيار متردد).
للحصول على إرشادات مفصلة حول اختيار ATS، انظر: مفتاح التحويل الأوتوماتيكي مقابل مجموعة التعشيق الميكانيكي و ما هو مفتاح النقل التلقائي ثنائي الطاقة؟.
التأريض واختيار SPD: العامل التفريقي الخفي
بنية التأريض داخل الشبكة
تستخدم الأنظمة المرتبطة بالشبكة بنية كهربائية **مؤرضة بشكل صلب** تفرضها معايير الربط البيني للمرافق:
- تأريض سالب أو نقطة مركزية لمجموعة الخلايا الكهروضوئية للامتثال للمادة NEC 690.41
- يربط موصل التأريض المعدات جميع العبوات المعدنية
- RCD تيار متردد أو حماية RCBO مطلوب على جانب الشبكة (30 مللي أمبير سكني، 300 مللي أمبير تجاري)
- يراقب كشف خطأ التأريض مقاومة العزل
يتيح هذا التكوين المؤرض بشكل صلب تشغيل **قاطع دائرة خطأ التأريض (GFCI/RCD)** بشكل موثوق، والذي يكتشف تيار التسرب بين الطور والأرض - وهو أمر بالغ الأهمية لسلامة الأفراد والامتثال لـ NEC.
تنسيق SPD من النوع 2 للتيار المتردد: تعمل SPDs المرتبطة بالشبكة في نظام مؤرض بشكل صلب حيث يتم تحويل تيار الاندفاع إلى الأرض. يجب أن يتم تصنيف SPDs من أجل:
- الحد الأقصى لجهد التشغيل المستمر (MCOV): 275 فولت للأنظمة 230 فولت، 320 فولت للأنظمة 277 فولت
- تيار التفريغ الاسمي (بوصة): 20 كيلو أمبير كحد أدنى
- مستوى حماية الجهد (Up): <1.5 كيلو فولت لحماية إلكترونيات العاكس الحساسة
استراتيجية التأريض خارج الشبكة
تستخدم الأنظمة خارج الشبكة عادةً بنية **أرضية عائمة** أو **أرضية معزولة**:
- قد يطفو سالب البطارية (غير مؤرض) لمنع التآكل
- ينشئ العاكس مرجعًا محايدًا وأرضيًا اصطناعيًا
- يعمل النظام كمصدر طاقة معزول
- غالبًا ما تكون حماية RCD غير ممكنة بسبب نقص الأرض المرجعية
لماذا هذا مهم لاختيار SPD:
في الأنظمة ذات الأرضية العائمة، لا يمكن تبديد طاقة الاندفاع عبر الأرض. هذا يتطلب طوبولوجيا SPD مختلفة:
- SPD الوضع المشترك: يحمي بين كل طور والأرض (يتطلب مرجعًا أرضيًا)
- SPD الوضع التفاضلي: يحمي بين الأطوار (يعمل في الأنظمة العائمة)
تعطي التركيبات خارج الشبكة الأولوية **لـ DC SPD على مدخلات PV** للحماية من الاندفاعات الناتجة عن الصواعق على كابلات المجموعة. يصبح AC SPD ثانويًا إذا تم دمج المولد.
للحصول على إرشادات شاملة حول اختيار مانعات الصواعق (SPD): كيف تختار محول الطاقة الشمسية المناسب لنظام الطاقة الشمسية الخاص بك و صندوق تجميع التيار المتردد مقابل التيار المستمر.
| معلمات التأريض | نظام متصل بالشبكة | نظام غير متصل بالشبكة |
|---|---|---|
| مرجع التأريض | تأريض المرافق الصلبة | عائم أو معزول |
| حماية RCD | إلزامي (30-300 مللي أمبير) | غالبًا ما لا ينطبق |
| نوع مانع الصواعق (جانب التيار المتردد) | النوع 2، الوضع المشترك | النوع 2، الوضع التفاضلي المفضل |
| نوع مانع الصواعق (جانب التيار المستمر) | النوع 2 تيار مستمر، 1000 فولت | النوع 2 تيار مستمر، 600 فولت أو 1000 فولت |
| كشف خطأ التأريض | وحدة GFP القياسية | مراقبة العزل المخصصة |
| الحماية من الصواعق | توفر الشبكة حماية جزئية | حماية كاملة لجانب التيار المستمر ضرورية |
الأنظمة الهجينة: المنطقة الوسطى المعقدة
تجمع الأنظمة الهجينة بين التشغيل المتصل بالشبكة مع النسخ الاحتياطي للبطارية - مما يتطلب مكونات حماية تعالج **سلاسل PV عالية الجهد ودوائر البطارية ثنائية الاتجاه**.
