Автомат защиты для солнечных батарей

Защита AC и DC

Защита солнечной станции

Строя солнечную электростанцию не следует упускать из виду устройства защиты фотомодулей и защиту сетевого инвертора. Защита солнечной станции – это гарантия долгой и беспроблемной жизни вашей солнечной станции и главное — это ваша безопасность при эксплуатации.

Поэтому мы проектируем защиту инвертора и защиту солнечных батарей на надежном оборудовании ABB Италия и ETI производства Словении. Есть несколько вариантов защиты сетевого инвертора – от бюджетных вариантов до полного комплекса защиты каждого стринга! И соответственно можно предоставить как дешево минимальную защиту фотомодулей от короткого замыкания, так и полную молниезащиту и защиту от перенапряжений инвертора и солнечных батарей.

Оборудование защиты мы подбираем индивидуально под характеристики каждого инвертора и параметры системы, поэтому наши солнечные станции гарантированно будут иметь качественно спроектированные щиты защиты под ваши потребности. Так же есть возможность заказать готовые щиты защиты для каждой модели инвертора нашего у поставщика.

Что входит в систему защиты солнечной станции?

Защита солнечной станции включает в себя:

• Щит защиты по постоянному току (DC) для солнечной электростанции.
• Щит защиты по переменному току (AC) для солнечной электростанции.
• Контур заземления.

Со стороны DC, на которой расположены солнечные панели, необходимо установить предохранители с держателями по одному на каждый + и – системы. Они позволят защитить фотомодули и инвертор от короткого замыкания, перегрузки, обратных токов. Далее надо установить ограничитель перенапряжения (ОПН) для защиты оборудования от прямых и наведенных импульсов (молния). И Разъединитель-выключатель, чтобы безопасно создать разрыв цепи для отключения DC-контура при проведение ремонтных и сервисных работ.

Для солнечных станций, имеющих в своей схеме аккумуляторные батарей, необходимо установить ножевые предохранители с держателями, для защиты АКБ и инвертора от токов короткого замыкания, перегрузки и обратных токов.

По стороне переменного тока (AC) устанавливают автоматические выключатели (на каждую фазу и ноль), для защиты от токов, превышающих определенный номинал (короткого замыкания). Дифференциальное реле (или УЗО + выключатель автомата), для защиты от токов утечки, т.е. защищающее человека от поражения током при прикосновении к элементам системы. И ограничители перенапряжений (ОПН) для защиты от наведенных импульсов перенапряжения.

Заземление солнечной станции

Заземление оборудования солнечной станции – это обязательное условие для безопасной работы любой электрической системы. Для работы ограничителя перенапряжений (ОПН) необходим контур заземления.

Щиты защиты Teplodom—ETI (ABB)

Большинство современных инверторов имеют встроенную защиту в виде предохранителей. Но, как показывает практика для дополнительной защиты и быстрой их замены, удобнее вынести этот элемент в общий ящик защиты.

Все полные комплектации щитов защиты Teplodom—ETI (ABB) имеют 2-й класс защиты от перенапряжения. Встроенный выключатель-разъединитель дает возможность быстро и безопасно выполнить аварийное отключение станции.

Серия защитного оборудования для сетевых инверторов Teplodom—ETI (ABB) позволяет исключить повреждения фотоэлектрических инверторов и фотомодулей, вызванные короткими замыканиями, резкими изменениями параметров сети общего пользования, ударами молнии и пр.

Источник

Солнечные электростанции, это бомбы замедленного действия, которые работают тихо и при больших мощностях, через какое- то время вылезет проблема, в которой был виноват в большинстве случаев сам сборщик.

В основном ошибки, на которые все сборщики наступают на начальном этапе сборки, это сечение провода и подключение солнечных панелей к магистрали, которая тянется до контроллера. На данном отрезки начиная от коннекторов MC4 не допускается скруток и обжимок без пайки! И без изоляции, в качестве изоляции, рекомендуется использовать не изоленту, а термоусадочные трубки нужного диаметра. А коннекторы МС4 должны быть смазаны для предотвращения коррозии. Такой подход на начальном этапе позволит вам избежать уймы проблем в будущем.

