Gyors válasz: Hogyan válasszunk DC SPD-t napelemes rendszerekhez?
Válasszon egy DC SPD napelemes rendszerekhez az alábbi öt szempont előzetes tisztázásával: a PV-sztring maximális üresjárási feszültsége, hogy a telepítés 2-es vagy 1+2-es típusú védelmet igényel-e, az SPD beépítési helye, az SPD csatlakozóvezetékeinek minimális hossza, valamint az alkalmazandó szabvány vagy projekt specifikáció.
A legtöbb tetőtéri és kereskedelmi PV-rendszer esetében a kiválasztási folyamat a következő:
| Döntés | Gyakorlati válasz |
|---|---|
| Milyen eszköz szükséges a PV oldalon? | PV DC-besorolású SPD, nem pedig AC SPD |
| Melyik névleges feszültség a legfontosabb? | Ucpv, a leghidegebb időjárási körülmények közötti maximális PV string Voc érték felett választva |
| 2-es típus vagy 1+2-es típus? | 2-es típus számos indukált túlfeszültség elleni alkalmazáshoz; 1+2-es típus, ahol nagyobb a villámáram-kitettség |
| Hol kerül telepítésre? | Gyűjtődobozban, inverter DC bemeneténél vagy egy hosszú DC kábelút mindkét végén |
| Mely szabványok a mérvadóak? | IEC 61643-31 és IEC 61643-32 a PV DC túlfeszültség-levezetők (SPD) esetében; IEC 61643-11 az AC oldali túlfeszültség-levezetők esetében |
| Melyik szerelési részlet marad gyakran figyelmen kívül? | Rövid, közvetlen túlfeszültség-levezető (SPD) vezetékek az induktív feszültségnövekedés csökkentése érdekében túlfeszültség esetén |
A DC SPD napelemes rendszerekhez egy napelemes rendszer egyenáramú oldalára telepített túlfeszültség-levezető. Feladata a villámcsapás okozta túlfeszültségek, kapcsolási események vagy hosszú kültéri kábelvezetések által keltett tranziens túlfeszültségek korlátozása, mielőtt azok elérnék az invertert, a gyűjtődoboz elektronikáját, a felügyeleti berendezéseket vagy az egyéb DC-oldali komponenseket.
Napelemes rendszerekben a túlfeszültség-védelem nem csupán egy kiegészítő az AC elosztótáblán. A napelemes stringeket gyakran tetőn, nyílt terepen, emelt állványokon vagy hosszú kábelútvonalakon telepítik. Ezek az egyenáramú vezetők a közelben zajló villámtevékenység során indukált túlfeszültséget vehetnek fel akkor is, ha a napelemmezőt nem éri közvetlen találat. Ezért egy teljes körű napelemes védelmi terv általában figyelembe veszi DC SPD elhelyezése, AC SPD elhelyezése, kábelvezetés, potenciálkiegyenlítés, földelés és az inverter tűrőképessége.
A VIOX vásárlói és a kapcsolószekrény-gyártók számára a gyakorlati kérdés egyszerű: melyik túlfeszültség-levezető a PV DC oldalra kell választani, és hova kell telepíteni?
Mi az SPD a napelemes rendszerben?
Az SPD jelentése túlfeszültség-levezető. Egy napelemes rendszerben az SPD a rövid idejű feszültségcsúcsokat korlátozza azáltal, hogy a túlfeszültséget a védőföldelés vagy az egyenpotenciálú összekötő rendszer felé vezeti. Nem helyettesíti a biztosítékokat, megszakítókat, szakaszolókat vagy a megfelelő földelést. Azokkal együttműködve működik.
A fotovoltaikus rendszerekben az SPD-ket általában elhelyezkedésük szerint osztják fel:
| SPD elhelyezkedése | Tipikus szerep | Tipikus eszköztípus |
|---|---|---|
| PV mező vagy string gyűjtődoboz | Korlátozza a kültéri DC string kábeleken keresztül bejutó túlfeszültség energiáját | DC túlfeszültség-levezető (SPD), általában 2-es vagy 1+2-es típusú, a villámterheléstől függően |
| Inverter DC bemenet | Megvédi az invertert a PV-mező felől érkező DC-oldali túlfeszültségektől | DC túlfeszültség-szabályozó |
| Inverter AC kimenet vagy AC elosztószekrény | Korlátozza a hálózatból vagy az elosztóvezetékekből érkező AC-oldali túlfeszültséget | AC túlfeszültség-szabályozó |
| Felügyeleti és kommunikációs vonalak | Megvédi az adatkábeleket, RS485, Ethernet, érzékelő vagy felügyeleti interfészeket | A jel típusának megfelelő jel/adat SPD |
A legfontosabb szabály, hogy az SPD-nek illeszkednie kell a védett áramkörhöz. Egy DC PV bemenethez DC PV-besorolású SPD szükséges. Egy AC elosztószekrényhez AC SPD szükséges.
DC túlfeszültség-levezető (SPD) vs. AC túlfeszültség-levezető (SPD) napelemes rendszerekhez: Mi a különbség?