متطلبات الحماية المزدوجة
جانب صفيف PV (الجهد العالي):
- قواطع MCB للتيار المستمر بجهد 1000 فولت لحماية السلسلة (مقبولة مستقطبة)
- أجهزة الإغلاق السريع PV (توافق NEC 690.12)
- مانع الصواعق DC عند مدخل صندوق التجميع
جانب البطارية (تيار عالي، ثنائي الاتجاه):
- قاطع MCCB للتيار المستمر غير المستقطب (200-400 أمبير) لحماية البطارية
- مفتاح فصل البطارية
- صمامات DC من النوع NH للحماية الاحتياطية
جانب التيار المتردد (اتصال الشبكة + الأحمال الاحتياطية):
- حماية العاكس المتصل بالشبكة (MCB للتيار المتردد + RCD)
- لوحة فرعية للأحمال الحرجة مع حماية منفصلة
- ATS للنقل السلس بين الشبكة وطاقة البطارية
التحدي الهندسي
يجب أن تستوعب صناديق التوزيع الهجينة:
- تيار مستمر عالي الجهد من PV (600-1000 فولت)
- تيار مستمر منخفض الجهد وعالي التيار من البطارية (48 فولت، 200 أمبير +)
- تيار البطارية ثنائي الاتجاه (شحن/تفريغ)
- اتصال التيار المتردد بالشبكة مع منع التجزئة
- مدخل النسخ الاحتياطي للمولد (اختياري)
حل VIOX الهجين: صناديق توزيع مصممة خصيصًا مع حجرات منفصلة لدوائر PV والبطارية والتيار المتردد - مما يمنع إجهاد الجهد بين الأقسام ذات الجهد العالي والمنخفض مع الحفاظ على بصمة مدمجة.
تنسيق مانعات الصواعق في الأنظمة الهجينة
تصبح الحماية من زيادة التيار أكثر تعقيدًا:
- مانع الصواعق AC من النوع 1+2 عند نقطة اتصال الشبكة (حماية محسنة)
- DC SPD عند مدخل صندوق تجميع PV
- مانع الصواعق DC منفصل في أطراف البطارية (نادر، خاص بالتطبيق)
التحدي هو تنسيق مراحل متعددة من مانعات الصواعق لضمان جهد السماح المناسب دون التسبب في فشل سلسلة مانعات الصواعق.
مصفوفة قرار اختيار المكونات
| معايير الاختيار | نظام متصل بالشبكة | نظام غير متصل بالشبكة | نظام هجين |
|---|---|---|---|
| جهد التيار المستمر | 600-1000 فولت | 48-120 فولت | كلا النطاقين |
| تيار مستمر | 10-20 أمبير لكل سلسلة | 100-400 أمبير (بطارية) | كلا النطاقين |
| اتجاه التيار | أحادي الاتجاه | ثنائي الاتجاه | كلا النوعين |
| قاطع تيار مستمر | قاطع تيار صغير مستقطب (1000 فولت) | قاطع تيار متوسط غير مستقطب | كلا النوعين في دوائر منفصلة |
| قدرة قطع التيار المستمر | 6 كيلو أمبير كحد أدنى | 25 كيلو أمبير كحد أدنى | الأعلى من بين الاثنين |
| حماية التيار المتردد | قاطع تيار صغير + قاطع تيار متبقي (متصل بالشبكة) | قاطع تيار صغير فقط (في حالة المولد) | قاطع تيار صغير + قاطع تيار متبقي + مفتاح تحويل تلقائي |
| جهاز حماية من زيادة التيار (جانب التيار المتردد) | النوع 2، 275/320 فولت MCOV | النوع 2 (في حالة وجود مولد) | النوع 1+2 منسق |
| جهاز حماية من زيادة التيار (جانب التيار المستمر) | النوع 2 تيار مستمر، 1000 فولت | النوع 2 تيار مستمر، 600 فولت | مراحل متعددة |
| المكونات الإضافية | عازل تيار مستمر | فصل البطارية، مفتاح تحويل تلقائي | كل ما سبق |
| تصنيف العلبة | تصنيف IP65 للاستخدام الخارجي | IP54 كحد أدنى (للاستخدام الداخلي) | يوصى بـ IP65 |
| مدخل المولد | غير قابل للتطبيق | 16-32 أمبير قاطع تيار صغير للتيار المتردد | 16-32 أمبير قاطع تيار صغير للتيار المتردد + مفتاح تحويل تلقائي |
متطلبات قدرة الكسر
سلاسل الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالشبكة: تيار القصر محدود بخصائص اللوحة. نموذجي تيار القصر = 10-15 أمبير لكل سلسلة. قاطع تيار صغير للتيار المستمر مصنف 6 كيلو أمبير عند 1000 فولت تيار مستمر يوفر قدرة قطع كافية.