Провода подбираются из расчета не так сойдет, а с запасом по вашим расчетам, дабы напряжения и токи могут отличатся как в большую, так и в меньшую сторону, в зависимости от времени года, и это стоит учитывать. Или, если вы планируете в будущем расширятся, стоит на начальном этапе покупать нужный провод для магистрали для наращивания системы в будущем а не переделывать все каждый раз. Это поможет вам грамотно и рационально использовать как ваши средства, которые вы тратите на постройку солнечной электростанции, ну и поможет вам сберечь ваше время.

Автоматы применяем только по выходу инвертора или грида со стороны сети, но ни в коем образе не со стороны аккумуляторов, дабы мощности пиковые, которые потребляют инверторы, приводят к не контакту в месте замыкания контактов после длительных перегревов. Ну и соответственно к падению мощности или даже к ложным срабатываниям.

Токи которые проходят при нагрузки реле например на фото ниже, ну ни как не позволят при такой дуге долго служить вашим автоматическим выключателям, а проблема с выходом их из строя опустошит ваш карман и заставит вас пересмотреть этот узел в будущем.

Чем выше напряжение вашей системы, тем дуга будет сильнее и при меньшем токе, дабы мощность у нас не меняется. U*I = P

Был у меня один случай, где при коротком замыкании и залипшем старом автомате, автомат у меня просто раскалился вход и выход приварились, и даже загорелся, спасло от пожара то, что я почувствовал запах проводки и то, что вывалился зажим с проводом от автомата. Я не помню фотографировал я или нет, но именно перерыв долгий по автоматам был связан с данным опытом. А то, что они у меня появились, было связано с тестированием контроллеров заряда. И их одновременным сравнением.

Так что я никому не рекомендую ставить ни автоматы, ни выключатели по постоянному току, дабы вас это ну ни как не защитит. А нервы ваши в будущем потреплет.

Что касается контроллеров и инверторов, у большинства контроллеров заряда, для солнечных панелей или ветрогенераторов, установлены плавкие предохранители. Если их нет, просто у вас бюджетный контроллер, в который их просто не поставили. По поводу инверторов или любых преобразователей в 99% предохранители есть как со стороны АКБ, так и со стороны выхода. Отсюда городить бутерброд смысла нет!

Ну и маленький ролик про мою очередную модернизацию моей системы и дугу, которую я получил днем при мощности около 1200 ватт на 24 вольтах, и токе около 40А или больше в коротком замыкании.

Источник

Пароль должен быть не менее 6 символов длиной.

* Поля, обязательные для заполнения.

Защита от импульсных напряжения для солнечных систем

УЗФЭС – это специализированные устройства защиты от импульсных помех (УЗИП), предназначенные для защиты цепей постоянного тока фотоэлектрических систем от импульсных перенапряжений, вызванных ударами молнии в здания и сооружения, конструкции солнечных электростанций, а так же ударами молнии в ЛЭП и другие коммуникации, наводками от ударов молний.
Техническое описание (pdf, 812 Кб)

УЗФЭС применяются как для защиты как контроллеров и инверторов, так и солнечных батарей. Устанавливаются, в зависимости от исполнения солнечной электростанции, в непосредственной близости от батарей, на вводах в здания и контейнеры, в распределительные устройства рядом с инверторами и контроллерами.
Выполнены в стандартных электротехнических корпусах для монтажа на рейку DIN.

1. Технические характеристики

1.1 Общая информация.

Определение УЗФЭС по ГОСТ Р 51992-2011 (МЭК 61643-1:2005) — одновводные двух- и трехполюсные устройства защиты от импульсных помех (УЗИП) ограничивающего типа, 1 — 3 класса испытаний.
Соответствуют требованиям:

• BS EN 61173:1995, IEC 61173:1992 Overvoltage protection for photovoltaic (PV) power generating systems;
• ГОСТ Р 51992-2011 (МЭК 61643-1:2005) Устройства защиты от импульсных перенапряжений низковольтные. Часть 1.