Egy napelemes rendszernek szüksége lehet mind DC, mind AC túlfeszültség-védelemre, de az eszközök nem cserélhetőek fel egymással.
| Összehasonlítási pont | DC SPD napelemes (PV) rendszerekhez | AC SPD napelemes kimeneti/hálózati oldalhoz |
|---|---|---|
| Telepítve a következőre: | PV sztringek, gyűjtődobozok, inverter DC bemenet | Inverter AC kimenet, AC elosztótábla, főelosztó |
| Fő feszültségparaméter | Ucpv vagy PV DC maximális folyamatos üzemi feszültség | Uc vagy MCOV váltakozó áramú (AC) rendszerek feszültségéhez |
| Tipikus szabványos irány | IEC 61643-31 a napelemes (PV) rendszerek DC oldalára csatlakoztatott túlfeszültség-levezetőkhöz (SPD); IEC 61643-32 a kiválasztási/alkalmazási útmutatáshoz | IEC 61643-11 kisfeszültségű AC túlfeszültség-levezetőkhöz (SPD) |
| Ív és megszakítási probléma | A DC ív viselkedése kritikusabb, mivel az egyenáramnak nincs természetes nullátmenete | A váltakozó áram minden ciklusban áthalad a nullán, ami megváltoztatja a megszakítási viselkedést |
| Gyakori hiba | AC túlfeszültség-levezető (SPD) használata a PV DC oldalon | Annak feltételezése, hogy kizárólag az AC oldali SPD védi a PV-mezőt és az inverter DC bemenetét |
Ha a rendszer PV-sztringekkel táplál egy invertert, az elosztótáblánál lévő AC oldali SPD nem nyújt teljes körű védelmet az inverternek a DC bemeneten keresztül érkező túlfeszültségekkel szemben. A DC oldali védelmet külön kell értékelni.
2-es típusú vs. 1+2-es típusú DC SPD: Melyikre van szüksége?
A legtöbb napelemes vásárló először azt kérdezi, hogy 2-es típusú vagy 1+2-es típusú DC SPD-re van-e szüksége. A válasz a villámcsapás-kockázattól, a rendszer elrendezésétől, a külső villámvédelmi rendszer meglététől, a kábelezéstől és a projektkövetelményektől függ.
| Napelemes (PV) állapot | Ajánlott kiindulópont | Miért fontos |
|---|---|---|
| Lakossági tetőtéri napelemes rendszer külső villámvédelem nélkül, mérsékelt kitettséggel | 2. típusú DC SPD | Védelmet nyújt az indukált túlfeszültségek és a kapcsolási tranziensek ellen |
| Kereskedelmi tetőtéri napelemes rendszer hosszú DC kábelezéssel | 2-es típusú DC túlfeszültség-levezető (SPD) a kritikus DC belépési pontokon; több helyszín telepítése megfontolandó | A kábelhossz növeli az indukált túlfeszültség kockázatát és a hurokterületet |
| Napelemes mező nyílt terepen, dombtetőn, szabad területen vagy nagy villámcsapás-kockázatú helyen | A kockázatértékelés alapján 1+2-es típusú DC túlfeszültség-levezető (SPD) alkalmazása válhat szükségessé | Nagyobb a valószínűsége annak, hogy részleges villámáram jut a rendszerbe |
| Az épület külső villámvédelmi rendszerrel rendelkezik, és a leválasztási távolság nem tartható be | Általában 1+2 típusú DC túlfeszültség-levezetőt (SPD) választanak | A napelemes rendszer ki lehet téve a villámáram összetevőinek |
| Közüzemi méretű vagy nagy értékű inverterállomás | Koordinált 1+2 típusú és 2 típusú védelmi stratégia | Az állásidő és a csereköltségek indokolják a többlépcsős védelmet |
Az 1-es, 2-es és 3-as típusú eszközök szerepének részletesebb magyarázatáért lásd a VIOX útmutatóját 1-es, 2-es és 3-as típusú túlfeszültség-levezetők (SPD).
Mérnöki megjegyzés: A típus nem azonos a névleges feszültséggel
A 2-es típusú DC túlfeszültség-levezető (SPD) nem alkalmazható automatikusan minden napelemes rendszerhez. Szükséges a megfelelő Ucpv érték, póluskiosztás, rövidzárlati viselkedés és telepítési mód meghatározása. Egy 600V-os, egy 1000V-os és egy 1500V-os napelemes rendszer eltérő feszültségellenőrzést igényel, még akkor is, ha mindhárom projekt 2-es típusú védelmet használ.
Hogyan válasszunk Ucpv értéket napelemes DC SPD-hez
A napelemes DC SPD legfontosabb feszültségparamétere UCPV, amelyet gyakran a napelemes DC alkalmazások maximális folyamatos üzemi feszültségeként határoznak meg. Az SPD-nek stabilnak kell maradnia a napelemes rendszer legmagasabb normál üresjárási feszültsége mellett is, beleértve a hideg időjárás okozta feszültségnövekedést.
Ne csak az inverter névleges DC feszültsége alapján válasszon DC SPD-t. A napelemes sztring maximális üresjárási feszültségéből induljon ki.
Használja ezt a koncepciót:
Voc_max = Nseries x Voc_module_STC x [1 + |betaVoc| x (25 - Tmin)]
Hol:
- Nseries = sztringenként sorba kapcsolt modulok száma
- Voc_module_STC = a modul üresjárási feszültsége standard tesztkörülmények között
- betaVoc = a modul Voc hőmérsékleti együtthatója Celsius-fokonként, decimális formára konvertálva
- Tmin = a tervezett minimális cella- vagy környezeti hőmérséklet, a projekt számítási módszerétől függően
Ezután válasszon egy olyan DC túlfeszültség-levezetőt (SPD), amelynek Ucpv névleges értéke meghaladja a számított maximális PV sztringfeszültséget, az SPD adatlapja és a projekt szabványai szerint.
