Cách chọn kích thước cầu chì PV và thiết bị ngắt DC theo tiêu chuẩn NEC 690

Việc định cỡ thiết bị đóng cắt PV là không một quy chuẩn chung Isc × 1,56 tính toán. Phương pháp hợp lý là tách biệt bốn quyết định:

1. Tính toán dòng điện mạch tối đa theo phiên bản NEC được áp dụng tại địa phương.
2. Quyết định xem có cần bảo vệ quá dòng hay không, sau đó chọn kích thước OCPD nếu cần.
3. Chọn thiết bị ngắt DC đối với dòng điện mạch tối đa, điện áp tối đa, chức năng đóng cắt yêu cầu và các điều kiện môi trường.
4. Xác minh bằng chứng sản phẩm và lắp ráp hoàn chỉnh: danh mục, nhãn hiệu, SCCR, cách bố trí cực, vỏ tủ, đầu nối dây dẫn và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Giá trị 156% quen thuộc bắt nguồn từ hai bước 125% trong một lộ trình NEC chung: đầu tiên là từ dòng điện ngắn mạch của mô-đun đến dòng điện mạch tối đa, sau đó từ dòng điện mạch tối đa đến định mức OCPD thông thường. Yếu tố thứ hai không tự động là hệ số định mức thiết bị đóng cắt.

Ranh giới thiết kế: Các phiên bản NEC và các sửa đổi tại địa phương được áp dụng theo các lịch trình khác nhau. Sử dụng phiên bản được thực thi bởi cơ quan có thẩm quyền (AHJ), hướng dẫn của mô-đun và bộ biến tần, các điều kiện thiết bị được liệt kê và hồ sơ kỹ thuật của dự án. Bài viết này giải thích cấu trúc quyết định; đây không phải là một bản thiết kế đã được đóng dấu phê duyệt.

Mô hình chọn kích thước bốn làn

Làn	Câu Hỏi	Đầu ra chính	Đừng nhầm lẫn nó với
Dòng điện mạch	Dòng điện tối đa theo NEC cho nguồn, đầu ra hoặc mạch đầu vào này là bao nhiêu?	Dòng điện mạch tối đa	Kích thước cầu chì hoặc giá trị ampe trong danh mục thiết bị đóng cắt
Dây dẫn và OCPD	Có yêu cầu bảo vệ quá dòng không, và toàn bộ mạch điện có thể chấp nhận định mức nào?	Khả năng mang dòng của dây dẫn và định mức/vị trí lắp đặt OCPD	Thiết bị ngắt kết nối mang dòng điện
Ngắt điện	Yêu cầu về dòng điện, điện áp, chế độ đóng cắt, số cực, vỏ bảo vệ và đầu nối là gì?	Thông số kỹ thuật của thiết bị ngắt điện	Chức năng tác động của cầu chì hoặc máy cắt điện
Phê duyệt và khả năng chịu sự cố	Thiết bị hoặc cụm thiết bị cụ thể có phù hợp với thị trường và dòng sự cố khả dụng hay không?	Chứng nhận, bằng chứng về SCCR/khả năng cắt, nhãn mác, tài liệu	Logo tiêu chuẩn hoặc tài liệu giới thiệu cấp dòng sản phẩm

Các đầu vào cần thiết trước khi tính toán

Đừng bắt đầu với danh mục thiết bị đóng cắt. Hãy thu thập dữ liệu mạch điện trước.