УЗФЭС класса 3 предназначены для защиты контроллеров (инверторов), устанавливаются непосредственно рядом с защищаемым оборудованием;
УЗФЭС класса 2 предназначены как для защиты контроллеров (инверторов), так и солнечных батарей, применяются отдельно или вместе с УЗФЭС классов 3 или 1+2, устанавливаются рядом с защищаемым оборудованием, распределительных шкафах и ящиках, на вводах в здания и сооружения;
УЗФЭС класса 1+2 применяются, в основном, для защиты оборудования крупных установок, а так же в случаях, когда высока вероятность удара молнии в здания и сооружения, где установлены солнечные электростанции, применяются вместе с УЗФЭС классов 2 или 3.
УЗФЭС-Д (добавочные) предназначены для совместного использования с УЗФЭС класса 2 для выполнения Y-схемы защиты и повышения рабочего напряжения в цепи.

1.2 Электрические характеристики

УЗФЭС выполнены на базе оксидно-цинковых варисторов, имеют разъединители, предназначенные для отключения устройства от силовой системы при перегреве варистора или коротком замыкании в УЗФЭС, а так же элементы контроля состояния.
УЗФЭС 3 класса выполнены по Y-схеме, благодаря чему обеспечивают защиту не только от синфазных (провод-земля), но и от дифференциальных помех (провод-провод).
УЗФЭС 2 класса выполнены по V-схеме, обеспечивают защиту от синфазных помех (в цепи провод-земля).
УЗФЭС класса 1+2 выполнены по V-схеме, обеспечивают защиту от синфазных помех (в цепи провод-земля).
УЗФЭС-Д (добавочные) предназначены для совместного использования с УЗФЭС класса 2 для выполнения Y-схемы и повышения рабочего напряжения в цепи.
Скорость срабатывания УЗФЭС любого типа не превышает 25 нС, причем чем меньше номинальный и максимальный разрядные токи, тем она выше.

1.3 Конструкция

УЗФЭС и УЗФЭС-Д размещаются в стандартных электротехнических корпусах для монтажа на рейку DIN, выполненных из пластмассы, не поддерживающей горение. В зависимости от характеристик, УЗФЭС различаются своими габаритами и массой.
На лицевой поверхности всех УЗФЭС установлена кнопка «тест» и светодиод индикатора состояния, УЗФЭС с индексом «к» имеют так же клеммную колодку для подключения дистанционного контроля перегрева варистора (рис.1). В том случае, если колодка не установлена, место для установки закрывается заглушкой.
Все УЗФЭС-Д имеют дистанционный контроль перегрева варистора, индикатор состояния не предусмотрен.

1.4 Эксплуатационные характеристики

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69

УХЛ 3.1 У 2.1 ( t° не ниже -25°C)

Степень защиты оболочки (код IP) по ГОСТ 14254-96 (IEC 60529)

Группа ответственности по СТП Commeng-001-2014

4-ГО, 3-ГО – по заказу.

Срок службы, лет

Гарантийный срок, с момента ввода в эксплуатацию месяцев

12 (но не более 18 с даты выпуска)

Примечание. Срок службы может быть продлен при условии ежегодных проверок (но не более, чем на 5 лет). См. раздел 2.3

2. Указания по выбору, монтажу и эксплуатации.

При применении УЗФЭС должны учитываться особенности защищаемых солнечных электростанций, технология монтажа стандартная для низковольтных электроустановок.
Ниже, в кратком объеме, приведена информация об основных особенностях УЗФЭС, которой будет достаточно для квалифицированного специалиста при инсталляции.
Перед тем, как приступить к внесению в проект УЗФЭС, составлению монтажных схем по их подключению необходимо внимательно ознакомиться с данным техническим описанием, а так же, если нужное решение в нем не описано, с Инструкцией по выбору и применению устройств защиты фотоэлектрических систем (УЗФЭС).

