A Объединительная коробка PV Это электротехнический шкаф, который объединяет несколько цепей солнечных стрингов перед инвертором или контроллером заряда. В типичной фотоэлектрической системе каждый стринг вырабатывает постоянный ток. Сумматор собирает выходные сигналы этих стрингов, обеспечивает функции защиты и коммутации, а также передает одну или несколько объединенных выходных цепей далее по схеме.
Варианты для конкретных проектов см. в Решения VIOX для фотоэлектрических сумматоров. В данном руководстве объясняется принцип работы фотоэлектрических сумматоров, их состав, типичные схемы подключения, а также способы выбора правильной конфигурации для жилых, коммерческих и промышленных солнечных электростанций.
Важно понимать, что сумматор — это не просто распределительная коробка. В многостринговых фотоэлектрических системах он часто становится первой точкой защиты от обратного тока, импульсных перенапряжений, а также служит для эксплуатационной изоляции, мониторинга и организации полевой проводки. Неправильно подобранный сумматор может привести к перегреву, ложным срабатываниям, выходу из строя УЗИП или небезопасным условиям изоляции цепей постоянного тока. Правильно выбранное устройство упрощает монтаж, проверку, защиту и техническое обслуживание массива.
Если вам нужно только базовое определение, начните с Что такое фотоэлектрическая сумматорная коробка (PV Combiner Box)?. Если ваш вопрос касается в основном функциональности, см. Что делает солнечный объединительный блок?. Эта страница является полным техническим руководством.
Краткий ответ: что делает фотоэлектрическая сумматорная коробка?
Фотоэлектрическая сумматорная коробка выполняет пять основных функций:
- Объединяет несколько фотоэлектрических стрингов в одну или несколько выходных цепей.
- Защищает отдельные стринги использование плавких предохранителей или автоматических выключателей постоянного тока там, где требуется защита от сверхтоков.
- Ограничивает импульсное перенапряжение использование устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока.
- Обеспечивает изоляцию или отключение посредством разъединителя постоянного тока или выключателя-разъединителя.
- Упрощает монтаж, тестирование, техническое обслуживание и мониторинг за счет концентрации подключений стрингов в одном доступном корпусе.
В небольших системах, состоящих всего из одного или двух стрингов, отдельный сумматор (комбайнер) не всегда обязателен, поскольку инвертор может уже иметь достаточное количество входных каналов и встроенную защиту. В коммерческих и промышленных системах с большим количеством параллельных стрингов использование сумматора обычно является необходимым.
Обзор блока объединения фотоэлектрических модулей (PV Combiner Box)
| Критерий выбора | Что нужно проверить | Почему это важно |
|---|---|---|
| Количество стрингов | 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24 или индивидуальное количество входов | Определяет количество входных клемм, держателей предохранителей, каналов мониторинга и размер корпуса |
| Напряжение системы | 600 В пост. тока, 1000 В пост. тока, 1500 В пост. тока или номинальное напряжение согласно проекту | Должно превышать максимальное напряжение холостого хода стринга с учетом температурной коррекции |
| Ток стринга | Ток короткого замыкания (Isc) модуля, номинал предохранителя, допустимая токовая нагрузка проводника | Определяет номиналы предохранителей, автоматических выключателей, клемм и шин |
| Устройство защиты | Предохранитель типа gPV, автоматический выключатель постоянного тока или устройство защиты от сверхтоков (OCPD), специфичное для проекта | Защищает цепочки и проводники от повреждений при обратных токах |
| Защита от перенапряжения | Класс напряжения и режим подключения устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока | Защищает вход инвертора и оборудование постоянного тока от переходных перенапряжений |
| Изоляция | Разъединитель постоянного тока или выключатель-разъединитель | Обеспечивает безопасное техническое обслуживание и полное отключение блока оборудования |
| Степень защиты корпуса | IP65/IP66, NEMA 3R/4/4X, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и коррозии | Определяет пригодность для использования вне помещений, на крышах, в прибрежных зонах или на объектах коммунального назначения |
| Мониторинг | Опциональный мониторинг тока стрингов, коммуникационный модуль | Помогает выявить неисправные стринги, затенение, срабатывание предохранителей и потерю производительности |
Что такое фотоэлектрическая сумматорная коробка (PV Combiner Box)?