Đầu vào	Tại sao nó quan trọng	Nguồn chứng cứ
Isc và Voc của mô-đun	Các giá trị bắt đầu cho tính toán dòng điện và điện áp	Bảng dữ liệu/nhãn thông số chính xác của mô-đun
Xếp hạng cầu chì nối tiếp tối đa	Giới hạn trên đối với OCPD mạch nguồn	Bảng dữ liệu/nhãn thông số của mô-đun
Số lượng mô-đun nối tiếp trên mỗi chuỗi	Thiết lập điện áp hở mạch của chuỗi	Thiết kế mảng
Các chuỗi song song tại điểm đang được tính toán kích thước	Thiết lập dòng điện tổng hợp và mức độ tiếp xúc với dòng điện ngược	Sơ đồ đơn tuyến
Nhiệt độ dự kiến thấp nhất	Được sử dụng cho điện áp PV tối đa	Cơ sở thiết kế công trình và phương pháp NEC
Các giới hạn của bộ biến tần hoặc bộ chuyển đổi DC-to-DC	Có thể ảnh hưởng đến phương pháp tính toán cho phép, dòng điện ngược và khả năng tương thích của thiết bị	Hướng dẫn sản phẩm chính xác
Loại dây dẫn, định mức nhiệt độ và lắp đặt	Cần thiết cho khả năng mang dòng, hiệu chỉnh và điều chỉnh	Phương pháp đi dây và dữ liệu dây dẫn
Các nguồn kết nối khác	Lưới điện, ắc quy hoặc các nguồn song song có thể làm thay đổi dòng điện khả dụng và vị trí lắp đặt OCPD	Kiến trúc hệ thống hoàn chỉnh
Dòng điện lỗi có sẵn	Cần thiết cho các định mức cắt và định mức ngắn mạch	Nghiên cứu kỹ thuật hoặc tính toán đã được xác nhận
Chức năng cách ly	Đóng cắt tải, cách ly thiết bị, cách ly bảo trì, hoặc chức năng xác định khác	Mô tả thiết kế và quy chuẩn áp dụng
Môi trường xung quanh, vỏ tủ, độ cao và lắp đặt	Có thể làm thay đổi dòng điện sử dụng và tính phù hợp với môi trường	Điều kiện công trường và hướng dẫn sản phẩm
Thị trường mục tiêu và cơ quan có thẩm quyền (AHJ)	Xác định quy chuẩn được áp dụng và danh mục/chứng cứ yêu cầu	Yêu cầu dự án

Nếu câu hỏi mở là vị trí thiết bị ngắt kết nối thuộc về đâu thay vì cách định mức thiết bị đó, hãy bắt đầu với hướng dẫn vị trí thiết bị ngắt kết nối điện mặt trời.

Bước 1: Tính toán dòng điện mạch PV tối đa

Đối với mạch nguồn PV thông thường sử dụng phương pháp dòng điện ngắn mạch của mô-đun, điểm bắt đầu quen thuộc là:

Dòng điện mạch nguồn tối đa = Isc mô-đun × 1.25

Đối với các chuỗi giống hệt nhau được kết hợp song song:

Dòng điện đầu ra kết hợp tối đa = số lượng chuỗi song song × Isc mô-đun × 1.25

Hệ số 1.25 ở đây chuyển đổi cơ sở Isc của mô-đun thành dòng điện mạch tối đa cho phương pháp NEC phổ biến này. Đây chưa phải là kích thước cầu chì, khả năng mang dòng của dây dẫn, hay kích thước danh mục thiết bị ngắt mạch.

Điều 690 cũng chứa các lộ trình cho các mạch được kết nối với bộ chuyển đổi điện tử và cho một số tính toán PV quy mô lớn được thiết kế kỹ thuật. Việc xử lý dòng điện của mô-đun hai mặt và các giới hạn cụ thể của thiết bị cũng có thể thay đổi đầu vào. Do đó, hãy sử dụng phương pháp được phiên bản NEC áp dụng cho phép và được tài liệu dự án hỗ trợ thay vì áp dụng cùng một phương trình cho mọi hệ thống.

Ví dụ thông thường: sáu chuỗi song song

Giả sử sáu chuỗi giống hệt nhau, mỗi chuỗi sử dụng các mô-đun với:

• Isc = 14.45 A
• định mức cầu chì nối tiếp tối đa = 25 A
• không bao gồm đóng góp dòng điện bổ sung trong ví dụ đơn giản hóa này

Dòng điện mạch tối đa kết hợp là:

6 × 14.45 A × 1.25 = 108.4 A

108.4 A là dòng điện mạch tối đa tại đầu ra kết hợp cho phép tính này. Đây không mặc nhiên là yêu cầu bộ ngắt mạch 150 A.

