Күн энергиясын пайдаланатын фотоэлектрлік жүйелер үшін тұрақты токты изоляциялау құрылғысы неге маңызды?

AC zhүyelede joq, biraq DC zhүyelede bar mәsele

IEC 60364-7-712 syygyzhyndagy standarttar kün elektroenergiyasy ornyndarynda AC jәne DC zhatyndarynan da izolyatsiya orysy kөrsetu kerek dep tūsındyrady biraq bul talapqa arqaytysy fizikada, qaghyz ishinde emes.

AC zhүyelelerinde auydystyrudyң išinde tәbiyili orynymy bar: keširu kөpterisine kөterilgen kerneu eki ret bir tsiklda nөlge teń bolady dC osynday emes. Kerneu tұraқty. Eger DC tіzбегi jүkten gen kүnі aqylyq bolsa, arka өzіnen өzі өtey almaysy. Ol kontakttar qashyqtyғy jeteýin shekem ya da bir nәrse yandyrǵan shekem saqtalady.

Сондықтан тұрақты токтың изоляциялық қосқышы — бұл жай ғана ажырату құрылғысы емес. Бұл тұрақты токтың доғалануына тән ерекше қиындықтарды шешуге арналған, қатаң инженерлік талаптарға сай жасалған қауіпсіздік құрылғысы. Күн энергиясын пайдаланатын фотоэлектрлік жүйелерде жолақ кернеуі әдетте 600 В-тан асады және 1500 В-қа дейін жетуі мүмкін, сондықтан осыны дұрыс істеу — шартты түрде қажет.

Тұрақты токтың изоляциясы деген не

Тұрақты токтың изоляциялық қосқышы — оны DC disconnector немесе DC isolating switch деп те атайды — тізбекте физикалық, тексерілетін ажыратуды қамтамасыз етеді . Тұрақты токтың қорғаушы қосқышы (circuit breaker) апаттық токтарды өшіруге арналған болса, изолятордың негізгі қызметі — жөндеу кезінде тізбектің токсызданғанын растау және қайтадан ток берілуін қателікпен болдырмау .

Мұндағы негізгі сөз — "тексерілетін". Нормативтік құжаттар изолятордың ашық тізбек күйін көрнекі немесе нақты көрсететін құралмен қамтамасыз етуін талап етеді көптеген жобаларда контакт аралығы қызметкер көру терезесі арқылы бөлінуін көре алатындай дәрежеде үлкен болады. Бұл көріністі растау маңызды, себебі ол екі түрлі түсіндіруді жоюға көмектеседі. Сөйтіп, айналдырғыш «өшірілген» деп көрсеткенде, оның физикалық дәлелі болады.

Бірақ көрінетін аралық — бұл тек қана бір бөлігі ғана. Контакттар өздері жүктеме астында ашылу әрекетіне шыдамды болуы керек. Осыған байланысты арқылы өшіру камералары, жылдам контакттарды ажырату механизмдері және контакт геометриясын ұқыпты жобалау қажет. .

Тұрақты токтық тізбектердегі арқылы өшіру қиындығы

Жүктеме астында тұрақты токтық тізбекті ашу — жарық шамын қосуға ұқсамайды. Контакттар бөлінуге бастағанда, ток тоқтамайды. Ол кеңейіп бара жатқан аралық арқылы арқылы өтеді, ауаны иондандырады және плазма каналын сақтайды. айнымалы токта кернеудің нөлдік өтуі арқылы әр жарты цикл сайын арқылы өшіруге мүмкіндік береді. Тұрақты токта бұл мүмкіндік ешқашан туындамайды.

Сапалы тұрақты токтың изоляторлары бұған бірнеше инженерлік стратегиялар арқылы қол жеткізеді. Серіппелі көмекші механизмдер контакттардың тұрақты жылдамдықпен ашылуын қамтамасыз етеді, бұл оператордың түтікті қаншалықты жылдам қозғағанына тәуелсіз. жақсы жобаланған құрылғылардағы сәтті қосылу/ажырату әрекеті 5 миллисекундтан кем уақыт ішінде ажыратуды аяқтайды, осылайша электр доғасының ұзақтығын азайтады. Бірнеше контакттың бір-бірінен бөлінуі доға жолын ұзартады, сондықтан доғаның тұрақты болуы қиынға түседі. электр доғасын сөндіретін қораптар мен магниттік «ұшыру» жүйелері ионданған газдарды суытып, контакттардан алыстауға бағыттайды. .

