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Überspannungsschutz für photo-voltaische Systeme

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Überspannungsschutz für photo-voltaische Systeme
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Überblick
 
Indirekte Blitzschläge sind destruktiv. Anekdotische Beobachtungen über Blitztätigkeit sind normalerweise ein schlechter Indikator des Niveaus der Blitz-bedingten Überspannung in PV-Reihen. Indirekte Blitzschläge können die empfindlichen Komponenten innerhalb PV-Ausrüstung leicht schädigen, die häufig hohen Kosten hat, zum der geschädigten Komponenten zu reparieren oder zu ersetzen, und beeinflussen die Zuverlässigkeit PV-Systems. Die Überspannung hängt von den gegründeten Zuständen jedes PV-Systems und der Verdrahtungen ab.
 
Pv-Systeme werden in den großen offenen Räumen, gewöhnlich auf den Gebieten oder auf die Oberseiten von Gebäuden herausgestellt. Belastete Regenwolken, die über solchen Gewännern ansammeln, haben die Neigung, die Gebühr in Form von Blitz freizugeben. Wenn dieses geschieht, ist ein Spannungsanstieg wahrscheinlich aufzutreten. Ist das Feld die wahrscheinlichere Zerstörung ist aufzutreten das ausdehnender.
 
Wenn ein PV-System auf einem industriellen Standort ist, sind die Geschäftsoperationen und die Ausrüstung auch an der Gefahr. Inverter sind teuer, aber für industrielle Anwendungen, ist ein sogar teurer Ausfall die Kosten der Stillstandszeit.
 
Wenn ein Solar-PV-System Blitzschlag, verursacht es einen verursachten vorübergehenden Strom und eine Spannung innerhalb der Solar-PV-System-Leitungsschlaufen. Dieser Ausgleichsstrom und Spannungen erscheinen an den Ausrüstungsanschlüssen und die Isolierung der wahrscheinlichen Ursache und die dielektrischen Ausfälle innerhalb des Solar-PV elektrisch und Elektronikkomponenten wie die PV-Platten, der Inverter, Steuer- und Kommunikationsausrüstung sowie Geräte in der errichtenden Installation. Der Reihenkasten, der Inverter und das Gerät MPPT (Höchstleistungspunktverfolger) haben die Höhepunkte des Ausfalls.
 
Um Hochenergie am Überschreiten durch Elektronik und am Verursachen des Hochspannungsschadens des PV-Systems zu verhindern, muss Spannungsanstieg einen zu reiben Weg haben. Um dies zu tun, sollten alle leitfähigen Oberflächen direkt geerdet werden und alle Verdrahtung die das System einträgt und herausnimmt (wie Ethernet-Kabel und Wechselstrom-Hauptleitungen) wird verbunden um durch ein SPD zu reiben.
 
Ein Überspannungsschutzgerät ist für jede Gruppe der Schnüre innerhalb des Reihenkastens, des Wiederverbindungsgerätkastens sowie der DC-Trennung erforderlich.
 
Überspannungsschutz-Gerät-Auswahl und Installation für PV-Systeme
 
Pv-Systeme haben einzigartige Eigenschaften, die deshalb den Gebrauch von SPD erfordern, die speziell für PV-Systeme bestimmt sind.
 
Pv-Systeme haben hohe DC-Netzspannungen bis 1500 Volt. Ihr Höchstleistungspunkt funktioniert an nur einigen Prozentanteilen unterhalb des Kurzschlussstroms des Systems.
 
Um das richtige SPD-Modul für das PV-System und seine Installation zu bestimmen, müssen Sie wissen:
der Blitz ringsum grelle Dichte;
die Betriebstemperatur des Systems;
die Netzspannung;
die gegenwärtige Bewertung des Kurzschlusses des Systems;
das Niveau der Wellenform, das, geschützt zu werden ist gegen (indirekter oder direkter Blitz);
der nominale Entladestrom.
 
Die SPD-Anforderungen für eine Installation, die durch ein externes Blitzschutzsystem (LANGSPIELPLATTEN) geschützt wird hängen von der vorgewählten Klasse der LANGSPIELPLATTEN ab und ob der Trennungsabstand zwischen den LANGSPIELPLATTEN und der PV-Installation lokalisiert oder nichtisoliert ist. Details Iecs 62305-3 die Trennungsabstandsanforderungen für externe LANGSPIELPLATTEN.
 
Um eine Schutzwirkung zu haben, sollte Spannungs-Schutzniveau eines SPD (oben) 20% sein, das der Endgeräte des Systems niedriger als die Durchschlagsfestigkeit ist.
 