Bước 2: Quyết định xem có cần thiết bị bảo vệ quá dòng (OCPD) hay không

Một mạch PV không yêu cầu cầu chì chỉ vì nó chứa một mô-đun. Các nguồn PV bị giới hạn dòng điện và một số mạch có thể bỏ qua OCPD khi đáp ứng các điều kiện NEC áp dụng—ví dụ, khi dây dẫn có đủ khả năng mang dòng và dòng điện từ tất cả các nguồn không thể vượt quá giới hạn quá dòng cho phép của thiết bị.

Bảo vệ quá dòng trở nên quan trọng khi các chuỗi song song, pin, lưới điện hoặc nguồn khác có thể đẩy dòng điện gây hư hỏng vào mạch hoặc dây dẫn. Vị trí lắp đặt OCPD phải giải quyết được hướng và nguồn của dòng điện đó, thay vì chỉ đặt ở nơi thuận tiện.

Hãy đặt các câu hỏi này theo thứ tự:

1. Những nguồn nào có thể cấp điện cho dây dẫn trong trường hợp xảy ra sự cố?
2. Khả năng mang dòng của dây dẫn có đáp ứng được dòng điện tối đa từ các nguồn đó sau khi đã thực hiện tất cả các hiệu chỉnh và điều chỉnh cần thiết không?
3. Dòng điện từ tất cả các nguồn có thể vượt quá giới hạn của mô-đun, bộ chuyển đổi, dây dẫn hoặc thiết bị không?
4. Phiên bản NEC được áp dụng có cho phép bảo vệ tại một đầu, yêu cầu bảo vệ tại cả hai đầu, hay không cho phép sử dụng OCPD cho mạch điện này?
5. Các hướng dẫn của mô-đun, bộ nghịch lưu, bộ kết hợp, đế cầu chì hoặc các thiết bị được liệt kê khác có đặt ra điều kiện bổ sung nào không?

Để tìm hiểu sâu hơn về các điều kiện không sử dụng cầu chì và dòng điện ngược của chuỗi song song, hãy xem khi NEC 690.9 yêu cầu cầu chì chuỗi PV.

Bước 3: Chọn kích thước cầu chì PV hoặc thiết bị OCPD khác

Khi yêu cầu OCPD, một lộ trình NEC phổ biến đặt định mức tối thiểu là 125% dòng điện mạch tối đa trừ khi áp dụng lộ trình lắp ráp định mức 100% được cho phép.

OCPD tối thiểu thông thường = dòng điện mạch tối đa × 1.25

Kết hợp điều đó với phương pháp Isc mô-đun thông thường sẽ tạo ra:

Isc × 1.25 × 1.25 = Isc × 1.5625

Đây là nguồn gốc của quy tắc viết tắt “156%”. Nó có thể hữu ích cho việc tính toán OCPD mạch nguồn thông thường, nhưng chỉ sau khi xác nhận rằng lộ trình quy chuẩn được áp dụng là phù hợp.

Cầu chì hoặc máy cắt điện được chọn phải đáp ứng mọi ràng buộc áp dụng—không chỉ mức tối thiểu đã tính toán:

• bằng hoặc cao hơn định mức tối thiểu yêu cầu;
• bằng hoặc thấp hơn định mức cầu chì nối tiếp tối đa của mô-đun trong trường hợp giới hạn đó được áp dụng;
• tương thích với khả năng mang dòng của dây dẫn sau khi hiệu chỉnh và điều chỉnh;
• phù hợp với điện áp DC tối đa;
• có định mức cắt phù hợp với dòng sự cố khả dụng;
• danh mục ứng dụng PV, danh sách, giá đỡ và tổ hợp lắp ráp chính xác; và
• được cho phép bởi hướng dẫn của thiết bị và các quy tắc về kích thước ampe tiêu chuẩn.

Nếu kích thước OCPD tiêu chuẩn tiếp theo vượt quá giới hạn của mô-đun, dây dẫn, giá đỡ hoặc thiết bị, đừng “làm tròn lên rồi hy vọng”. Hãy thay đổi dây dẫn, kiến trúc, nhóm chuỗi hoặc thiết bị để tất cả các ràng buộc có thể được đáp ứng.