دوائر البطاريات غير المتصلة بالشبكة: يمكن أن يتجاوز تيار القصر من بنك البطاريات 5000 أمبير للمصفوفات الكبيرة من أيونات الليثيوم. قدرة قطع 25 كيلو أمبير عند جهد التيار المستمر هو الحد الأدنى المطلوب - يفضل 50 كيلو أمبير للمنشآت التجارية.
اعتبارات تحديد حجم الأسلاك
| نوع الدائرة | الفولتية | الحالي | الحد الأدنى لحجم السلك | تصنيف العزل |
|---|---|---|---|---|
| سلسلة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالشبكة | 1000 فولت تيار مستمر | 15A | 10 AWG (6 مم²) | مصنف 1000 فولت تيار مستمر |
| بطارية غير متصلة بالشبكة | 48 فولت تيار مستمر | 200 أمبير | 3/0 AWG (95 مم²) | مصنف 600 فولت تيار مستمر |
| توصيل شبكة التيار المتردد | 230 فولت تيار متردد | 32A | 8 AWG (10 مم²) | مصنف 600 فولت تيار متردد |
| مدخل المولد | 230 فولت تيار متردد | 25A | 10 AWG (6 مم²) | مصنف 600 فولت تيار متردد |
لماذا لا يمكن استبدال اختيار المكونات
تختلف أوضاع الفشل الكارثية اختلافًا جوهريًا بين أنواع الأنظمة:
وضع الفشل المتصل بالشبكة: يؤدي تصنيف الجهد غير الكافي إلى وميض القوس الكهربائي أثناء إزالة الخطأ. يستمر القوس داخل علبة القاطع، مما يتسبب في تمزق العلبة واحتمال نشوب حريق.
وضع الفشل غير المتصل بالشبكة: استخدام قاطع مستقطب في دائرة البطارية يؤدي إلى استمرار القوس ذي القطبية المعاكسة—يفشل القاطع في المقاطعة أثناء اتجاه تيار واحد، مما يؤدي إلى لحام التلامس والهروب الحراري وتدمير المعدات.
هذه ليست مخاطر افتراضية. تظهر بيانات ميدانية من حالات فشل تركيب الطاقة الشمسية ما يلي:
- 68٪ من حرائق صندوق التوزيع غير المتصلة بالشبكة تتضمن قواطع مستقطبة تم تطبيقها بشكل خاطئ
- 43٪ من حوادث الوميض القوسي المتصلة بالشبكة تعود إلى تصنيفات الجهد المنخفضة
- 31٪ من حالات فشل الأنظمة الهجينة ناتجة عن تنسيق غير سليم لأجهزة الحماية من زيادة التيار
نهج VIOX الخاص بالتطبيق
تقوم شركة VIOX Electric بتصنيع مكونات حماية مصممة لتلبية متطلبات التطبيق الدقيقة:
- سلسلة VXDC-1000: قواطع دوائر التيار المستمر (MCBs) المستقطبة لسلاسل الخلايا الكهروضوئية المتصلة بالشبكة، مصنفة بجهد 1000 فولت تيار مستمر، وقدرة قطع 6 كيلو أمبير، ونطاق 1-63 أمبير
- سلسلة VXDC-NP: قواطع دوائر التيار المستمر (MCCBs) غير المستقطبة لدوائر البطاريات، مصنفة بجهد 250-1000 فولت تيار مستمر، وقدرة قطع 25-50 كيلو أمبير، ونطاق 100-400 أمبير
- سلسلة VX-ATS: مفاتيح التحويل الأوتوماتيكية للأنظمة غير المتصلة بالشبكة والأنظمة الهجينة، سعة 16-125 أمبير، ووقت تحويل أقل من 200 مللي ثانية
- سلسلة VX-SPD: أجهزة حماية من زيادة التيار المنسقة للتيار المتردد والتيار المستمر مع مؤشر مرئي وقدرة مراقبة عن بعد
يقدم فريقنا الهندسي دعمًا لاختيار المكونات الخاصة بالتطبيق، وتصميم صندوق توزيع مخصص، والتحقق من التركيب الميداني لضمان السلامة والامتثال.
الأسئلة المتداولة
هل يمكنني استخدام نفس صندوق التوزيع لأنظمة الربط بالشبكة وخارج الشبكة؟
لا. إن خصائص الجهد/التيار، وأنواع القواطع، وفلسفات الحماية مختلفة بشكل أساسي. تستخدم الصناديق المتصلة بالشبكة قواطع مستقطبة عالية الجهد (1000 فولت) مصنفة بـ 10-20 أمبير. تتطلب الصناديق غير المتصلة بالشبكة قواطع غير مستقطبة مصنفة بـ 100-400 أمبير بجهد أقل. استخدام صندوق توزيع خاطئ يعرض لخطر فشل الحماية وخطر نشوب حريق.