Блок объединения фотоэлектрических модулей (PV combiner box) — это электрический узел со стороны постоянного тока, используемый для объединения выходов нескольких фотоэлектрических стрингов. Каждый стринг обычно состоит из нескольких солнечных модулей, соединенных последовательно. Когда несколько стрингов соединяются параллельно, их выходы направляются в блок объединения, откуда они собираются и передаются на инвертор, контроллер заряда или оборудование для преобразования постоянного тока.
На самом базовом уровне блок объединения включает в себя:
- входные клеммы для фотоэлектрических стрингов
- защита от сверхтоков для каждой цепочки при необходимости
- положительные и отрицательные шины или распределительные блоки
- защита от перенапряжений
- заземление или подключение к защитному проводнику (PE)
- одна или несколько выходных клемм
- корпус, соответствующий условиям установки
В более крупных системах блок сумматоров может также включать мониторинг тока на уровне цепочек, выключатели нагрузки постоянного тока, индикацию состояния, порты связи или контакты для дистанционной сигнализации.
Блок сумматоров часто устанавливается рядом с фотоэлектрическим массивом для сокращения длины параллельных кабельных трасс. Вместо того чтобы прокладывать двенадцать отдельных цепей цепочек до инвертора, монтажник может завести их в один полевой корпус и проложить одну выходную пару соответствующего сечения дальше по схеме.
Что делает солнечный объединительный блок?
Функция блока сумматоров для солнечных батарей является практической, а не декоративной: он организует и защищает переход от множества фотоэлектрических цепочек к меньшему количеству выходных цепей.
Объединяет несколько фотоэлектрических стрингов
Каждый фотоэлектрический стринг вырабатывает постоянный ток. В многостринговых системах эти выходы должны быть соединены параллельно перед подачей на инвертор или контроллер заряда. Блок объединения (комбайнер) обеспечивает контролируемую и доступную точку, в которой происходит это параллельное соединение.
Без блока объединения монтажникам пришлось бы создавать параллельное соединение в другом месте, используя отдельные разъемы, распределительные коробки или входы инвертора. Это может работать в небольших системах, но становится труднодоступным для проверки и защиты по мере увеличения количества стрингов.
2. Обеспечивает защиту от сверхтоков на уровне стринга
При параллельном соединении стрингов неисправный стринг может получать обратный ток от исправных стрингов. Проводники неисправного стринга и проводка модулей могут быть не рассчитаны на суммарный ток всех остальных стрингов. Предохранители стрингов или автоматические выключатели постоянного тока используются для разрыва цепи обратного тока до того, как будут повреждены проводники или цепи модулей.
Стандартная инженерная проверка:
Воздействие обратного тока = (количество параллельных стрингов - 1) × ток короткого замыкания (Isc) стрингаЕсли это значение может превысить номинал максимального последовательного предохранителя модуля, допустимую токовую нагрузку проводника или установленный стандартом проекта предел, требуется защита от сверхтоков на уровне стринга. Точные требования зависят от характеристик модуля, местных норм, схемы заземления, конструкции входа инвертора и стандартов проекта.
3. Добавляет защиту от перенапряжения рядом с массивом
Фотоэлектрические массивы представляют собой открытые конструкции. Длинные участки кабелей постоянного тока, металлические монтажные рамы, грозовая активность поблизости и коммутационные процессы могут привести к возникновению переходных перенапряжений в цепях постоянного тока системы. Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока внутри сумматора (комбайнера) помогает ограничить это напряжение до того, как оно достигнет инвертора.
Для солнечных энергосистем УЗИП должно подбираться с учетом архитектуры напряжения постоянного тока и специфики работы фотоэлектрических систем. Не выбирайте УЗИП только по номиналу тока в кА. Важны такие параметры, как Ucpv или Uc, Up, In, Imax, способ подключения и резервная защита. Более подробную информацию об основах работы УЗИП см. Что такое устройство защиты от импульсных перенапряжений? и в руководстве VIOX Руководство по устройствам защиты от импульсных перенапряжений постоянного тока.
4. Обеспечивает изоляцию для технического обслуживания
Многие сумматоры включают в себя разъединитель постоянного тока или выключатель-разъединитель на стороне выхода. Это дает техническим специалистам четкую точку разрыва цепи перед проведением работ на выходной цепи сумматора, входе инвертора или последующей кабельной сети постоянного тока.
Разъединитель — это не то же самое устройство, что линейный предохранитель или автоматический выключатель постоянного тока. Предохранители и автоматические выключатели обеспечивают защиту от сверхтоков. Разъединитель предназначен для преднамеренной коммутации и изоляции при техническом обслуживании. Для более глубокого сравнения см. Разъединитель постоянного тока против автоматического выключателя постоянного тока в солнечных коробках сумматора.