| PV-rendszer osztály | Tipikus DC túlfeszültség-levezető (SPD) feszültséglista | Választási óvatosság |
|---|---|---|
| 600V-os PV-rendszer | 600V-os vagy megfelelő magasabb Ucpv osztály | Ellenőrizze, hogy a hideg időjárási Voc nem haladja meg az SPD névleges értékét |
| 1000V-os PV-rendszer | 1000V-os vagy megfelelő magasabb Ucpv osztály | Ellenőrizze a sztringhosszt és a modul hőmérsékleti együtthatóját |
| 1500V-os PV rendszer | 1500V-os PV DC túlfeszültség-levezető (SPD) osztály | Győződjön meg arról, hogy az eszköz kifejezetten 1500V-os PV DC alkalmazásra készült |
A VIOX SPD termékválasztéka tartalmaz DC SPD családokat a szokásos PV feszültségosztályokhoz, beleértve az 500V, 600V, 800V, 1000V, 1200V és 1500V opciókat a VIOX SPD termékoldallal. A végleges modellt minden esetben a tényleges PV sztringfeszültség, a projektszabvány és a telepítési környezet alapján kell kiválasztani.
Gyakorlati példa: Ucpv kiválasztása hideg időjárási körülmények között üzemelő PV sztringhez
Tegyük fel, hogy egy PV sztring teljes üresjárási feszültsége 900V standard tesztkörülmények között. A modul Voc hőmérsékleti együtthatója -0,31%/°C, a minimális tervezési hőmérséklet pedig -10°C.
A 25°C-tól való hőmérséklet-különbség:
25 - (-10) = 35°C
A hideg időjárási feszültségnövekedés:
900V x 0,003 x 35 = 94,5V
A becsült maximális string üresjárati feszültség:
900V + 94,5V = 994,5V
Ebben az esetben egy 1000V-os Ucpv túlfeszültség-levezető (SPD) túl közel lehet a számított maximumhoz, az adatlap tűrésétől, a projekt tartalékától és a helyi tervezési szabályoktól függően. Egy 1200V-os PV DC SPD gyakran praktikusabb választás, az inverter és a projekt specifikációinak felülvizsgálatától függően.
Ez a példa szándékosan egyszerűsített. A valós projektek során a modul adatlapját, az inverter határértékeit, a helyi hőmérsékleti adatokat és az alkalmazandó tervezési szabványokat kell figyelembe venni.
Napelemes DC SPD kiválasztása rendszertípus szerint
A különböző napelemes projektek nem igényelnek azonos túlfeszültség-védelmi kialakítást. Egy kis lakossági tetőtéri rendszer, egy hosszú DC-kábelcsatornákkal rendelkező kereskedelmi tető és egy közüzemi méretű inverterállomás eltérő kitettségi szinttel és karbantartási elvárásokkal rendelkezik.
| Napelemes rendszer típusa | Tipikus DC-oldali túlfeszültség-levezető (SPD) megközelítés | Mit kell ellenőrizni |
|---|---|---|
| Lakossági tetőtéri napelemes rendszer | 2-es típusú DC SPD az inverter DC-bemenete közelében vagy egy közeli kis gyűjtődobozban | Ucpv, inverter kézikönyv, helyi előírások, AC-oldali SPD követelmény |
| Kereskedelmi tetőtéri napelemes rendszer | 2-es típusú DC SPD a gyűjtődobozokban és/vagy az inverter bemenetei közelében | Kábelút hossza, potenciálkiegyenlítés, tetőtéri villámkitettség, tokozás állapota |
| Földre telepített napelemes rendszer | 2-es vagy 1+2-es típus, a kitettségtől és a villámkockázattól függően | Invertertől mért távolság, helyszíni villámsűrűség, földelőháló, hosszú kültéri kábelhurkok |
| Napelemes rendszer külső villámvédelmi rendszerrel | Az 1+2-es típusú DC túlfeszültség-levezetőt (SPD) általában a DC belépési pontokon értékelik | Leválasztási távolság, potenciálkiegyenlítés, IEC 62305 villámvédelmi koncepció, projektspecifikáció |
| Erőművi léptékű inverterállomás | Rétegzett védelem a mező/gyűjtődoboz, az inverter DC bemenete és az AC kimenet között | Koordináció, felügyelet, távjelzés, tartalék betétek, karbantartási hozzáférés |
| PV és akkumulátoros energiatárolás | A DC túlfeszültség-védelmi (SPD) stratégiát külön kell felülvizsgálni a PV oldal, az akkumulátor oldal és az inverter/átalakító oldal tekintetében | DC feszültségosztály, hibaáram, eszközkompatibilitás, BESS szállítói követelmények |
E táblázat célja nem a mérnöki tervezés helyettesítése. Segíti a vásárlókat abban, hogy jobb ajánlatkérési (RFQ) kérdéseket tegyenek fel egy adott DC SPD modell kiválasztása előtt.
DC SPD bekötési rajz napelemes PV rendszerekhez
A helyes napelemes DC túlfeszültség-levezető (SPD) bekötési rajznak egy kulcsfontosságú elvet kell egyértelműen mutatnia: az SPD párhuzamosan van kötve a PV DC áramkörrel, nem sorosan a terhelési áram útjával.