Đối với việc đánh giá sản phẩm tại Bắc Mỹ, UL Solutions xác định các lộ trình UL 248-19 và UL 2579 cho cầu chì PV. Trong các dự án theo tiêu chuẩn IEC, IEC 60269-6 provides supplementary requirements for fuse-links protecting PV strings and arrays up to 1,500 V DC. A gPV marking or IEC test report does not by itself satisfy a U.S. listing requirement.

Bước 4: Chọn kích thước dòng điện cho thiết bị ngắt DC—riêng biệt

Đối với việc cách ly thiết bị theo Điều 690 của NEC, phương tiện ngắt kết nối hoặc thiết bị cách ly phải được đánh giá cho mạch điện mà nó điều khiển. Theo nguyên tắc cơ bản, định mức dòng điện áp dụng của thiết bị ngắt kết nối không được nhỏ hơn dòng điện tối đa của mạch. Sau đó, áp dụng các điều kiện niêm yết của sản phẩm cụ thể, các hạn chế sử dụng liên tục, hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường, ảnh hưởng của vỏ tủ, giới hạn đầu nối và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Đối với ví dụ về sáu chuỗi:

• dòng điện mạch tối đa = 108.4 A;
• giá trị tối thiểu của OCPD thông thường, nếu yêu cầu trên đầu ra đó = 108.4 A × 1.25 = 135.5 A trước khi xét đến các ràng buộc về kích thước tiêu chuẩn và thiết bị;
• cơ sở dòng điện ngắt = ít nhất 108.4 A, theo sau là các kiểm tra về sử dụng và giảm tải cụ thể cho sản phẩm.

Kết quả vẫn có thể là thiết bị trong danh mục 125 A, 150 A, 160 A hoặc lớn hơn tùy thuộc vào cách sản phẩm cụ thể được định mức và sử dụng. Vấn đề là 150 A không tự động có được từ việc áp dụng hệ số OCPD cho thiết bị ngắt.

Đừng cho rằng định mức dòng điện trong danh mục có ý nghĩa giống nhau trên các sản phẩm. Hãy xác minh xem đó là định mức dòng điện liên tục, định mức công tắc sử dụng chung, định mức dành riêng cho PV, định mức theo loại hình sử dụng hay định mức phụ thuộc vào cách bố trí cực đã nêu. Phần Hướng dẫn định mức bộ cách ly DC giải thích các sự khác biệt trên nhãn thiết bị đó.

Bước 5: Tính toán điện áp DC tối đa

Chỉ riêng việc chọn kích thước dòng điện không thể xác định tiêu chuẩn cho thiết bị ngắt kết nối PV. Các mô-đun nối tiếp làm tăng điện áp, và Voc của mô-đun tăng lên khi nhiệt độ tế bào giảm xuống.

Đối với một chuỗi sử dụng phương pháp bảng NEC, phép tính khái niệm là:

Điện áp PV tối đa = số mô-đun nối tiếp × Voc mô-đun × hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ thấp áp dụng

Các phương pháp được cho phép khác có thể sử dụng hệ số nhiệt độ do nhà sản xuất cung cấp hoặc các tính toán kỹ thuật. Hãy sử dụng phương pháp được phiên bản NEC áp dụng cho phép và nhiệt độ dự kiến thấp nhất tại công trường.

Chọn cầu chì, đế giữ, máy cắt điện, thiết bị ngắt kết nối, bộ kết hợp, SPD và đầu vào biến tần cho điện áp DC ít nhất bằng mức tối đa đã tính toán. Xác minh mọi giới hạn về cực tính, nối đất và cách bố trí cực nối tiếp. Không bao giờ tự suy diễn khả năng chịu được 1,000 V hoặc 1,500 V bằng cách cộng các ký hiệu từ từng cực riêng lẻ trừ khi các hướng dẫn chính xác cho phép rõ ràng cách bố trí đó.