Упрощает проверку и поиск неисправностей
Когда все входы стрингов сходятся в одном корпусе, технические специалисты могут более эффективно измерять напряжение стринга, сравнивать ток стринга, проверять состояние предохранителей, контролировать индикаторы УЗИП, проверять момент затяжки и выявлять неисправности в работе отдельных стрингов.
Для коммерческих систем такая ремонтопригодность часто так же важна, как и первоначальное сокращение объема монтажных работ. Комбайнерная коробка, которую легко открыть, промаркировать, протестировать и изолировать, экономит время в течение всего срока эксплуатации фотоэлектрической станции.
Основные компоненты внутри фотоэлектрической комбайнерной коробки
| Компонент | Функция | Примечания по выбору |
|---|---|---|
| Входные клеммы стрингов | Принимают положительные и отрицательные проводники от каждого фотоэлектрического стринга | Должны соответствовать сечению проводника, типу изоляции, способу оконцевания и требованиям к моменту затяжки |
| Фотоэлектрические (PV) предохранители или держатели предохранителей | Размыкание токов обратного замыкания в отдельных стрингах | Используйте предохранители с номиналом для фотоэлектрических систем (типа gPV), где это требуется; подбирайте номинал предохранителя в соответствии с характеристиками модулей и проводников |
| Автоматические выключатели постоянного тока. | Альтернативная защита стрингов или выходных цепей с возможностью сброса | Должны иметь номинальные характеристики постоянного тока (DC) для системного напряжения, тока, полярности и отключающей способности |
| Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) для цепей постоянного тока | Ограничивает переходные перенапряжения между проводниками постоянного тока и шиной PE/заземлением | Выберите УЗИП для фотоэлектрических систем/постоянного тока с соответствующими параметрами Uc/Ucpv, Up, In, Imax и схемой подключения |
| Разъединитель постоянного тока или выключатель-разъединитель | Обеспечивает ручное отключение для проведения технического обслуживания | Должен быть рассчитан на постоянный ток и соответствовать фактическим значениям напряжения/тока |
| Положительная и отрицательная шины | Объединение выходов защищенных стрингов в основные выходные цепи | Должен выдерживать непрерывный выходной ток и тепловые нагрузки |
| Шина нейтрали/заземления/PE или клемма заземления | Соединяет корпус и путь заземления УЗИП с системой заземления | Должен обеспечивать низкоомный, коррозионностойкий путь заземления |
| Выходные клеммы | Подключите объединенный выход постоянного тока к инвертору или контроллеру заряда | Должен соответствовать сечению кабеля, номинальному току и методу монтажа проводки |
| Модуль мониторинга | Измеряет ток стринга, напряжение, температуру или состояние устройства | Полезно для проектов промышленного масштаба, коммерческих объектов и удаленного технического обслуживания |
| Корпус | Защищает внутренние компоненты от атмосферных воздействий, УФ-излучения, пыли, ударов и коррозии | Выбирайте класс защиты IP/NEMA и материал в зависимости от условий площадки |
| Кабельные вводы или разъемы | Герметизация входных и выходных кабелей | Необходимо обеспечить сохранение степени защиты корпуса и соответствие диаметру кабеля |
Качество этих компонентов имеет значение. В фотоэлектрических системах постоянного тока слабые места соединений, некачественное покрытие шин, неподходящие держатели предохранителей, устройства защиты от перенапряжения (УЗИП) недостаточной мощности и низкокачественные кабельные вводы часто становятся реальными точками отказа.
Обзор схемы электрических соединений
Типовой путь прокладки проводов в блоке сумматора фотоэлектрических систем постоянного тока выглядит следующим образом:
Фотоэлектрический стринг 1 (+/-) -> линейный предохранитель или автоматический выключатель -> положительная/отрицательная шинаТочная схема соединений зависит от системы заземления, конструкции инвертора, местных нормативных требований, а также от того, защищает ли сумматор одну или обе полярности. В некоторых конструкциях предохранители устанавливаются только на незаземленном проводнике. Для незаземленных или бестрансформаторных систем могут потребоваться схемы защиты и коммутации, которые различаются в зависимости от рынка и производителя инвертора.
Важные принципы электромонтажа
- Соблюдайте полярность. Положительные и отрицательные проводники стрингов не должны быть перепутаны. Обратная полярность может привести к повреждению УЗИП, модулей мониторинга или входов инвертора.
