Защита солнечных фотоэлектрических систем: полное руководство по автоматическим выключателям постоянного и переменного тока, предохранителям и УЗИП

Защита солнечных фотоэлектрических систем осуществляется с помощью автоматических выключателей, предохранителей и устройств защиты от перенапряжения, которые предотвращают повреждение оборудования из-за сбоев в электроснабжении. Эти устройства обеспечивают безопасность солнечных систем и предотвращают дорогостоящий ремонт.

Почему солнечные фотоэлектрические системы нуждаются в защите?

Защита солнечных панелей предотвращает повреждение фотоэлектрических систем из-за сбоев в электроснабжении и скачков напряжения. Что означает аббревиатура PV в аббревиатуре «солнечная энергетика»? PV означает фотоэлектрический, преобразующий солнечный свет в электричество.

Последовательность работы фотоэлектрической системы начинается с солнечных элементов, вырабатывающих постоянный ток. Этот ток поступает через гирлянды и массивы к инверторам, которые преобразуют постоянный ток в переменный. Каждый этап требует защиты.

Защита цепей солнечных электростанций отличается от защиты обычных электрических систем. Солнечные системы используют высокое постоянное напряжение (до 1500 В) с низким током короткого замыкания. Обычные электрические устройства не справляются с такими условиями.

Устройства защиты должны соответствовать стандартам МЭК и предотвращать повреждение оборудования в результате ударов молнии или электрических неисправностей.

Каковы основные типы защиты солнечных цепей?

Солнечные фотоэлектрические системы требуют защиты постоянного тока для высоковольтных массивов и защиты переменного тока для сетевых подключений. Каждая сторона имеет разные электрические характеристики и типы неисправностей.

Ключевые моменты защиты включают в себя:

• Предохранители на уровне гирлянды для отдельных групп солнечных панелей
• Автоматические выключатели уровня массива для комбинированных цепей
• Устройства защиты от перенапряжения для защиты от молний
• Автоматические выключатели переменного тока для оборудования, подключенного к сети

ТОСАНлюкс Автоматические выключатели постоянного тока выдерживает разрывную мощность до 6000 А для коммерческих солнечных батарей.

Как работают автоматические выключатели постоянного тока в солнечных системах?

Автоматические выключатели постоянного тока отвечают особым требованиям цепей постоянного тока солнечных батарей. Эти устройства должны прерывать постоянный ток без естественного перехода через ноль, что позволяет автоматическим выключателям переменного тока гасить дуги.

Автоматический выключатель TOSUNlux TSB5-63DC имеет модульную конструкцию с отключающей способностью до 6000 А и номинальным напряжением 800 В. Он предлагается в конфигурациях 1P, 2P, 3P, 4P для различных системных требований.

Автоматические выключатели постоянного тока обладают рядом преимуществ:

• Сброс без замены деталей
• Встроенное отключение для обслуживания
• Удаленное управление системой
• Визуальная индикация статуса отключения

Эти устройства проходят испытания по стандартам IEC60947-2 и требуют сертификации INTERTEK.

Почему предохранители важны для защиты солнечных батарей?

Предохранители солнечных батарей обеспечивают защиту от обратного тока, когда панели затенены или повреждены. Предохранитель для солнечной энергетической системы В установках используются специализированные устройства постоянного тока, работающие при низких токах короткого замыкания.

Предохранители для фотоэлектрических систем срабатывают быстрее, чем автоматические выключатели для защиты цепочек. Они обеспечивают более высокую отключающую способность постоянного тока до 50 кА и хорошо работают при температурах от -40°C до +90°C.

Преимущества предохранителей включают в себя:

• Более низкая стоимость за точку защиты
• Меньший размер
• Отсутствие износа со временем
• Лучшая координация

Для надежной работы солнечные предохранители должны соответствовать стандартам IEC 60269-6 (gPV) и UL 248-19.

Какую роль играют устройства защиты от перенапряжения?

Удары молнии могут за считанные секунды уничтожить незащищенное солнечное оборудование. Солнечные фотоэлектрические устройства защиты от перенапряжения отводить опасные скачки напряжения на землю до того, как они достигнут инверторов и систем управления.

Устройства защиты от перенапряжения TOSUNlux для солнечных фотоэлектрических систем имеют сертификаты CE и UKCA от INTERTEK. Они прошли сертификационные испытания при постоянном напряжении 600 В, 800 В и 1000 В. Эти устройства имеют двух- или трёхполюсную конфигурацию и модульную конструкцию.