A PV sztring árama a normál DC áramkörön keresztül folyik az inverter felé. Az SPD túlfeszültség esetén levezetési utat biztosít a DC vezetők felől a védőföldelés vagy az EPH-rendszer felé.
| Rajzi elem | Helyes ábrázolás | Gyakori hiba |
|---|---|---|
| PV+ és PV- vezetők | Folytatódik a DC védelemen és leválasztón keresztül az inverter bemenete felé | Az SPD olyan módon történő rajzolása, mintha az sorosan vezetné a normál sztring áramot |
| DC túlfeszültség-szabályozó | A rendszerkonfigurációnak megfelelően a PV-vezetők és a PE/egyenpotenciálra hozó vezető közé csatlakoztatva | Csak egy pólus csatlakoztatása olyan rendszerben, amely többpólusú védelmet igényel |
| Védőföldelés vagy egyenpotenciálra hozó sín | Rövid, kis impedanciájú útvonalként ábrázolva az SPD közelében | Hosszú zöld/sárga vezeték, amely a rendezettség érdekében a burkolat körül van elvezetve |
| Gyűjtődoboz vagy inverter DC bemenet | Fizikai telepítési pontként ábrázolva | Az SPD elhelyezése távol a védett berendezéstől |
| AC túlfeszültség-szabályozó | Külön feltüntetve az inverter kimenetén vagy az AC elosztótáblán | Feltételezve, hogy egy AC túlfeszültség-levezető (SPD) védi a teljes PV DC oldalt |
Egy tipikus napelemes rendszernél a rajznak általában a következő védelmi rétegeket kell mutatnia:
- A PV sztringek egy napelemes kombinált doboz.
- A gyűjtődoboz tartalmazza a szükséges DC biztosítékokat vagy DC megszakítókat, egy DC szakaszolókapcsolót vagy terheléskapcsolót, valamint egy DC túlfeszültség-levezetőt (SPD).
- Az egyesített DC kimenet az inverter DC bemenetére fut.
- Ha a DC szakasz hosszú, egy további DC túlfeszültség-levezetőt (SPD) kell telepíteni az inverter bemenetének közelében.
- Az inverter AC kimenete külön védett egy megfelelő AC túlfeszültség-levezetővel (SPD) az AC elosztótáblán vagy az inverter kimeneti paneljén.
Hova telepítsük az egyenáramú túlfeszültség-levezetőt (SPD) egy napelemes rendszerben
Az SPD elhelyezése ugyanolyan fontos, mint a kiválasztása. Egy megfelelően méretezett, de rossz helyre telepített vagy hosszú vezetékekkel bekötött SPD esetén magas maradványfeszültség juthat az inverterhez.
| Telepítési pont | Mikor használatos | Gyakorlati kiválasztási útmutató |
|---|---|---|
| A napelemes gyűjtődobozon (PV combiner box) belül | Több stringes rendszerek, kültéri csatlakozási pontok, hosszú kábelnyomvonalak | Gyakran ez a legjobb hely az egyenáramú túlfeszültség-védelem számára a napelemmező oldalán |
| Az inverter egyenáramú bemenetének közelében | Inverterelektronika védelme a bejövő PV DC túlfeszültségekkel szemben | Különösen fontos, ha az inverter távol van a napelemes mezőtől |
| Mind a mező/gyűjtődoboz, mind az inverter oldalán | Hosszú DC kábel távolság a mező és az inverter között | Segít korlátozni a túlfeszültséget a kábel mindkét végén |
| AC elosztószekrény | Hálózati oldali vagy inverter kimeneti túlfeszültség-védelem | AC SPD szükséges, nem DC SPD |
| Kommunikációs szekrény vagy felügyeleti interfész | Adatvonalak, távfelügyelet, RS485, Ethernet, érzékelők | Az adatvonal típusának megfelelő jel-túlfeszültségvédő (SPD) szükséges |
A meglévő napelemes (PV) védelmi elrendezés szintén tartalmazhat DC kismegszakítók és egy DC leválasztó kapcsoló. Ezek az eszközök az SPD-től eltérő feladatokat látnak el. Az egyenáramú kismegszakító (DC MCB) a megfelelő alkalmazási környezetben túláram elleni védelmet biztosít, a szakaszoló kapcsoló a leválasztást/kapcsolást végzi, az SPD pedig korlátozza az átmeneti túlfeszültséget.
A 10 méteres szabály: Amikor egy DC SPD nem elegendő
Számos napelemes rendszernél a napelemmező és az inverter közötti távolság határozza meg, hogy elegendő-e egyetlen DC SPD elhelyezése. Egy általános tervezési szabály a következő:
- Ha a napelemmező és az inverter közötti DC kábel távolsága rövid, a rendszer elrendezésétől függően elegendő lehet egy DC SPD az inverter bemenetének közelében vagy a közeli gyűjtődobozban.
- Ha az egyenáramú (DC) kábel útvonala hosszabb, mint körülbelül 10 méter, a két végponton történő védelem kialakítása megfontolandó: egy túlfeszültség-levezető (SPD) a napelemes mező vagy a gyűjtődoboz közelében, egy másik pedig az inverter DC bemeneténél.
Ennek oka nem csupán a távolság. A hosszú, kültéri kábelek indukált túlfeszültséget vehetnek fel, és az egyik végponton bejutó túlfeszültség káros feszültségszintet okozhat a másik végponton, ha a védelmi pont túl messze van.
EPC és kapcsolószekrény-építési munkák esetén a 10 méteres szabályt tervezési ellenőrzési pontként kezelje, ne pedig a projektszabványok, a villámvédelmi kockázatelemzés vagy az invertergyártói előírások helyettesítőjeként.