- Обеспечьте единообразную защиту каждого стринга. Если проект требует установки предохранителей или автоматических выключателей для стрингов, каждый параллельный стринг должен быть защищен в соответствии с едиными инженерными правилами.
- Провода УЗИП должны быть короткими и прямыми. Большая длина проводов УЗИП увеличивает остаточное напряжение во время скачка напряжения.
- Выполните правильное заземление корпуса. Металлические корпуса и клеммы заземления (PE) должны быть подключены к системе заземления объекта.
- Соблюдайте значения момента затяжки. Ослабленные клеммы вызывают нагрев. Чрезмерная затяжка клемм может привести к повреждению проводников или держателей предохранителей.
- Маркируйте каждую стринговую линию. Маркировка ускоряет ввод в эксплуатацию, проведение I-V тестирования, техническое обслуживание и локализацию неисправностей.
Не рассматривайте приведенную выше схему как универсальную инструкцию по монтажу. Это функциональный обзор. Окончательная схема подключения должна соответствовать техническому паспорту сумматора (комбайнера), руководству по эксплуатации инвертора, характеристикам модулей и применимым электротехническим нормам.
Расчет размеров и количество стрингов.
Определение размеров фотоэлектрического сумматора начинается с архитектуры массива, а не с габаритов корпуса. Выбор подходящего устройства зависит от количества параллельно соединенных стрингов, максимального напряжения стрингов при низких температурах, допустимой токовой нагрузки и требуемых защитных устройств.
Шаг 1: Подсчитайте количество фотоэлектрических стрингов
Блоки сумматоров (комбайнеры) обычно выпускаются в конфигурациях 2 входа/1 выход, 4 входа/1 выход, 6 входов/1 выход, 8 входов/1 выход, 12 входов/1 выход, 16 входов/1 выход или 24 входа/1 выход. В промышленных проектах могут использоваться более крупные или нестандартные конфигурации.
Не выбирайте блок с количеством входов, точно соответствующим текущему количеству стрингов, если в будущем планируется расширение. Наличие резервного входного разъема может быть полезным, однако неиспользуемые отверстия должны оставаться герметично закрытыми в соответствии с классом защиты корпуса.
Шаг 2: Рассчитайте максимальное напряжение стринга
Напряжение холостого хода фотоэлектрического модуля увеличивается при понижении температуры. Для выбора оборудования по напряжению используйте максимальное значение Voc стринга при минимально ожидаемой температуре на объекте, а не номинальное напряжение системы.
Упрощенная формула проверки:
Максимальное напряжение Voc стринга = Voc модуля при STC × количество модулей в последовательном соединении × температурный поправочный коэффициент для холодных условийБлок сумматора, предохранители, держатели предохранителей, выключатели постоянного тока (DC), устройства защиты от перенапряжения (SPD), разъединители, клеммы и шины должны быть рассчитаны на это скорректированное максимальное напряжение.
Шаг 3: Расчет тока стринга и выходного тока
Каждая входная позиция должна быть рассчитана на ток стринга. Объединенная выходная цепь должна быть рассчитана на сумму токов параллельных стрингов. Для сумматора на 12 стрингов выходной ток определяется на основе суммарного тока всех 12 стрингов с учетом стандартов проекта и проектного запаса.
Шина, выходные клеммы, разъединитель и отходящий кабель должны быть выбраны с учетом этого суммарного тока. Недостаточно правильно подобрать номинал предохранителя для каждого стринга, если выходная сторона имеет заниженное сечение или номинал.
Шаг 4: Проверка защиты от обратного тока
Защита стрингов от сверхтока в основном предназначена для предотвращения обратного тока от других параллельных стрингов. Практический анализ проекта должен включать сравнение:
(N - 1) × Iscсо следующим параметром:
- максимальный номинал последовательного предохранителя модуля
- Допустимая токовая нагрузка кабеля стринга
- Номинал предохранителя или автоматического выключателя
- Архитектура входа инвертора
- Местные нормы или проектный стандарт
Если проектом предусмотрено использование предохранителей, применяйте предохранители и держатели с маркировкой PV. При использовании автоматических выключателей постоянного тока проверяйте напряжение постоянного тока, номинальный ток, полярность, отключающую способность и рабочую температуру.
Шаг 5: Учет тепловых факторов и условий окружающей среды
Сумматоры (комбайнеры) часто эксплуатируются на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами. Внутренняя температура может значительно превышать температуру окружающей среды. Высокая температура влияет на держатели предохранителей, автоматические выключатели, клеммы, устройства защиты от перенапряжения (УЗИП), уплотнения, электронику мониторинга и изоляцию кабелей.