Защита от перенапряжения становится критически важной при оценке затрат на замену поврежденных инверторов и контрольного оборудования.

Устройства защиты от перенапряжения постоянного тока должны выдерживать:

• Максимальное напряжение выше напряжения системы
• Ожидаемые уровни импульсного тока
• Уровень защиты напряжения для оборудования
• Рейтинг типа 1 или типа 2 в зависимости от местоположения

Как автоматические выключатели переменного тока защищают солнечные инверторы?

Автоматические выключатели переменного тока в солнечных системах справляются с другими нагрузками, чем автоматические выключатели постоянного тока. Выбор правильных автоматических выключателей для защиты солнечных фотоэлектрических инверторов предполагает соответствие номиналов выключателя выходным характеристикам инвертора.

Автоматические выключатели переменного тока должны выдерживать пусковые токи инвертора и гармонические искажения, возникающие при преобразовании энергии. Стандартные автоматические выключатели переменного тока работают, но могут срабатывать без необходимости, если их номинал не соответствует номиналу.

The Переключатель переменного и постоянного тока Выбор влияет на процедуры обслуживания. Разъединители переменного тока соответствуют стандартным электротехническим правилам и нормам, тогда как для разъединения постоянного тока требуются специальные дугостойкие устройства.

Что такое координация защиты в солнечных системах?

Предохранители цепочек должны устранять неисправности до срабатывания автоматических выключателей массива. Это предотвращает отключение всей системы при возникновении проблем только в одной цепочке. Без надлежащей координации отказ одной цепочки может вывести из строя всю систему.

Используйте кривые время-ток для выбора номиналов устройств. Предохранитель цепи на 15 А должен срабатывать за 0,1 секунды, а автоматический выключатель на 125 А — за 1 секунду. Такое соотношение времени срабатывания 10:1 обеспечивает селективность.

Координация также требует соответствия требованиям защиты коммунальной сети и кода быстрого отключения для обеспечения безопасности спасателей.

Как факторы окружающей среды влияют на защитные устройства?

Солнечные установки работают в суровых условиях окружающей среды, включая экстремальные температуры, влажность, ультрафиолетовое излучение и механическую вибрацию. Защитные устройства должны сохранять работоспособность в этих условиях и обладать соответствующими классами защиты IP.

Температура окружающей среды влияет на производительность и номинальные характеристики устройства. В условиях высоких температур необходимо учитывать снижение номинальных характеристик для обеспечения безопасной работы в соответствии со спецификациями производителя.

Экологические соображения включают в себя:

• Степень защиты IP65 или выше для наружной установки
• Материалы, устойчивые к УФ-излучению, обеспечивают длительный срок службы
• Коэффициенты снижения номинальных значений температуры для жаркого климата
• Коррозионная стойкость для прибрежных сред

Часто задаваемые вопросы

Какая защита необходима для солнечных фотоэлектрических систем? 

Солнечным системам необходимы автоматические выключатели или предохранители постоянного тока для защиты ряда, защитные устройства на уровне массива, устройства защиты от перенапряжения для защиты от молний и автоматические выключатели переменного тока для защиты выхода инвертора.

Почему стандартные автоматические выключатели нельзя использовать для солнечных электростанций постоянного тока? 

Стандартные автоматические выключатели переменного тока не могут надёжно прерывать постоянный ток, поскольку в цепях постоянного тока отсутствует естественный переход через ноль, необходимый для гашения электрической дуги. Для солнечных батарей требуются специальные устройства постоянного тока.

Как выбрать защитные устройства для моей солнечной установки? 

Мощность защитного устройства зависит от тока короткого замыкания солнечной панели, расчётного напряжения системы и допустимой токовой нагрузки проводника. Используйте коэффициенты 1,25 или 1,56 от тока короткого замыкания в зависимости от типа устройства.

Заключение

Солнечным системам требуются специальные автоматические выключатели, предохранители и устройства защиты от перенапряжения, разработанные для постоянного тока. Эти устройства выдерживают высокие напряжения и низкие токи короткого замыкания, которые стандартное оборудование не может выдержать. Надлежащая защита обеспечивает безопасность оборудования и соответствие нормам безопасности на протяжении всего срока службы системы.