Tartsa röviden a DC SPD vezeték hosszát
Az SPD vezetékezése egy nagyfrekvenciás túlfeszültség-útvonal. Gyors túlfeszültség esetén minden extra centiméternyi vezető induktív feszültségesést ad hozzá a rendszerhez. Az alapvető fizikai összefüggés:
V = L x di/dt
Hol:
- V a vezeték által hozzáadott induktív feszültségnövekedés
- L a vezetékezés induktivitása
- di/dt a túlfeszültség-áram emelkedési sebessége
Ez az oka annak, hogy egy szépen elvezetett túlfeszültség-levezető (SPD) kábel rosszul teljesíthet, ha hosszú hurkot képez a szekrény körül. Az IEC-alapú szerelési gyakorlatban az SPD védelmi útvonalának teljes csatlakozási hosszát általában a lehető legrövidebbre tartják, ahol a 0,5 méter gyakran kulcsfontosságú célkitűzés a hatékony SPD-csatlakozások érdekében.
Gyakorlati szerelési útmutató:
- Az SPD-t a védendő vezetők és az összekötő sín közelébe szerelje fel.
- Kerülje a hosszú hurkokat az SPD és a PE/földelő vezető között.
- Lehetőség szerint kerülje az éles hajlításokat.
- Tartsa a pozitív, negatív és földelő útvonalakat kompakt és közvetlen kialakításúak.
- Használja az SPD gyártója és az alkalmazandó szabványok által előírt vezetékkeresztmetszeteket és tartalék védelmet.
Hogyan válasszunk DC SPD névleges értékeket napelemes rendszerekhez
DC túlfeszültség-levezetők (SPD) adatlapjainak összehasonlításakor ne csak egyetlen érték alapján döntsön. A kiválasztásnál figyelembe kell venni a feszültséget, a túlfeszültség-levezetési képességet, a védelmi szintet, a rövidzárlati viselkedést és a karbantartás láthatóságát.
| Paraméter | Jelentése | Miért fontos ez a napelemes (PV) rendszereknél |
|---|---|---|
| UCPV | Maximális folyamatos üzemi feszültség PV DC alkalmazáshoz | Meg kell haladnia a PV rendszer maximális üresjárási feszültségét hideg körülmények között |
| Be | Névleges kisütési áram, általában ismétlődő túlfeszültség-eseményekhez | Az ismétlődő indukált túlfeszültségekkel szembeni tartósságot jelzi |
| Imax | Maximális kisütési áram a 2-es típusú SPD vizsgálati környezetében | Segít összehasonlítani a csúcs túlfeszültség-kezelési képességet ugyanazon eszközosztályon belül |
| Iimp | Impulzusáram 1-es vagy 1+2-es típusú eszközökhöz | Releváns olyan esetekben, ahol részleges villámáram léphet fel |
| Fel | Feszültségvédelmi szint | Az alacsonyabb Up általában alacsonyabb átengedett feszültséget jelent, de ezt a koordináció és a beépítési vezetékhossz figyelembevételével kell értékelni |
| Iscpv / SCCR irány | Rövidzárlati viselkedés vagy áramállóság a szükséges tartalék védelemmel | Kritikus, mivel a PV DC hibaáram és a megszakítási viselkedés eltér az AC rendszerektől |
| Pólus konfiguráció | 2P, 3P vagy alkalmazásspecifikus PV konfiguráció | Meg kell felelnie a földelt, földelés nélküli vagy rendszerspecifikus PV DC vezetékezésnek |
| Állapotjelzés | Vizuális jelző és opcionális távjelzés | Segíti a karbantartó csapatokat annak meghatározásában, mikor érte el az SPD betét az élettartama végét |
Ne hasonlítsa össze a kA értékeket kontextus nélkül
Csábító lehet a legnagyobb kA számot választani egy termékoldalon. Ez nem mindig a legjobb kiválasztási módszer. A nagyobb túlfeszültség-levezetési képesség hasznos lehet, de csak akkor, ha az eszköz megfelel az Ucpv, Up, rövidzárlati követelményeknek, a típusbesorolásnak, a beépítési helynek, valamint az előtte/mögötte lévő védelemmel való koordinációnak is.
1+2 típusú DC SPD napelemes rendszerekhez: Mikor érdemes alkalmazni
Az 1+2 típusú DC SPD egyetlen eszközcsaládban ötvözi a villámáram-levezetési és a túlfeszültség-korlátozási jellemzőket. Napelemes projekteknél akkor a legrelevánsabb, ha az egyenáramú oldal nagyobb túlfeszültség-energiának lehet kitéve.
Fontolja meg az 1+2 típusú DC SPD használatát, ha:
- Az épület külső villámvédelmi rendszerrel rendelkezik.
- A napelemes tömb vezetékezése nem tartható megfelelő távolságban a villámvédelmi rendszertől.
- A tömböt nyílt terepen vagy dombtetőn, kitett helyen telepítették.
- A helyszín nagy villámcsapási sűrűséggel rendelkezik, vagy a leállás költsége magas.
- A projekt specifikációja villámáram-levezető képességű túlfeszültség-védelmi eszközt (SPD) ír elő.
Használjon 2-es típusú DC SPD-t, amikor:
- A projekt elsősorban az indukált túlfeszültségek és kapcsolási tranziensek elleni védelmet igényli.
- Nincs külső villámvédelmi rendszer, amely hatással lenne a napelemes tömbre.
- Az inverter gyártója vagy a projektterv 2-es típusú DC túlfeszültség-védelmet ír elő.
- A védelem a kombináló dobozban vagy az inverteroldali DC elosztóban kerül kialakításra a szabványos háztetői/kereskedelmi napelemes rendszerek védelme érdekében.
IEC 61643-31 és IEC 61643-32: Mely szabványok a mérvadóak?