لماذا تتطلب الأنظمة غير المتصلة بالشبكة قواطع التيار المستمر غير المستقطبة؟
تعمل دوائر البطاريات بتيار ثنائي الاتجاه - يتدفق التيار إلى البطارية أثناء الشحن ويخرج أثناء التفريغ. يمكن للقواطع المستقطبة أن تقطع التيار بأمان في اتجاه واحد فقط. عندما يتدفق تيار العطل في قطبية عكسية، تفشل آلية إطفاء القوس الكهربائي للقاطع، مما يؤدي إلى أقواس كهربائية مستمرة وفشل كارثي. قواطع التيار المستمر غير المستقطبة مصممة خصيصًا بغرف إطفاء قوس كهربائي متماثلة تعمل بغض النظر عن اتجاه التيار.
ماذا يحدث إذا استخدمت قاطع تيار مستقطب في دائرة بطارية؟
خلال تدفق التيار العكسي (عكس علامة قطبية القاطع)، يدفع ملف النفخ المغناطيسي القوس في الاتجاه الخاطئ، ويعمل تصميم حاجز القوس بشكل عكسي. النتيجة: استمرار القوس بدلاً من انطفائه، ارتفاع درجة حرارة الملامسات، ذوبان علبة القاطع، واشتعال الحريق. هذا هو السبب الرئيسي لفشل صناديق التوزيع خارج الشبكة.
هل أحتاج إلى مفتاح تحويل تلقائي للأنظمة غير المتصلة بالشبكة؟
يعتبر ATS ضروريًا للأنظمة غير المتصلة بالشبكة مع النسخ الاحتياطي للمولد. يقوم تلقائيًا بتبديل الأحمال بين العاكس وطاقة المولد عندما تستنفد البطاريات. تعتبر مفاتيح التحويل اليدوية (MTS) بدائل أقل تكلفة ولكنها تتطلب تدخل المشغل. الأنظمة التي لا تحتوي على نسخ احتياطي للمولد لا تحتاج إلى ATS. لمقارنة مفصلة، راجع دليلنا حول مفتاح التحويل التلقائي مقابل مجموعة التعشيق.
ما هي الاختلافات في متطلبات مانعات الصواعق (SPD) بين الأنظمة المتصلة بالشبكة والأنظمة غير المتصلة بالشبكة؟
تستخدم الأنظمة المتصلة بالشبكة أجهزة SPD من النوع 2 للتيار المتردد في نقطة اتصال الشبكة للحماية من الزيادات الناتجة عن المرافق. تعطي الأنظمة غير المتصلة بالشبكة الأولوية لأجهزة SPD للتيار المستمر عند إدخال مجموعة الخلايا الكهروضوئية للحماية من الصواعق على كابلات المجموعة، نظرًا لأن النظام ليس لديه مرجع أرضي للمرافق. تحدد بنية التأريض (مؤرضة بشكل صلب مقابل عائمة) ما إذا كانت أجهزة SPD ذات الوضع المشترك أو الوضع التفاضلي مناسبة. انظر: كيفية اختيار جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) المناسب.
ما هي قدرة الفصل المطلوبة لقواطع فصل البطارية؟
يمكن أن يتجاوز تيار قصر الدائرة للبطارية 5000 أمبير لبنوك الليثيوم أيون الكبيرة. الحد الأدنى لقدرة القطع: 25 كيلو أمبير عند جهد تشغيل التيار المستمر. يجب أن تحدد التركيبات التجارية 50 كيلو أمبير. يجب التحقق من قدرة القطع عند جهد نظام التيار المستمر الفعلي - قد يكون للقواطع المصنفة “25 كيلو أمبير عند 220 فولت تيار متردد” قدرة 10 كيلو أمبير فقط عند 48 فولت تيار مستمر. تحقق دائمًا من تقييمات قدرة القطع الخاصة بجهد التيار المستمر.
فيوكس إلكتريك يوفر دعمًا فنيًا شاملاً لاختيار مكونات صندوق توزيع الطاقة الشمسية. اتصل بفريقنا الهندسي للحصول على توصيات خاصة بالتطبيق، وتصميم صندوق توزيع مخصص، واختبار القبول في المصنع لضمان تلبية التثبيت الخاص بك لمعايير السلامة ويعمل بشكل موثوق طوال العمر التصميمي للنظام البالغ 25 عامًا.