Bước 6: Xác định chức năng đóng cắt yêu cầu

“Disconnect” (thiết bị ngắt kết nối), “isolator” (thiết bị cách ly) và “switch-disconnector” (công tắc cách ly) không phải là các nhãn có thể thay thế cho nhau trong mọi tiêu chuẩn hoặc hệ thống lắp đặt.

Nếu thiết bị dự kiến sẽ ngắt khi dòng điện đang chạy, thiết bị đó phải được đánh giá và ghi nhãn cho nhiệm vụ ngắt tải DC theo yêu cầu tại điện áp, dòng điện và cách đấu nối thực tế. Một số thiết bị cách ly chỉ được phép sử dụng khi việc ngắt tải được ngăn chặn bằng khóa liên động hoặc khi thiết bị được ghi nhãn không được vận hành khi có tải. Tay cầm và ký hiệu OFF không chứng minh được khả năng ngắt tải.

Xác định chức năng trước khi chọn sản phẩm:

• Thiết bị có thường xuyên được vận hành khi có tải không?
• Đây có phải chỉ là điểm cách ly thiết bị sau khi một thiết bị khác đã ngắt mạch không?
• Thiết kế có yêu cầu cách ly có thể nhìn thấy điểm hở hoặc có thể khóa được không?
• Thiết bị phải đóng vai trò là phương tiện ngắt kết nối hệ thống PV, thiết bị ngắt kết nối thiết bị, hay chỉ là bộ cách ly bảo trì?
• Điều gì vẫn còn được cấp điện sau khi vận hành?

Bộ ngắt kết nối DC cũng không tự động là một hệ thống ngắt nhanh. Vị trí và chức năng được đề cập riêng trong hướng dẫn lựa chọn thiết bị ngắt kết nối năng lượng mặt trời.

Bước 7: Xác minh SCCR và khả năng cắt

Hai định mức thường bị nhầm lẫn với nhau:

• Định mức ngắt mạch áp dụng cho khả năng ngắt dòng sự cố một cách an toàn của thiết bị bảo vệ quá dòng (OCPD).
• Định mức dòng điện ngắn mạch (SCCR) áp dụng cho khả năng chịu đựng dòng sự cố dự kiến của thiết bị hoặc cụm thiết bị trong các điều kiện đã nêu.

Định mức ngắt của cầu chì không tự động trở thành SCCR của hộp đấu nối hoặc cụm thiết bị đóng cắt. SCCR của toàn bộ cụm thiết bị phụ thuộc vào sự kết hợp đã được đánh giá của thiết bị đóng cắt, cầu chì và đế giữ, đầu nối, thanh cái, vỏ tủ, dải dây dẫn, khoảng cách và bất kỳ thiết bị bảo vệ hạn chế dòng điện nào.

Các mảng PV bị giới hạn dòng điện, nhưng pin, bộ đấu nối song song và các đường cấp ngược từ bộ nghịch lưu hoặc lưới điện có thể thay đổi đáng kể dòng sự cố khả dụng. Hãy ghi lại mọi nguồn. Xác minh rằng:

• định mức ngắt của OCPD không nhỏ hơn dòng sự cố khả dụng tại các đầu nối của nó;
• SCCR của thiết bị đóng cắt và thiết bị là phù hợp cho việc lắp đặt;
• bất kỳ tuyên bố nào về định mức nối tiếp hoặc hạn chế dòng điện đều được cho phép và ghi chép cụ thể; và
• nhãn của cụm thiết bị phản ánh cấu hình đã được phê duyệt.

Để biết thêm chi tiết, xem khả năng cắt của cầu chì PV.

Bước 8: Đối chiếu quy trình đánh giá sản phẩm

Các tiêu chuẩn xác định danh mục sản phẩm; chúng không phê duyệt việc lắp đặt chỉ dựa trên tiêu đề.