Барлығы осыған байланысты, себебі тұрақты токтағы электр доғасы тек тиімсіз ғана емес — ол қауіпті де. Электр доғасын дұрыс сөндірмеген кезде жылу контакттардың сапасын төмендетеді, маңындағы компоненттерге зиян келтіреді, ал ең жаман жағдайда өрт шығаруы мүмкін.

Стандарттар нақты нені талап етеді?

PV жүйелерінің изоляциясын реттейтін негізгі стандарт — IEC 60364-7-712. Ол инвертордың тұрақты ток жағында ажырату құралы болуын талап етеді, сонымен қатар бұл құрылғы PV массивін инвертордан толық ажыратуға қабілетті болуы керек. .

Күн энергиясын пайдаланатын фотоэлектрлік қондырғылар үшін ажыратқыштар IEC 60947-3 стандарты бойынша тұрақты ток–PV пайдалану санаттарына жатқызылады . DC-PV 0 жүктеме кезіндегі ажыратуға жарамсыз және рұқсат етілмейді. DC-PV 1 жеке жолақтар үшін қолданылады. DC-PV 2 бірнеше жолақ параллель қосылған кезде және асып кету қаупі болған кезде қажет.

Таңдау процесі тек ток рейтингі дұрыс болатын ажыратқышты таңдаудан тұрмайды. Массивтің максималды ашық тізбектегі кернеуі — температура коэффициенттері мен орналасқан жердің шарттарын ескере отырып — қажетті кернеу рейтингін анықтайды . Бұл көрсеткішті аз бағалаған кезде ажыратқыш суық ауа райында, яғни жолақ кернеуі ең жоғары деңгейге жеткен кезде қауіпсіз түрде өшіре алмайды.

АҚШ-та NEC 690 мақаласы тағы бір талап қояды: PV тұрақты ток ажыратқышы қолжетімді болуы керек, ал шатырға орнатылған массивтер үшін тез өшіру функциясы қажет. Ажыратқыш қолданылуына сәйкес ресми тізімге енгізілуі және анық белгіленуі тиіс.

Сахадан көрініс: Қате изолятордың туғызған қиындықтары

Бірнеше жыл бұрын Оңтүстік-Батыста коммерциялық шатырға орнату кезінде іске қосу тобы қиындық туғызатын мәселе кездестірді. Массив пен инвертор арасындағы тұрақты токтың ажыратқышы жүктеме кезінде кейде таза ашылмады. Инвертордың аралдануға қарсы қорғанысы іске қосылды, бірақ ажыратқыштың контактілерінде бірнеше рет қосылу-өшіруден кейін көрінетін піттінг байқалды.

Түбірлік себеп спецификацияға байланысты болды. Орнатушы тұрақты токтың жалпы мақсаттағы ажыратқышын қолданды, ол тұрақты токтың тұрақты тогы үшін реттелген еді, бірақ қолданысқа қажетті пайдалану санаты бойынша сынақтан өткен емес. IEC 60947-3 стандарты бойынша бұл ажыратқыш DC-PV 0 құрылғысына жақын — ол жүктеме кезінде қосу-өшіруге арналмаған. қалыпты өшіру операциялары кезіндегі электр доғасы контактілерді бавырлап жоя бастады, контактілердің кедергісін арттырды және келешекте қызмет көрсету қиындығы ретінде көрінетін сенімділік мәселесін туғызды.

Шешім қарапайым болды, бірақ қымбатқа тұрды: дұрыс емес таңдалған изоляторды дұрыс DC-PV 2 бағаланған ажыратқыш-қосқышпен алмастыру. Сабақ осы бір өнімнің басқасына қарағанда жақсырақ екендігі туралы емес. Бұл құрылғыны нақты жұмыс циклына сәйкестендіру туралы.

DC изоляторларының жүйе архитектурасындағы орны

Типтік күн энергиясын пайдаланатын фотоэлектрлік жүйеде DC изоляциясы маңызды болатын бірнеше нүкте бар. Массив деңгейінде жеке жолдардың қызмет көрсетілуі үшін жол изоляторы барлық жүйені тоқтатпай-ақ жасалады. Комбинер қорабында изоляция техниктерге қосылған шығысқа қауіпсіз жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Инверторда DC ажыратқыш инверторды массивтен қызмет көрсету немесе авариялық тоқтату үшін ажыратуға мүмкіндік береді.