A napelemes DC túlfeszültség-védelem tekintetében az irányadó IEC szabványsorozat az IEC 61643:
- IEC 61643-31 a fotovillamos rendszerek DC oldalára csatlakoztatott túlfeszültség-levezetők (SPD) követelményeit és vizsgálati módszereit határozza meg.
- IEC 61643-32 a fotovillamos rendszerek DC oldalára csatlakoztatott túlfeszültség-levezetők kiválasztási és alkalmazási elveit ismerteti.
- IEC 61643-11 a kisfeszültségű AC hálózatokra csatlakoztatott túlfeszültség-levezetőkre vonatkozik.
Ez a megkülönböztetés azért fontos, mert egy napelemes DC túlfeszültség-levezető nem csupán egy más címkével ellátott AC túlfeszültség-levezető. A vizsgálati környezet, a feszültségviselkedés, a lekapcsolási követelmények és az alkalmazási kockázatok eltérőek.
Észak-amerikai projektek esetén az UL 1449 és a helyi elektromos előírások is relevánsak lehetnek. Bármely piac esetében a projektmérnöknek ellenőriznie kell a szabvány pontos kiadását, a helyi szabályozást, az inverter kézikönyvének követelményeit, valamint az illetékes hatóságok előírásait.
Napelemes DC túlfeszültség-levezető (SPD) jóváhagyása előtt bekérendő dokumentumok
B2B beszerzés esetén a legbiztonságosabb kérdés nemcsak az, hogy “mennyibe kerül?”, hanem az, hogy “milyen dokumentáció igazolja, hogy ez az SPD megfelel a napelemes DC alkalmazáshoz?”
| Dokumentum vagy bizonyíték | Miért fontos |
|---|---|
| DC SPD adatlap | Megerősíti az Ucpv, In, Imax, Iimp (ha alkalmazható), Up értékeket, a póluskiosztást és a csatlakoztatási módot |
| IEC 61643-31 vizsgálati vagy megfelelőségi dokumentáció | Segít ellenőrizni, hogy az eszköz napelemes DC túlfeszültség-védelemre szolgál, nem csupán AC kisfeszültségű SPD használatra |
| Gyártói bekötési rajz | Megakadályozza a helytelen póluscsatlakoztatást, a hibás PE-vezetést és a nem megfelelő földelési konfigurációt |
| Tartalék védelemre vonatkozó utasítás | Megerősíti, hogy szükség van-e előtét biztosítékra, DC kismegszakítóra vagy egyéb védelemre |
| Élettartam végi jelzés leírása | Megerősíti a betekintő ablakot, a cserélhető betét működését és az opcionális távjelző érintkezőt |
| Környezeti és tokozási útmutató | Fontos kültéri gyűjtődobozok, magas hőmérséklet, páratartalom, tengerparti helyszínek és kondenzáció kockázata esetén |
Ha a szállító nem tudja egyértelműen kijelenteni, hogy a termék PV DC használatra való, a vásárló ne kezelje azt napelemes DC túlfeszültség-levezetőként (SPD).
Gyakori hibák a napelemes túlfeszültség-levezetők (SPD) telepítésekor
1. hiba: AC SPD használata az egyenáramú (DC) oldalon
Ez a legveszélyesebb választási hiba. A napelemes DC áramkörök kifejezetten PV DC-re méretezett túlfeszültség-védelmet igényelnek. Egy AC SPD nem feltétlenül képes biztonságosan kezelni a fotovoltaikus áramkör feszültségszintjét és az egyenáramú megszakítási jellemzőket.
2. hiba: Túl alacsony Ucpv érték választása
A hideg időjárás megemeli a napelemek üresjárati feszültségét. Ha az SPD feszültségértékét a névleges rendszerszintből választják ki a számított maximális Voc helyett, az SPD normál üzem közben is túlterhelődhet.
3. hiba: Csak az AC oldal védelme
Az elosztótáblán elhelyezett AC SPD hasznos, de nem mentesít a DC oldali túlfeszültség-kockázatok értékelése alól. Az inverterek DC bemenetei gyakran a legdrágább elektronikai alkatrészek, amelyek közvetlenül csatlakoznak a hosszú, kültéri napelemes kábelekhez.
4. hiba: Az SPD túl messze történő telepítése a védendő berendezéstől
A túlfeszültség-levezető (SPD) és az inverter bemenete közötti hosszú kábel csökkenti a védelem hatékonyságát. Az SPD-t a védendő berendezéshez vagy a kábel belépési pontjához közel kell elhelyezni.
5. hiba: Hosszú vezetékek és nagy vezetékhurkok
Az SPD vezetékei túlfeszültség esetén nem tekinthetők hagyományos alacsony frekvenciájú tápvezetékeknek. A hosszú vezetékek induktív feszültségnövekedést okoznak. A túlfeszültség levezetésére szolgáló útvonalat tartsa rövidnek, közvetlennek és kompakt kialakításúnak.
6. hiba: A távoli állapotjelző jelek figyelmen kívül hagyása
Kereskedelmi napelemes erőművekben a meghibásodott SPD-betét észrevétlen maradhat, ha az eszköz csak egy zárt dobozon belüli vizuális jelzővel rendelkezik. A távoli jelzőérintkezők segíthetnek a karbantartó csapatoknak az élettartam végi állapot azonosításában anélkül, hogy meg kellene várniuk a következő kézi ellenőrzést.