Thành phần hoặc chức năng	Các tài liệu tham khảo đánh giá tại Bắc Mỹ được xác định bởi UL Solutions	Tham chiếu theo tiêu chuẩn IEC	Cần xác minh điều gì
Cầu chì quang điện (PV)	UL 248-19 / UL 2579	IEC 60269-6	Điện áp, dòng điện, ứng dụng, định mức cắt, tổ hợp đế giữ
thiết bị ngắt kết nối PV	UL 98B / UL 508I	Tiêu chuẩn IEC 60947-3	Danh mục/loại chính xác, dòng điện, điện áp, chế độ làm việc, số cực, ký hiệu, SCCR
Máy cắt điện PV	UL 489B	Tiêu chuẩn máy cắt điện đặc thù theo thị trường	Điện áp, dòng điện, tác động, cực tính, khả năng cắt, ứng dụng
Tủ đấu nối (Combiner box)	UL 1741 hoặc quy trình đánh giá lắp ráp áp dụng	Các tiêu chuẩn lắp ráp/sản phẩm áp dụng	SCCR của cụm lắp ráp, vỏ tủ, đầu nối, bảo vệ, nhãn đánh dấu

Trang chứng nhận hệ thống cân bằng năng lượng mặt trời của UL Solutions liệt kê các lộ trình sản phẩm này. Chúng không thể thay thế cho nhau. Ví dụ, một báo cáo IEC 60947-3 có thể là bằng chứng liên quan cho thiết bị đóng cắt cách ly thị trường IEC nhưng không thiết lập được danh mục UL 98B hoặc UL 508I.

Trước khi chỉ định một sản phẩm, hãy lấy số model chính xác và xác minh nó trong cơ sở dữ liệu chứng nhận liên quan. Tài liệu quảng cáo dòng sản phẩm, nội dung “được thiết kế để đáp ứng”, dấu CE hoặc chứng chỉ cho một model tương tự không thể thay thế cho danh mục yêu cầu và các điều kiện chấp nhận được.

Ví dụ thực tế A: Một chuỗi PV

Giả định một chuỗi với:

• Isc của mô-đun = 14.45 A;
• Voc của mô-đun = 49.5 V;
• 20 mô-đun nối tiếp;
• định mức cầu chì nối tiếp tối đa = 25 A; và
• hệ số điện áp nhiệt độ thấp minh họa là 1,14 được chọn từ phương pháp cho phép của dự án.

Hiện hành

Dòng điện mạch tối đa:

14.45 A × 1.25 = 18.06 A

Nếu các điều kiện NEC được áp dụng cho thấy không có nguồn nào có thể đẩy dòng điện quá mức vào chuỗi và các giới hạn của dây dẫn/thiết bị được đáp ứng, thì có thể không cần OCPD mạch nguồn.

Nếu cần OCPD và quy trình OCPD 125% thông thường được áp dụng:

18.06 A × 1.25 = 22.58 A

Kích thước tiêu chuẩn phù hợp tiếp theo có thể là 25 A, nhưng chỉ khi nó cũng tuân thủ giới hạn cầu chì nối tiếp tối đa 25 A, khả năng mang dòng của dây dẫn, điện áp, giá đỡ và các yêu cầu về danh mục. Ví dụ này không cho phép sử dụng cầu chì 25 A cho một mô-đun khác.

Cơ sở dòng điện ngắt vẫn duy trì ở mức ít nhất 18.06 A, tùy thuộc vào điều kiện sử dụng của sản phẩm cụ thể. Giá trị này không trở thành 22.58 A chỉ vì giá trị đó đã được sử dụng để định cỡ thiết bị bảo vệ quá dòng (OCPD).

Áp

Điện áp chuỗi tối đa cho phương pháp minh họa này:

20 × 49.5 V × 1.14 = 1,128.6 V DC

Một thiết bị 1,000 V DC sẽ không phù hợp với giá trị đã tính toán đó. Ứng viên tiếp theo có thể là sản phẩm 1,200 V hoặc 1,500 V, nhưng điện áp cho phép, cách bố trí cực, chế độ làm việc, danh mục liệt kê và khả năng tương thích của thiết bị vẫn cần phải được xác minh chính xác.