Әрбір орналасу орнында әртүрлі талаптар бар. Жолақ деңгейіндегі изоляторлар әдетте төменірек токтарды өткізеді және жолақтың ашық тізбектегі кернеуі үшін реттелуі керек. Параллель жолақтардан келетін жоғарырақ токтарды қабылдайтын біріктіру қорабындағы изоляторларға DC-PV 2 бағалауы қажет болуы мүмкін. Инвертордың тұрақты токты ажыратқышы жиі барлық фотоэлектрлік массивтің тогын өткізуі керек және авариялық жағдайларда тез қолжетімді болуы тиіс.

Барлық орналасу орындарындағы ортақ нәрсе: айнымалы ток үшін емес, тұрақты ток үшін реттелген қосқыш қажет. Айнымалы ток қосқыштары доғаны өшіру үшін нөлдік өтуге сүйенеді. Тұрақты ток тізбегінде бұл көмек болмайды. Айнымалы ток үшін реттелген қосқышты тұрақты ток қолданысында пайдалану — таза қауіпсіздік қаупі.

Практикалық таңдау критерийлері

Fotovoltaika jүйесі үшін тұрақты токтың изоляциялық ажыратқышын таңдау бірнеше маңызды параметрлерге негізделеді. Алдымен кернеу рейтингі маңызды — ажыратқыш жүйенің максималды кернеуі үшін рейтингленген болуы керек, оның ішінде температураға байланысты ашық тізбектегі кернеуді ескеру керек. Екінші орында ток рейтингі тұр, ол массивтің максималды жұмыс істеу тогы үшін белгілі бір маржаға ие болуы керек. Пайдалану санаты ажыратқыштың жүктемелі қосу-ажыратуды қолдана алуын анықтайды және егер мүмкін болса, қандай шарттарда орындалатынын көрсетеді. .

Тақташа бойынша берілген рейтингтерден басқа, өрісте маңызды болатын қосымша сипаттамаларға назар аударыңыз. Серіппелі көмекші механизм оператордың техникасына қарамастан, тұрақты ажырату жылдамдығын қамтамасыз етеді. Контакттардың көрінетін көрсеткіші — терезе арқылы немесе оң механикалық көрсеткіш арқылы — қауіпсіздік процедуралары талап ететін растауды береді. Тұрақты ток үшін арнайы құрылған доға өшіру камералары міндетті талап; айнымалы токқа арналған доға өшіру құрылғылары тұрақты ток жағдайларында жеткілікті түрде жұмыс істемуі мүмкін емес.

DC изоляциясының негізгі қорытындысы

DC изоляциялық ажыратқыштар күн энергиясын пайдаланатын фотоэлектрлік жүйелерде міндетті емес қосымша құрылғылар емес — олар кодпен талап етілетін және физикамен негізделген негізгі қауіпсіздік құрылғылары. Тұрақты ток тізбегінде табиғи ток нөлінің болмауы доғаны өшіруді шынымен инженерлік қиындыққа айналдырады, сондықтан ажыратқыштың конструкциясы осы қиындықты тікелей шешуге тиіс.

Жүйе жобалаушылар үшін тәжірибелік шығыс — тұрақты токтың изоляциялағыштарын таңдауды инвертордың өлшемін анықтау немесе модульдерді таңдау сияқты қатал қарау керек. Дұрыс емес айналмалы қосқыш біраз уақыт жұмыс істей алады, бірақ ұзақ мерзімді сенімділік пен қауіпсіздік туралы басқаша айтылады. Дұрыс пайдалану санатын көрсетіңіз, кернеу мен ток рейтингтерін нақты объекттегі жағдайларға сәйкес тексеріңіз және дәлелденген тұрақты токтың доғалық өшіру қабілеті бар айналмалы қосқышты таңдаңыз.

ZHNYU ELECTRIC әртүрлі тұрақты токтың изоляциялағыш қосқыштарын ұсынады, олар күн энергиясын пайдаланатын фотоэлектрлік жүйелерге арналған, сондай-ақ олардың рейтингтері мен пайдалану санаттары заманауи фотоэлектрлік жүйелердің талаптарына сай келеді — бұл орнатушылар мен жүйе иелеріне осы маңызды қауіпсіздік функциясы үшін сенімді нұсқа береді.