2.1 Выбор типа устройства защиты.

УЗФЭС выполняют три основные функции, каждой из которых соответствует свое место установки:
1) Защита только оборудования (инверторы, контроллеры). Установка в непосредственной близости от защищаемого оборудования.
2) Защита от заноса опасных перенапряжений в здания и сооружения, защищает подключенные к данному вводу кабели, распределительные устройства, оборудование. Установка в непосредственной близости от ввода.
3) Защита солнечных батарей. Установка в ящиках и боксах в непосредственной близости от солнечных батарей.
В зависимости от различных обстоятельств, одно устройство может одновременно выполнять две или даже три вышеуказанных функции.

Рисунок 5.

В том случае, если не берется в расчет вероятность прямого удара молнии в здание или сооружения, где установлена фотоэлектрическая система, или в сами батареи, то для защиты инвертора или контроллера достаточно установить УЗФЭС 3 класса, как показано на рисунке 5.

Рисунок 6.

На рисунке 6 показано схема защиты с двумя ступенями. Непосредственно на вводе в здание (контейнер или другое сооружение) установлено УЗФЭС класса 2 (или класса 1+2). Его задача – ограничить помеху в цепи провод-земля. Между УЗФЭС-2 (УЗФЭС 1+2) и УЗФЭС-3 должно быть расстояние не менее 10 метров (берется в расчет длина кабеля). Если длина кабеля меньше, необходимо использовать разделительный дроссель емкостью 6 мкГн, рассчитанный на максимальный рабочий ток.
На вход УЗФЭС-3 поступает импульс перенапряжения, уровень которого значительно уменьшен УЗФЭС-2. Кроме ограничения помехи в цепи провод-земля (синфазная) УЗФЭС-3, выполненное по Y-схеме, ограничивает перенапряжение в цепи провод-провод (дифференциальная помеха).

При необходимости можно выполнить Y-схему при помощи совместного включения УЗФЭС класса 2 и УЗФЭС-Д. Данное решение может применяться в том случае, когда необходимо одновременно применить УЗИП класса 2 (исходя из мощности помех) и обеспечить защиту от дифференциальных помех. Максимальный разрядный ток УЗФЭС-Д должен быть не меньше максимального разрядного тока УЗФЭС, а в случае установки этой комбинации на вводе в здание – превышать его.

При выборе типа УЗФЭС необходимо руководствоваться следующими требованиями:

• максимальное длительное рабочее напряжение (Uс) должно быть выше напряжения холостого хода солнечной батареи (в холодный солнечный день, без нагрузки);
• в случае совместного применения УЗФЭС-2 и УЗФЭС-Д их максимальные длительные рабочие напряжения суммируются;
• в случае применения двух ступеней защиты максимальные длительные рабочие напряжения УЗФЭС обоих ступеней должны быть одинаковыми;
• принятие решения о классе УЗФЭС, количестве каскадов защиты, выборе УЗФЭС по максимальному разрядному току (Imax) , импульсному току (Iimp) делается на основе ожидаемого уровня помех и стойкости оборудования к перенапряжениям.

2.2 Особенности подключения и монтаж.

Монтаж и подключение УЗФЭС производится с использованием стандартных способов, инструментов и материалов, применяемых для низковольтных электроустановок и распределительных устройств. Основные особенности подключения и монтажа УЗФЭС приведены ниже.

Рисунок 8. Различные способы подключения УЗФЭС

Для подключения УЗФЭС используются многожильные медные кабели. Оконцовка зачищенных жил с помощью втулочных кабельных наконечников не обязательна, но желательна. Рекомендуется для подключения к клеммам (+) и (-) УЗФЭС выбирать соответствующие цвета. Подключение к клемме PE должно делаться проводом заземления с желто-зеленой изоляцией (например, ПВ-3).
Провода должны быть, по возможности, минимальной длины.

Таблица 11. Рекомендуемые сечения жил для подключения УЗФЭС

Источник