Для работы в суровых условиях проверьте:
- Устойчивость к ультрафиолетовому излучению
- устойчивость к соляному туману или коррозии
- требования IP65/IP66 или NEMA 4/4X
- контроль конденсата
- герметизация кабельных вводов
- вентиляция или отвод тепла
- снижение номинальных характеристик в зависимости от высоты над уровнем моря согласно спецификациям производителей компонентов
фотоэлектрические сумматоры (комбайнеры) на 600 В, 1000 В и 1500 В
Класс напряжения — одно из важнейших решений при выборе сумматора (комбайнера). Он влияет на подбор компонентов, риск возникновения дуги, совместимость с инвертором, проектирование кабельных сетей и экономические показатели системы.
| Класс напряжения | Типичное использование | Преимущества | Меры предосторожности при выборе |
|---|---|---|---|
| 600 В постоянного тока | Устаревшие системы, небольшие жилые объекты или проекты коммерческих зданий старого типа | Сниженная нагрузка по напряжению, широкая распространенность компонентов | Реже встречается в современных мощных коммерческих системах; может потребоваться больше параллельных цепей |
| 1000 В постоянного тока | Коммерческие крышные установки, промышленные объекты и многие фотоэлектрические системы среднего размера | Оптимальный баланс между длиной стринга, доступностью компонентов и масштабом установки | Необходимо рассчитать напряжение холостого хода (Voc) при низких температурах; каждое устройство в распределительном щите должно быть рассчитано на фактическое максимальное напряжение. |
| 1500 В постоянного тока | Промышленные и крупные наземные фотоэлектрические электростанции. | Более длинные цепочки (стринги), меньшее количество параллельных цепей, меньший ток при той же мощности, снижение потерь в кабелях. | Более высокая энергия дуги постоянного тока, более строгие требования к номинальным характеристикам устройств, более жесткие требования к дисциплине при монтаже и техническом обслуживании. |
Распределительная коробка на 1000 В не автоматически подходит для любой “системы 1000 В”. Если скорректированное напряжение холостого хода (Voc) цепочки при низких температурах может превысить 1000 В, проект необходимо скорректировать. Это может означать уменьшение количества модулей в цепочке или выбор оборудования с более высоким номинальным напряжением, где это допустимо.
Информацию по конкретным уровням напряжения см. в руководстве VIOX по Номинальное напряжение солнечных распределительных коробок: 600 В, 1000 В и 1500 В..
Распределительная коробка для переменного и постоянного тока
В фотоэлектрических проектах могут использоваться как распределительные коробки постоянного тока (DC), так и переменного тока (AC), но они не являются взаимозаменяемыми.
| Предмет | DC объединительный щит | AC объединительный щит |
|---|---|---|
| Расположение | Между фотоэлектрическими стрингами и инвертором/контроллером заряда | После инверторов или микроинверторов, перед распределением переменного тока |
| Текущий тип | Постоянный ток от фотоэлектрического массива | Переменный ток от выходов инвертора |
| Типовая защита | Фотоэлектрические предохранители, автоматические выключатели постоянного тока, УЗИП постоянного тока, разъединитель постоянного тока | Автоматические выключатели переменного тока, УЗИП переменного тока, разъединитель переменного тока, распределительные клеммы |
| Основной риск | Поведение дуги постоянного тока, обратный ток, напряжение холостого хода (Voc) при низких температурах, полярность | Ток короткого замыкания переменного тока, координация нейтрали/заземления, подключение к сети |
| Типовое применение | Вход струнного (стрингового) инвертора, полевая разводка центрального инвертора | Системы с микроинверторами, агрегирование переменного тока от нескольких инверторов |
| Замена устройств | Устройства переменного тока не могут считаться пригодными для постоянного тока | Устройства постоянного тока не могут считаться пригодными для распределительных сетей переменного тока |
Самая опасная ошибка — использование коммутационных или защитных устройств, рассчитанных на переменный ток (AC), в блоках сумматоров постоянного тока (DC), поскольку поведение тока и электрической дуги различается. Устройство должно быть явно рассчитано на фактическое напряжение и силу тока постоянного тока. Более подробную информацию о границах применения устройств см. Изолятор постоянного тока против выключателя-изолятора переменного тока.