Ví dụ thực tế B: Đầu ra bộ kết hợp sáu chuỗi

Sử dụng sáu chuỗi song song với cùng dòng điện ngắn mạch (Isc) mô-đun 14.45 A:

Dòng điện mạch tối đa

6 × 14.45 A × 1.25 = 108.4 A

OCPD đầu ra, nếu được yêu cầu

108.4 A × 1.25 = 135.5 A

Một nhà thiết kế có thể xem xét thiết bị bảo vệ quá dòng (OCPD) tiêu chuẩn 150 A, nhưng chỉ sau khi xác nhận khả năng mang dòng của dây dẫn, các giới hạn của bộ kết hợp và bộ nghịch lưu, các quy tắc về kích thước tiêu chuẩn, định mức cắt dòng và các điều kiện lắp ráp được liệt kê. Nếu bất kỳ ràng buộc nào thấp hơn, kiến trúc hệ thống phải thay đổi.

Ngắt điện

Thiết bị ngắt kết nối phải phù hợp với dòng điện mạch tối đa ít nhất là 108.4 A trước khi áp dụng các điều kiện cụ thể của sản phẩm. Sau đó, nhà thiết kế phải kiểm tra điện áp tối đa, chức năng ngắt tải, SCCR, danh mục liệt kê, vỏ tủ, đầu nối, nhiệt độ môi trường, cách lắp đặt và cách bố trí cực.

Cầu chì chuỗi

Mỗi quyết định chọn cầu chì chuỗi cũng cần tính đến sự đóng góp dòng điện ngược từ các chuỗi song song khác và định mức cầu chì nối tiếp tối đa của mô-đun. Không được chọn tất cả sáu cầu chì nhánh chỉ dựa trên giá trị OCPD đầu ra tổng hợp. Các mạch nhánh và mạch đầu ra là các vùng bảo vệ khác nhau.

Các lỗi định cỡ phổ biến

Lỗi	Tại sao nó không đạt yêu cầu	Hành động khắc phục
Nhân Isc với 1.56 và gọi kết quả đó là kích thước thiết bị ngắt kết nối	Hệ số 1.25 thứ hai thường thuộc về việc định cỡ OCPD, không tự động áp dụng cho dòng điện của thiết bị ngắt kết nối	Tính toán dòng điện mạch tối đa, sau đó áp dụng chính xác các điều kiện sử dụng thiết bị ngắt kết nối
Lắp đặt cầu chì trên mọi chuỗi mà không cần kiểm tra nhu cầu	Một số mạch giới hạn dòng điện có thể đáp ứng các điều kiện của NEC mà không cần OCPD	Đánh giá dòng điện từ tất cả các nguồn, khả năng mang dòng của dây dẫn và các giới hạn của thiết bị
Chỉ chọn theo cường độ dòng điện (ampe)	Một thiết bị đóng cắt có thể có đủ khả năng chịu dòng điện nhưng lại không đáp ứng được điện áp DC, chế độ làm việc, SCCR, số cực hoặc chứng nhận	Sử dụng đặc tính kỹ thuật đa cổng
Cộng các điện áp cực từ sơ đồ tổng quát	Khả năng chịu điện áp DC có thể phụ thuộc vào cách bố trí tiếp điểm nối tiếp cụ thể của từng model	Tuân thủ chính xác sơ đồ đấu nối và nhãn ghi trên model
Coi khả năng cắt của cầu chì là SCCR của bộ kết hợp	Định mức của linh kiện và cụm lắp ráp là khác nhau	Xác minh SCCR và cấu hình của cụm lắp ráp đã được đánh giá
Áp dụng hệ số nhiệt độ chung 80%, 90% hoặc 95%	Việc giảm tải sản phẩm phụ thuộc vào thiết kế chính xác, vỏ tủ, môi trường xung quanh và các điều kiện thử nghiệm	Sử dụng các đường đặc tính và hướng dẫn lắp đặt dành riêng cho từng model
Coi bằng chứng IEC như một danh mục liệt kê của Hoa Kỳ	Các tiêu chuẩn và hệ thống phê duyệt thị trường có phạm vi khác nhau	Đối chiếu tài liệu với dự án và yêu cầu của AHJ
Giả định rằng trạng thái OFF có nghĩa là mọi dây dẫn PV đều không có điện	Các mô-đun được chiếu sáng có thể giữ cho các dây dẫn phía mảng pin năng lượng mặt trời luôn có điện	Xác định các ranh giới cách ly và tuân thủ các quy trình làm việc an toàn