7. hiba: Nem megfelelő kültéri szekrény kialakítás
A kültéri gyűjtődobozok hőnek, ultraibolya sugárzásnak, páratartalomnak és kondenzációnak vannak kitéve. A rosszul tervezett szekrénybe telepített DC SPD gyorsabban elöregedhet, még akkor is, ha az SPD névleges értékei megfelelőek. Kültéri napelemes szekrények esetén ellenőrizze a szekrény védettségi fokozatát, a hőmérsékleti viszonyokat, a kábelátvezetők tömítettségét, a páralecsapódás elleni védelmet és a karbantartási hozzáférést.
DC SPD kiválasztási ellenőrzőlista napelemes rendszert vásárlók számára
Használja ezt az ellenőrzőlistát, mielőtt árajánlatot kérne vagy jóváhagyna egy napelemes (PV) túlfeszültség-levezető (SPD) tervet.
| Ellenőrzési szempont | Mit kell ellenőrizni |
|---|---|
| Napelemes rendszer feszültsége | 600V, 1000V, 1200V, 1500V vagy projektspecifikus DC osztály |
| Maximális PV string üresjárati feszültség (Voc) | Tartalmazza a hideg hőmérsékleti korrekciót, ne csak a névleges feszültséget |
| SPD típus | 2-es típusú vagy 1+2-es típusú, a villámvédelmi kitettség és a projektterv alapján |
| Telepítési pont | Gyűjtődoboz (combiner box), inverter DC bemenet, mindkét végpont vagy AC kimenet |
| DC vagy AC oldal | DC túlfeszültség-levezető (SPD) PV bemenethez; AC túlfeszültség-levezető (SPD) inverter kimenethez vagy hálózati oldalhoz |
| UCPV | Meg kell felelnie a számított maximális PV DC feszültségnek |
| Fel | Össze kell hangolni a védett berendezés ellenállási szintjével és a vezeték hosszával |
| In / Imax / Iimp | Igazodnia kell az expozíciós szinthez, a típusbesoroláshoz és a projekt specifikációihoz |
| Rövidzárlati viselkedés | Ellenőrizze az adatlap szerinti tartalékvédelmet vagy az Iscpv/SCCR követelményeket |
| Pólus konfiguráció | Illeszkednie kell a földelt, lebegő vagy rendszer-specifikus PV vezetékezéshez |
| Állapotjelzés | Vizuális kijelző, cserélhető betét, szükség esetén távoli érintkező |
| Szabványok | IEC 61643-31/32, UL 1449 vagy a piactól függő helyi követelmények |
Ajánlott PV túlfeszültség-levezető (SPD) specifikációs formátum
Az egyértelműbb árajánlatkérések érdekében ne csak annyit írjon, hogy “napelem SPD ár”. Küldjön olyan specifikációt, amely tartalmazza a valós tervezési feltételeket.
Példa az árajánlatkérés formátumára:
| Árajánlatkérő mező | Példa bevitel |
|---|---|
| Alkalmazás | Tetőtéri PV / földre telepített PV / kereskedelmi inverterállomás |
| Napelemes rendszer feszültsége | 1000V DC vagy 1500V DC |
| Maximális string Voc (üresjárati feszültség) | Számított érték minimális hőmérséklet mellett |
| SPD típus | 2-es típusú DC túlfeszültség-levezető (SPD) vagy 1+2-es típusú DC túlfeszültség-levezető |
| Telepítési pont | Gyűjtődoboz és/vagy inverter DC bemenet |
| Pólus konfiguráció | 2P, 3P vagy projekt-specifikus |
| Előírt szabványos irány | IEC 61643-31, UL 1449 vagy helyi követelmény |
| Állapotfelügyelet | Csak vizuális vagy távjelző érintkező |
| Szekrény állapota | Beltéri inverterhelyiség, kültéri gyűjtődoboz, tengerparti helyszín, nagy hőség |
Ez a formátum segít a VIOX-nak vagy bármely minősített beszállítónak kiválasztani a megfelelő DC túlfeszültség-levezető (SPD) családot, ahelyett, hogy csak egyetlen kulcsszónak megfelelő eszközt ajánlanának.
GYIK
Megvédhet egyetlen SPD a PV DC oldalon és az AC kimeneti oldalon is?
Nem. A DC SPD a PV bemeneti oldalt védi, míg az AC SPD az inverter kimenetét vagy a hálózati/elosztói oldalt. A teljes körű napelemes túlfeszültség-védelmi tervezés során gyakran mindkét oldalt értékelik, mivel a túlfeszültség-energia bejuthat a kültéri PV kábeleken vagy az AC elosztóhálózaton keresztül is.
Honnan tudhatom, hogy egy vagy két DC SPD-t kell telepítenem?
Ellenőrizze a távolságot a PV mező vagy a gyűjtődoboz és az inverter között. Ha a DC kábel hossza rövid, a rendszertervezéstől függően egy megfelelően elhelyezett DC SPD is elegendő lehet. Ha a DC kábelút hosszú, általában 10 méter vagy több, a mérnökök gyakran mindkét végponton javasolják az SPD-k alkalmazását: egyet a mező vagy a gyűjtő közelében, egyet pedig az inverter DC bemenete közelében.
Mi történik, ha az Ucpv alacsonyabb, mint a tényleges PV sztringfeszültség?
Az SPD a normál PV üzemi feszültséget túlfeszültségként érzékelheti. Ez túlmelegedést, idő előtti élettartam-csökkenést, téves hibaüzenetet vagy veszélyes meghibásodási módot okozhat. Az Ucpv értéket a PV sztring maximális hideg időjárási üresjárati feszültsége felett kell megválasztani, nem csupán az inverter névleges feszültsége felett.