Распространенные ошибки при проектировании блоков сумматоров для фотоэлектрических систем
| Ошибка | Почему это создает риск | Рекомендуемая практика |
|---|---|---|
| Выбор номинала только по номинальному напряжению | Напряжение холостого хода (Voc) в холодную погоду может превышать номинальные характеристики устройства | Рассчитывайте максимальное скорректированное напряжение холостого хода (Voc) стринга и подбирайте каждый компонент в соответствии с ним |
| Использование устройств, рассчитанных на переменный ток, в цепях постоянного тока | Дуга постоянного тока не гаснет сама по себе, в отличие от дуги переменного тока | Используйте предохранители, автоматические выключатели, устройства защиты от перенапряжения (УЗИП), разъединители и клеммы, рассчитанные на постоянный ток (DC) |
| Отсутствие защиты от сверхтоков в стрингах там, где она требуется | Неисправный стринг может получать обратный ток от исправных стрингов | Проверьте устойчивость к обратному току и номинал предохранителя модуля |
| Выбор номинала предохранителя наугад | Неправильно подобранные предохранители могут ложно срабатывать или не обеспечить защиту проводников | Выбирайте на основе технических характеристик модуля, допустимой токовой нагрузки проводников и стандартов проекта |
| Большая длина соединительных проводов УЗИП | Увеличение длины проводов повышает эффективное проходное напряжение | Соединения УЗИП должны быть короткими, прямыми и надлежащим образом подключенными к шине PE/заземлению |
| Отсутствие точки развязки на выходе | Техническое обслуживание становится более медленным и менее безопасным | Используйте соответствующий по номиналу разъединитель постоянного тока или выключатель-разъединитель там, где это требуется |
| Недостаточное сечение шин или выходных клемм | Суммарный ток может привести к перегреву выходной цепи | Рассчитывайте выходную цепь с учетом общего тока массива и условий окружающей среды |
| Неправильный выбор корпуса | УФ-излучение, вода, пыль, соль и тепло приводят к деградации внутренних компонентов | Соответствие степени защиты IP/NEMA и материала корпуса условиям окружающей среды |
| Некачественная маркировка | Обслуживающий персонал не может быстро идентифицировать стринги | Маркировка входов, выходов, полярности, состояния УЗИП, номиналов предохранителей и точек изоляции |
| Отношение к сумматорной коробке (комбайнеру) как к простой распределительной коробке | Игнорирование требований к защите, защите от перенапряжений, изоляции и тепловому режиму | Указывать устройство как узел защиты фотоэлектрической системы, а не просто как корпус для электромонтажа |
Как выбрать фотоэлектрическую сумматорную коробку (PV Combiner Box)
Используйте эту последовательность при выборе сумматорной коробки для реального проекта.
1. Определите архитектуру системы
Начните с архитектуры инвертора или контроллера заряда. Для проекта с центральным инвертором обычно требуются полевые сумматоры. Для стрингового инвертора с множеством входов MPPT может потребоваться меньше внешних сумматоров. Для гибридной системы (солнечная энергия + накопители) могут потребоваться другие границы защиты цепей постоянного тока.
2. Определите количество стрингов и конфигурацию входов
Подсчитайте, сколько стрингов должно входить в коробку, и требуется ли для каждого стринга отдельные положительные и отрицательные клеммы, мониторинг и защита. Подтвердите, требует ли проект 4, 6, 8, 12, 16, 24 входа или нестандартную конфигурацию.
3. Проверьте максимальное напряжение постоянного тока
Рассчитайте скорректированное напряжение холостого хода (Voc) стринга при минимально ожидаемой температуре на объекте. Выберите сумматорную коробку и внутренние компоненты с номиналом выше этого значения.
4. Проверка номинального тока
Проверьте ток короткого замыкания (Isc) стринга, номинал предохранителя, выходной ток, допустимую токовую нагрузку проводников, номинал шин и номинальный ток разъединителя. Учитывайте режим непрерывной работы и высокую температуру внутри корпуса.
5. Выбор защиты стрингов
Определите, будет ли в конструкции использоваться фотоэлектрические предохранители или автоматические выключатели постоянного тока. Предохранители обычно применяются в промышленных и коммерческих сумматорах (комбайнер-боксах). Автоматические выключатели постоянного тока могут быть предпочтительнее, если важна возможность повторного включения или сигнализация состояния. В любом случае проверяйте фактические номинальные характеристики постоянного тока.
6. Выбор устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока
Выберите УЗИП для фотоэлектрических систем/постоянного тока с соответствующим классом напряжения, номинальным током разряда, уровнем защиты, индикацией неисправности и требованиями к резервной защите. Информацию о номинальных токах УЗИП см. в Imax и In в УЗИП.