Danh mục kiểm tra đánh giá thiết kế và RFQ

Gửi cho nhà cung cấp và người đánh giá định nghĩa mạch hoàn chỉnh, không chỉ ghi “Cần thiết bị ngắt kết nối năng lượng mặt trời 150 A”. Bao gồm:

• phiên bản NEC được áp dụng, thẩm quyền tài phán và lộ trình đánh giá sản phẩm bắt buộc;
• sơ đồ đơn tuyến và vị trí/chức năng chính xác của thiết bị ngắt kết nối;
• thương hiệu/model mô-đun, Isc, Voc, định mức cầu chì nối tiếp tối đa và các hệ số nhiệt độ;
• số lượng mô-đun trên mỗi chuỗi và số lượng chuỗi song song;
• dòng điện mạch tối đa được tính toán và phương pháp tính toán;
• liệu có yêu cầu OCPD hay không, định mức/vị trí đề xuất và các ràng buộc kiểm soát;
• điện áp DC tối đa được tính toán và nhiệt độ thiết kế thấp nhất;
• dòng sự cố khả dụng và định mức cắt của OCPD hoặc SCCR của cụm thiết bị được yêu cầu;
• yêu cầu về ngắt tải hoặc chỉ cách ly;
• cấu hình cực, nối đất, cực tính và yêu cầu về sơ đồ đấu dây của nhà sản xuất;
• vật liệu, cấp, kích thước, định mức nhiệt độ của dây dẫn và các yêu cầu về đầu nối;
• loại vỏ tủ, yêu cầu IP/NEMA, phạm vi nhiệt độ môi trường, độ cao, cách lắp đặt và phương pháp đi cáp;
• bảng dữ liệu, hướng dẫn, bản vẽ kích thước và sơ đồ đấu nối của model chính xác;
• số danh mục/chứng nhận chính xác và hồ sơ cơ sở dữ liệu khi được yêu cầu; và
• các nhãn bắt buộc, phụ kiện, điều khoản khóa an toàn, cầu chì dự phòng và chính sách thay thế linh kiện.

VIOX cung cấp công tắc cách ly DC và hộp kết hợp năng lượng mặt trời các dòng sản phẩm để so sánh kỹ thuật. Sử dụng các trang đó để lập danh sách rút gọn các định dạng cơ khí và định mức đã công bố, sau đó yêu cầu bằng chứng cụ thể cho model chính xác theo yêu cầu của dự án. Không được suy diễn sự tuân thủ NEC hoặc chứng nhận UL từ trang thông tin của dòng sản phẩm.

Quy định cuối cùng

Trình tự định cỡ an toàn nhất rất dễ nhớ:

Dòng điện trước. OCPD thứ hai. Thiết bị ngắt kết nối thứ ba. Bằng chứng cuối cùng—nhưng là bắt buộc.

Lối tắt 156% chỉ áp dụng khi thực sự cần cả hai bước 125%. Một thiết kế PV tuân thủ phải giữ cho dòng điện mạch tối đa, định mức cầu chì, định mức thiết bị ngắt kết nối, điện áp, khả năng chịu lỗi, chức năng đóng cắt và phê duyệt sản phẩm là các bước kiểm tra riêng biệt mà tất cả đều phải đạt yêu cầu.

Nguồn tham khảo

• NFPA 70 (Bộ luật Điện Quốc gia), các phiên bản hiện hành và lưu trữ thông qua NFPA LiNK
• UL Solutions — Chứng nhận thiết bị cân bằng hệ thống năng lượng mặt trời
• UL Solutions — Cơ sở dữ liệu chứng nhận Product iQ
• IEC — IEC 60269-6:2010+A1:2021, cầu chì cho hệ thống quang điện (PV)
• IEC — IEC 60947-3:2020+A1:2025, thiết bị đóng cắt, thiết bị cách ly, thiết bị đóng cắt cách ly và bộ thiết bị kết hợp cầu chì