Seleksie van oorspanningsbeskermingstoestelle vir PV-stelsels - SPD-installasie

1. Faktore wat SPD-installasie beïnvloed

Oorspannings in dakfotovoltaïese (PV) stelsels word hoofsaaklik veroorsaak deur direkte weerligstrale (op of naby die gebou of PV-toerusting met LPS), geïnduseerde spanning van weerligverwante elektriese veldveranderinge, of skakelbedrywighede in WS/GS-kragverspreidingsnetwerke. Om die behoefte aan oorspanningsbeskerming te bepaal en die toepaslike beskermingsstrategie te bepaal, moet die gegradeerde impulsweerstandspanning (Uw) van die toerusting as verwysing gebruik word. Tensy anders vermeld deur 'n risikobepaling, moet SPD's aan beide die GS- en WS-kante van die PV-stelsel geïnstalleer word.

Toestelle binne 'n PV-stelsel wat beskerming mag benodig, sluit in:

Omsetters, insluitend koppelvlakke na beide die laespanning-WS-stelsel en die GS-stelsel, FV-skikkings, interne FV-stelselbedrading, komponente wat tussen die omsetter en FV-skikkings geïnstalleer is, soos kombineerbokse; toerusting wat gebruik word vir die monitering en beheer van die FV-stelsel.

Volgens IEC 61643-12 en relevante afdelings van GB/T 21714, hang die keuse en installering van SPD's vir PV-stelsels af van verskeie faktore. Dit sluit in grondflitsdigtheid (NG) [1/km²·jaar] of die gemiddelde aantal donderstormdae per jaar (T), eienskappe van die laespanning-kragtoevoerstelsel (bv. oorhoofse lyne of ondergrondse kabels) en die aard van die toerusting wat beskerm word, of 'n eksterne weerligbeskermingstelsel (LPS) geïnstalleer is om die PV-stelsel teen direkte weerligslae te beskerm.

Indien 'n eksterne LPS teenwoordig is, word die SPD-vereistes beïnvloed deur die beskermingsvlak (Klas) van die LPS en of die vereiste skeidingsafstand (S) tussen die LPS en die PV-stelsel gehandhaaf word (geïsoleerde teenoor nie-geïsoleerde LPS).

2. Invloed van verskillende eksterne LPS-konfigurasies op weerligbeskerming vir PV-stelsels

SPD-installasie vir dak-PV-stelsels val gewoonlik in drie kategorieë, gebaseer op die teenwoordigheid en tipe eksterne LPS:

(1) PV-stelsels sonder eksterne LPS

Soos in die diagram getoon (nie hier ingesluit nie), indien die gebou nie met 'n eksterne weerligbeskermingstelsel toegerus is nie, moet spanningsoorspanningsdetektors (SPD's) geïnstalleer word gebaseer op die uitkoms van 'n weerligrisikobepaling. Dit word aanbeveel om oorspanningsbeskermingstoestelle aan beide die WS- en GS-kante te installeer om kritieke PV-komponente te beskerm.

Vir die GS-kant moet 'n Tipe 2 GS SPD (aangedui as DC1) naby die PV-kombinasieboks of die PV-skikking geïnstalleer word (indien geen kombinasieboks gebruik word nie). Hierdie SPD beskerm die gebou teen eksterne spanningspieëlings wat deur die PV-kabels oorgedra word en word tipies geïnstalleer net nadat die PV-kabels die gebou binnegaan. Nog 'n Tipe 2 GS SPD (aangedui as DC2) moet naby die GS-ingang van die omsetter geïnstalleer word. As die kabellengte tussen DC1 en die omsetter minder as 10 meter is, kan DC1 weggelaat word.

Vir die WS-kant word 'n Tipe 2 WS SPD (aangedui as AC1) aanbeveel by die WS-hoofingang, gewoonlik by die hoofverspreidingspaneel geleë. Hierdie toestel beskerm teen spanningsstuwings wat van die nutsnetwerk afkomstig is. Of WS1 nodig is in 'n stelsel sonder eksterne weerligbeskerming, hang af van die resultate van 'n weerligrisikobepaling. Om die duur omsetter te beskerm, word 'n Tipe 2 WS SPD (aangedui as AC2) tipies naby die WS-uitset van die omsetter geïnstalleer. As die kabellengte tussen AC1 en AC2 minder as 10 meter is, kan AC2 weggelaat word. Verwys asseblief na die konfigurasietabel vir gedetailleerde leiding.

(2) FV-stelsels met eksterne LPS wat aan die vereiste skeidingsafstand voldoen (geïsoleerde LPS)

Soos in die diagram getoon, wanneer 'n gebou 'n eksterne weerligbeskermingstelsel het (soos lugafsluitstawe of -bande) en die dak-FV-skikking deur hierdie stelsel beskerm word met behoorlike skeidingsafstand, word die FV-stelsel beskou as toegerus met 'n geïsoleerde weerligbeskermingstelsel (LPS). Selfs in hierdie geval is die installering van SPD's steeds nodig.