Es ist wichtig, ein SPD mit einem Kurzschluss zu verwenden widersteht gegenwärtiger größerer als der Kurzschlussstrom der Solarstromanlageschnur, dass das SPD an angeschlossen wird. Das SPD, das auf dem DC-Ertrag zur Verfügung gestellt wird, muss ein DC MCOV haben, das gleich oder als der maximalen photo-voltaischen Netzspannung der Platte größer ist.
 
SPD für die DC-Seite von photo-voltaischen Systemen
 
Pv-Quellen haben sehr verschiedene Strom- und Spannungseigenschaften als traditionelle DC-Quellen: sie haben eine nichtlineare Eigenschaft und verursachen langfristige Ausdauer von angezündeten Bogen. Deshalb erfordern PV-Stromquellen nicht nur größere PV-Schalter und PV-Sicherungen, aber auch einen Trenner für das Anstiegsschutzgerät, das dieser einzigartigen Natur und fähig zum Fertig werden mit PV-Strom angepasst wird.
 
SPD, die auf die DC-Seite installiert sind, müssen für DC-Anwendungen immer speziell bestimmt sein. Der Gebrauch von einem SPD auf der falschen Wechselstrom- oder DC-Seite ist unter Störungen gefährlich.
 
Installation
 
SPD sollten stromaufwärts von den Geräten immer installiert sein, die sie sich schützen werden. NFPA 780 12.4.2.1 sagt, dass Überspannungsschutz auf dem DC-Ertrag des Sonnenkollektors vor Positiv zu Grund- und zu negativem geboten wird, um zu reiben, am Kombinator und am Wiederverbindungsgerätkasten für mehrfache Sonnenkollektoren und am Wechselstrom-Ertrag des Inverters.
 
Die richtige Installation eines SPD beruht auf drei Werten, die sind:
maximale ununterbrochene Funktionierenspannung: Die Spannung, dass das SPD aktiviert.
Spannungs-Schutzniveau: Die Überspannungskategorie der Ausrüstung muss als das Spannungs-Schutzniveau des SPD höher sein.
nominaler Entladestrom: Der Höchstwert der Wellenform (8/20 μs für Art - 2 SPD) dass das SPD zum Widerstehen nach sich wiederholendem Anstieg fähig ist.
 
Wie man SPD mit Invertern kombiniert
 
Pv-Bauernhöfe werden von der sehr empfindlichen Ausrüstung enthalten, die ausdehnenden Schutz benötigt. Weil PV-Bauernhöfe Energie des Gleichstroms (DC) schaffen, sind Inverter (die notwendig sind, um diese Energie von DC zu Wechselstrom umzuwandeln), eine wesentliche Komponente zu ihrer elektrischen Produktion. Leider sind Inverter gegen Blitzschläge nicht nur in hohem Grade anfällig, aber sie sind unglaublich teuer.
 
NFPA 780 12.4.2.3 erfordert zusätzliche SPD am DC-Input des Inverters, wenn der Systeminverter mehr als 30 Meter vom nähsten Kombinator oder vom Wiederverbindungsgerätkasten ist.
 
Installieren Sie das SPD zwischen die Sicherungen und den Inverter, wenn es Schnurschutze gibt (wie Sicherungen, DC-Unterbrecher oder Schnurdioden)
 
Um ein SPD anzuschließen wenn es einen Inverter mit einem integrierten Sicherungskasten gibt, garantieren Sie dass die internen Sicherungen überbrückt werden und dass die externen Strangsicherungen angeschlossen werden.
 
Schnurinverter sollten zu den Schnüren so nah installiert sein, wie möglich. SPD-Kabel, die an das L+/L- Netz und zwischen des dem Verteiler SPD und dem Grundhauptleitungsträger anschließen, müssen kleiner als 2,5 Meter sein. Das kürzer die Verbindungskabel, das leistungsfähigere und das kosteneffektiv der Schutz sind.
 
Für Inverter mit nur einem MPP-Verfolger, kombinieren Sie die Schnur vor dem Inverter und schließen Sie sie an das SPD im Augenblick der Verbindung an.
 
SPD-Kombinationen sollten für jeden Input geplant werden, wenn der Inverter mehrere MPP-Verfolger hat. Ein SPD muss für jeden Input verwendet werden, der mit einer Schnurdiode fixiert wird.
 
Hinweise
 
[1] Blitzschutz-Führer, LÄRM-en-Standard 62305 - 3, 2014.
[2] Standard für Anstiegs-Schutzgeräte, UL 1449, 2014.
[3] Schwachstromanstiegsschutzgeräte - Teil 32: Anstiegsschutzgeräte angeschlossen an die DC-Seite von photo-voltaischen Installationen - Auswahl- und Anwendungsprinzipien, Iec-Standard 61643-32, 2 017.
 
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