7. Выбор разъединителя постоянного тока
Если сумматорная коробка включает выходной разъединитель, проверьте номинальное напряжение постоянного тока, номинальный ток, схему полюсов, категорию применения, тип рукоятки корпуса и требования к блокировке. Основы работы разъединителей см. в Что такое изоляционный переключатель постоянного тока?.
8. Подбор корпуса в соответствии с местом установки
Крыши зданий, наземные установки, прибрежные, пустынные, сельскохозяйственные и промышленные объекты предъявляют различные требования к корпусам. Выбирайте материал, уплотнения, способ ввода кабеля, вентиляцию и коррозионную стойкость соответствующим образом.
9. Определение необходимости мониторинга
Мониторинг на уровне стрингов не требуется для каждого проекта, но он полезен, когда время простоя обходится дорого или эксплуатационным службам требуется быстрое локализовать неисправность. Мониторинг позволяет выявить перегоревшие предохранители, стринги с низким током, проблемы затенения и ошибки монтажа проводки.
10. Подтверждение стандартов, документации и заводских испытаний
Надежная сумматорная коробка должна поставляться со схемой электрических соединений, номинальными характеристиками компонентов, значениями моментов затяжки, маркировкой, классом защиты корпуса, данными об устройствах защиты и документацией по испытаниям. Для проектов в Северной Америке проверьте наличие соответствующей сертификации UL. Для проектов по стандарту IEC проверьте соответствие проектной спецификации применимым стандартам проектирования фотоэлектрических массивов и компонентов.
Контрольный список выбора
Перед утверждением сумматорной коробки (комбайнера) проверьте следующие пункты:
- Количество входов стрингов соответствует проекту массива.
- Номинальное напряжение превышает максимальное напряжение холостого хода (Voc) стринга с учетом температурной коррекции для холодного климата.
- Предохранители или автоматические выключатели стрингов соответствуют требованиям по защите модулей и проводников.
- Выходная шина, клеммы и разъединитель рассчитаны на суммарный ток.
- Устройство защиты от перенапряжений (УЗИП) рассчитано на работу в фотоэлектрических системах постоянного тока и соответствует напряжению системы.
- Степень защиты корпуса соответствует условиям эксплуатации вне помещений.
- Кабельные вводы обеспечивают сохранение степени защиты корпуса по стандарту IP/NEMA.
- Клеммы заземления и защитного заземления (PE) имеют соответствующий размер.
- Маркировка указывает полярность, стринги, предохранители, разъединитель, устройство защиты от перенапряжения (SPD) и выход.
- Доступ для технического обслуживания является практичным и безопасным.
- Поставщик может предоставить чертежи, технические паспорта и поддержку по конфигурации конкретного проекта.
Указания по монтажу и техническому обслуживанию
Монтаж должен выполняться квалифицированным персоналом в соответствии с инструкциями производителя и применимыми электротехническими нормами. Наиболее важные проверки на объекте, как правило, просты:
- Проверьте полярность перед подачей напряжения.
- Затяните все клеммы с указанным моментом затяжки.
- Проверьте номиналы предохранителей на соответствие утвержденному проекту.
- Проверьте кабельные вводы и неиспользуемые отверстия на предмет герметичности.
- Проверьте индикаторы состояния УЗИП после ввода в эксплуатацию.
- Измерьте напряжение и ток стрингов для выявления ошибок монтажа.
- Зафиксируйте итоговую схему соединений и маркировку стрингов.
В процессе эксплуатации периодический осмотр должен быть сосредоточен на выявлении следов термического изменения цвета, ослабленных контактов, попадания воды, коррозии, перегоревших предохранителей, неисправных индикаторов УЗИП, поврежденной маркировки и аномальных показаний тока стрингов. Инфракрасная диагностика под нагрузкой помогает выявить места с высоким переходным сопротивлением до того, как они приведут к отказу оборудования.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Что такое блок объединения фотоэлектрических стрингов (PV combiner box)?
Блок объединения фотоэлектрических стрингов — это корпус на стороне постоянного тока, который собирает выходы нескольких солнечных стрингов и объединяет их в одну или несколько выходных цепей перед инвертором или контроллером заряда. Он часто включает в себя защиту стрингов, защиту от перенапряжений, шины, клеммы заземления и разъединитель постоянного тока.
Какую функцию выполняет блок объединения солнечных панелей (комбайнер)?