Vir stelsels met 'n geïsoleerde LPS, is die SPD-opstelling soortgelyk aan stelsels sonder enige eksterne weerligbeskerming. 'n Tipe 2 GS SPD moet naby die kombinatorboks geïnstalleer word, of naby die PV-skikking indien geen kombinatorboks gebruik word nie. Nog 'n Tipe 2 GS SPD moet naby die GS-kant van die omsetter geplaas word, en 'n Tipe 2 WS SPD naby die WS-kant van die omsetter. Omdat die PV-stelsel egter in en uit die gebou koppel, is 'n Tipe 1 WS SPD ook nodig by die hoof WS-distribusiebord waar die nutskrag die gebou binnegaan. Verwys na die konfigurasietabel vir gedetailleerde uitlegleiding.

(3) FV-stelsels met eksterne LPS wat nie aan die vereiste skeidingsafstand voldoen nie (nie-geïsoleerde LPS)

In dak-PV-stelsels waar die panele te naby aan die eksterne weerligbeskermingstelsel (LPS) is en nie die vereiste veiligheidsafstand kan nakom nie, moet alle metaaldele van die PV-stelsel aan die LPS gekoppel word om behoorlike weerlig-ekwipotensiële binding te verseker. Dit is die algemene benadering wat gebruik word vir dak-weerligbeskerming. In hierdie opstelling word beide WS- en GS-kabels soos parallelle geleiers in die bindingstelsel behandel, wat beteken dat hulle direk deur weerligstroom beïnvloed kan word. Daarom beveel die IEC aan om Tipe 1-oorspanningsbeskermingstoestelle (SPD's) te gebruik – gewoonlik saam met Tipe 2 SPD's – by sleutelpunte in die stelsel: waar die PV-kabels die gebou binnegaan, en aan beide die WS- en GS-kante van belangrike toestelle soos die omsetter.

Soos in die diagram getoon, moet DC1 so na as moontlik aan die kombineerderboks geïnstalleer word, of naby die PV-skikking as daar geen kombineerderboks is nie. DC2 en AC2 moet naby die omsetter geplaas word om dit beter beskerming te bied. In die meeste gevalle is AC1 (by die hoofpaneel) en AC2 (naby die omsetter) albei nodig. Maar as die omsetter binne die hoofpaneel geïnstalleer is en hulle dieselfde grond deel, met kabellengtes van minder as of gelyk aan 0.5 meter, is AC2 dalk nie nodig nie. Jy kan die tabel nagaan vir gedetailleerde installasie-instruksies.

1：DC1 kan onder die volgende voorwaardes weggelaat word: Indien die kabellengte tussen DC1 en die omsetter minder as 10 meter is, en die spanningsbeskermingsvlak (Up) van AC2 minder as of gelyk is aan 0.8 keer die PV-skikking se gegradeerde impulsweerstandspanning (Uw); of indien die Up van AC2 minder as of gelyk is aan 0.5 keer Uw en die PE (beskermende aarding) geleier naby die GS-kabels gelê word.

2：AC2 kan onder die volgende voorwaardes weggelaat word: Indien die kabellengte tussen AC1 en AC2 minder as 10 meter is; of indien die omsetter en die hoofdistribusiebord dieselfde aardelektrode deel, en die SPD-verbindingskabels elk nie langer as 0.5 meter is nie—byvoorbeeld, indien die omsetter binne die hoofpaneel geïnstalleer is.

3：Minimum deursnee-area vir SPD-aardgeleiers: Vir tipe 2 SPD's moet die koper-aardgeleier nie minder as 6 mm² wees nie; vir tipe 1 SPD's moet dit nie minder as 16 mm² wees nie.

Die keuse van GS-kant SPD's in dak-PV-stelsels hang hoofsaaklik af van hoe die gebou teen weerlig beskerm word en hoe die stelsel bedraad is. Volgens die konfigurasietabel en IEC-standaarde moet daar altyd 'n oorspanningsbeskermer aan die GS-kant van die omsetter wees. Maar ekstra SPD's naby die kombineerboks – of naby die PV-panele as daar geen kombineerboks is nie – is slegs nodig as die kabel tussen die panele en die omsetter langer as 10 meter is.

Dit gesê, dis nie hoe dit oral gedoen word nie. In sommige lande—Duitsland, byvoorbeeld—is die reëls basies die teenoorgestelde. Daar word GS-oorspanningsbeskerming altyd reg langs die PV-panele geïnstalleer, en jy hoef slegs een naby die omsetter by te voeg as die kabel langer as 10 meter is.