Miért számít a vezeték hossza, ha az SPD Up értéke alacsony?
Az SPD adatlapján szereplő Up értéket szabványosított vizsgálati körülmények között mérik. A valós elosztószekrényben a hosszú vezetékek induktív feszültséget adnak hozzá egy gyors túlfeszültség-impulzus során. Az inverteren mérhető tényleges átengedett feszültség magasabb lehet az SPD-n feltüntetett Up értéknél, ha a vezetékezés hosszú, hurkolt vagy nem megfelelően földelt.
Mindig jobb a Type 1+2 DC SPD, mint a Type 2 DC SPD?
Nem mindig. A Type 1+2 akkor hasznos, ha villámcsapás veszélye áll fenn, például külső villámvédelmi rendszerrel ellátott épületeknél vagy erősen kitett napelemmezőknél. Sok szabványos tetőtéri vagy kereskedelmi PV-rendszer esetében, ahol az indukált túlfeszültségek jelentik a fő kockázatot, a megfelelően kiválasztott Type 2 DC SPD lehet a megfelelő választás. A döntést a projekt villámvédelmi kockázatelemzése és a helyi tervezési előírások alapján kell meghozni.
A DC SPD-t a DC leválasztó kapcsoló előtt vagy után kell telepíteni?
A pontos pozíció a gyűjtődoboz vagy az inverter bemeneti kialakításától, valamint a gyártó kapcsolási rajzától függ. A lényeg az, hogy az SPD-t rövid vezetékekkel, a védett vezetőkhöz és a földelő sínhez közel kell csatlakoztatni. Nem szabad messzire helyezni csak azért, mert az kényelmesebb a szekrény elrendezése szempontjából.
Milyen távjelzést kell biztosítania egy napelemes DC SPD-nek kereskedelmi PV-rendszerek esetén?
A kereskedelmi és közüzemi PV-rendszerek gyakran használnak olyan SPD-ket, amelyek vizuális állapotjelző ablakkal és opcionális távjelző érintkezővel rendelkeznek, amelyet általában egy felügyeleti rendszerhez, riasztóáramkörhöz vagy vezérlőrendszerhez kötnek. Ez segít a karbantartó csapatoknak az élettartama végéhez ért SPD azonosításában anélkül, hogy minden egyes gyűjtődobozt manuálisan ki kellene nyitniuk.
Megvédheti-e a napelemes DC túlfeszültség-levezető (SPD) az invertert, ha a gyűjtődoboz (combiner box) távol van?
Csak részben. Ha a gyűjtődoboz távol van az invertertől, a köztük lévő kábel továbbra is indukált túlfeszültséget vehet fel. Ebben az esetben egy második DC SPD-re lehet szükség az inverter DC bemenete közelében, hogy csökkentse az invertert elérő túlfeszültséget.
Milyen dokumentumokat kérjek egy DC SPD beszállítótól, mielőtt azt egy napelemes gyűjtődobozban használnám?
Kérje el a DC SPD adatlapját, bekötési rajzát, Ucpv névleges értékét, In/Imax vagy Iimp névleges értékeit, Up értékét, a tartalék védelemre vonatkozó utasításokat, az élettartam végi jelzés részleteit, valamint az IEC 61643-31 szabványnak megfelelő teszt- vagy megfelelőségi dokumentációt, ahol alkalmazható. Kültéri gyűjtődobozok esetén ellenőrizze a környezeti és tokozási követelményeket is.
Helyettesíti-e a DC SPD a napelemes biztosítékokat, a DC kismegszakítókat (MCB) vagy a DC szakaszolókapcsolókat?
Nem. A DC SPD korlátozza az átmeneti túlfeszültséget. A napelemes biztosítékok vagy DC kismegszakítók túláram ellen védenek, ahol szükséges, a DC szakaszolókapcsolók pedig kapcsolást vagy leválasztást biztosítanak. Ezek az eszközök különböző funkciókat látnak el, és a gyűjtődoboz vagy az inverter bemeneti kialakítása során össze kell hangolni őket.
Következtetés
A legjobb napelemes DC SPD-t nem kizárólag a legnagyobb kA érték alapján választják ki. A kiválasztás a napelemes DC feszültség, a 2-es típusú vagy 1+2-es típusú szerepkör, a telepítési hely, a kábelhossz, a bekötési hossz, a földelési/egyenpotenciálra hozási kialakítás, valamint a vonatkozó szabványok, mint például az IEC 61643-31 és az IEC 61643-32 alapján történik.
A legtöbb vásárló számára a helyes értékelési sorrend a következő:
- Erősítse meg, hogy a védelmi pont az egyenáramú (DC) vagy a váltakozó áramú (AC) oldalon található-e.
- Számítsa ki a PV-sztring maximális üresjárati feszültségét (Voc) hideg körülmények között.
- Válasszon megfelelő Ucpv osztályt.
- Döntsön a 2-es típusú és az 1+2-es típusú túlfeszültség-levezető között a villámcsapás-kockázat alapján.
- Helyezze az SPD-t a védett berendezés közelébe, és tartsa a vezetékeket rövid hosszúságúnak.
- Ellenőrizze a tartalék védelmet, az állapotjelzést és a burkolat környezeti feltételeit.
Ha DC SPD termékeket választ PV-gyűjtődobozokhoz, inverter bemeneti védelemhez vagy napelemes elosztótáblákhoz, a VIOX segíthet a megfelelő kiválasztásában. SPD termékcsalád a tényleges feszültségosztálynak, a beépítési pontnak és a projektkövetelményeknek megfelelően.
