Защита от перенапряжения для солнечных фотоэлектрических систем

Удаленные места, открытые площади поверхности и обширная планировка солнечных электростанций подвергают их высокому риску повреждения от стихии, особенно от гроз. Серьезной проблемой для операторов фотоэлектрических (PV) электростанций является повреждение оборудования, вызванное прямыми или непрямыми ударами молнии. Ущерб от этих событий может привести к отключению фотоэлектрической установки на несколько дней или, возможно, недель, что приведет к перебоям в подаче электроэнергии и потерям доходов. Чтобы избежать разрушительного воздействия ударов молнии,защита от перенапряжения должна быть установлена ​​на инверторе и в других местах фотоэлектрической установки.

Выбор и установка устройства защиты от перенапряжения для фотоэлектрических систем

Фотоэлектрические системы обладают уникальными характеристиками, поэтому требуют использования УЗИП, специально разработанных для фотоэлектрических систем.

Фотоэлектрические системы имеют высокое напряжение постоянного тока до 1500 вольт. Их максимальная мощность работает всего на несколько процентилей ниже тока короткого замыкания системы.

Чтобы определить подходящий модуль SPD для фотоэлектрической системы и его установку, вы должны знать:

– плотность круглой вспышки молнии;

– рабочая температура системы;

– напряжение системы;

– номинальный ток короткого замыкания системы;

– уровень формы сигнала, от которого необходимо защитить (непрямая или прямая молния); и

– номинальный ток разряда

Для обеспечения защитного эффекта уровень защиты по напряжению УЗИП (Up) должен быть на 20 % ниже, чем диэлектрическая прочность оконечного оборудования системы.

Важно использовать УЗИП с током короткого замыкания, превышающим ток короткого замыкания цепочки солнечных батарей, к которой подключен УЗИП. УЗИП, подаваемый на выход постоянного тока, должен иметь MCOV постоянного тока, равный или превышающий максимальное напряжение фотоэлектрической системы панели.

Когда молния ударяет в точку А (см. рисунок 1), солнечная фотоэлектрическая панель и инвертор могут быть повреждены. Если молния ударит в точку B, будет поврежден только инвертор. Однако инвертор, как правило, является самым дорогим компонентом фотоэлектрической системы, поэтому важно правильно выбрать и установить правильный УЗИП как на линиях переменного, так и на постоянном токе. Чем ближе удар к инвертору, тем больше будет поврежден инвертор.

Боковые УЗИП постоянного и переменного тока для объединительных коробок и инверторов

Устройства защиты от перенапряжений устанавливаются на сторонах постоянного и переменного тока центральных и цепных инверторов, в сумматорных коробках и для защиты сигнальных линий (измерений и связи). В зависимости от атмосферного воздействия молний на фотоэлектрическую установку подрядчики и проектировщики по проектированию, закупкам и строительству (EPC) могут предписывать либо стандартные УЗИП IEC типа 2 (косвенное воздействие 8/20 мкс), либо более надежные УЗИП типа 1+2 (испытанные на устойчивость к прямым ударам молнии с формой волны 10/350 мкс).

Защита на стороне постоянного тока в сумматорных коробках и инверторах обычно имеет конфигурацию DIN-рейки с Y-образным соединением для обеспечения общей и дифференциальной защиты.

На стороне переменного тока также требуется защита инвертора от перенапряжения. Как в самом инверторе, так и в блоке сумматора переменного тока, воздействие скачков напряжения обычно устраняется путем использования стандартных УЗИП типа 2 на DIN-рейке в конфигурациях TN S, IT или даже TT.

Более того, в зависимости от фотоэлектрической установки подрядчики и проектировщики EPC в некоторых случаях могут отдать предпочтение типу 1+2 переменного тока, чтобы обеспечить более длительный срок службы УЗИП и даже защиту в более суровых условиях с точки зрения ожидаемого прямого воздействия молнии. Обычно это происходит в районах с очень высоким изоцерауническим уровнем, часто связанным с большими высотами.