Он объединяет фотоэлектрические цепочки, защищает их с помощью предохранителей или автоматических выключателей постоянного тока (где это необходимо), обеспечивает защиту от перенапряжений, предоставляет точку отключения для технического обслуживания, а также упрощает монтаж полевой проводки и поиск неисправностей.
Нужен ли блок объединения всем солнечным энергосистемам?
Нет. Небольшие системы с одной или двумя цепочками могут подключаться напрямую к инвертору, если инвертор оснащен соответствующими входными клеммами и защитой. Коммерческие и промышленные системы с большим количеством цепочек обычно требуют использования блоков объединения, так как требования к количеству цепочек, силе тока, защите и техническому обслуживанию становятся более сложными.
Сколько стрингов может обрабатывать объединительная коробка?
Стандартные конфигурации включают 2, 4, 6, 8, 12, 16 и 24 входные цепочки. В промышленных системах используются более крупные или специализированные блоки. Правильное количество зависит от архитектуры инвертора, схемы расположения массива, номинального тока и стратегии технического обслуживания.
Что находится внутри блока объединения фотоэлектрических систем?
Типовые компоненты включают входные клеммы цепочек, фотоэлектрические предохранители или автоматические выключатели постоянного тока, положительные и отрицательные шины, устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) постоянного тока, клеммы заземления/PE, выходные клеммы, кабельные вводы, корпус, маркировку, а иногда разъединитель постоянного тока или модуль мониторинга цепочек.
Каким должен быть номинал напряжения блока объединения солнечных панелей?
Распределительная коробка должна быть рассчитана на напряжение выше максимального напряжения холостого хода стринга при самой низкой ожидаемой температуре на объекте. Не выбирайте устройство, ориентируясь только на номинальное напряжение системы. В современных фотоэлектрических системах стандартными классами являются 600 В пост. тока, 1000 В пост. тока и 1500 В пост. тока.
В чем разница между коробкой объединения постоянного тока (DC) и коробкой объединения переменного тока (AC)?
Коробка объединения DC объединяет цепи фотоэлектрических стрингов перед инвертором. Коробка объединения AC объединяет выходные цепи инвертора после того, как постоянный ток был преобразован в переменный. Их защитные устройства, коммутационные аппараты, устройства защиты от перенапряжений и правила монтажа различаются.
Нужно ли устанавливать УЗИП в фотоэлектрическую распределительную коробку?
Во многих уличных фотоэлектрических системах используется УЗИП постоянного тока, установленный внутри или рядом с распределительной коробкой, для ограничения импульсного перенапряжения, вызванного молниевыми разрядами или коммутационными процессами. Необходимость его установки зависит от стандартов проекта, оценки рисков, условий размещения объекта, требований инвертора и местных нормативных документов.
Можно ли использовать автоматические выключатели или предохранители переменного тока в распределительной коробке постоянного тока?
Нет, если только устройство не имеет явного номинала для соответствующего напряжения, тока и отключающей способности постоянного тока. Дуга постоянного тока ведет себя иначе, чем дуга переменного тока, поэтому устройства, предназначенные только для переменного тока, могут выйти из строя с опасными последствиями в цепях постоянного тока фотоэлектрических систем.
Как выбрать фотоэлектрическую распределительную коробку?
Начните с количества стрингов, максимального напряжения с температурной компенсацией, тока стринга, выходного тока, требований к защите, выбора УЗИП, требований к разъединителям, условий окружающей среды для корпуса, потребностей в мониторинге и требований к сертификации. Затем проверьте полную конфигурацию на соответствие техническим характеристикам инвертора, модулей и стандартам проекта.
Связанные ресурсы VIOX
- Решения VIOX для солнечных фотоэлектрических сумматоров (комбайнеров)
- Разъединитель постоянного тока против автоматического выключателя постоянного тока в солнечных коробках сумматора
- Номинальное напряжение солнечных распределительных коробок: 600 В, 1000 В и 1500 В.
- Руководство по устройствам защиты от импульсных перенапряжений постоянного тока
- Практическое руководство по выключателям постоянного тока для солнечных, аккумуляторных и электроэнергетических систем
Источники и стандарты, на которые есть ссылки
- Текущая страница VIOX: Полное руководство по солнечным сумматорам (комбайнерам)
- IEC 62548-1:2023+AMD1:2025 – Фотоэлектрические системы: требования к проектированию
- UL Solutions – Сертификация компонентов солнечных энергосистем (Balance of System)
- ICC Digital Codes – Выдержка из NEC 690.9 «Защита от сверхтоков»
