Datblygu a chymhwyso ffiws ar gyfer diogelu'r system ffotofoltäig
Crynodeb: Cyflwyno hanes datblygu ffiws a ddefnyddir i ddiogelu'n or-eang mewn systemau ffotofoltäig. Drwy ddarpariaethau'r safonau IEC ac UL ar gyfer ffwdan ffotofoltäig, ynghyd ag arferion peirianyddol gweithgynhyrchwyr blychau cyfunol adnabyddus a DC gartref a thramor , Rhowch y rhagofalon ar gyfer y detholiad cywir o ffwdan ar gyfer diogelu'r system ffotofoltäig.
Bysiau: gwarchodaeth or-ddyfredol; ffiws dosbarth gPV; blwch cyfuno DC ffotofoltäig: gwrthdroad sy'n ganolog i bŵer uchel
Cyflwyniad PV Fuses
Yn 1864, defnyddiodd y diwydiant trydanol wifren blatinwm fel ffiws i ddiogelu ceblau isforol. Ganed y ffiws yn oes lampau golygfeydd ac mae ganddo hanes o fwy na 0 mlynedd o gais. Nid yw'r ffiws erioed wedi dyddio ac mae ei ddibynadwyedd wedi dod yn "llinell olaf y gorchfygiad" ar gyfer diogelu cylchedau trydanol.
Gellir olrhain diogelwch llinell y ffiws i system drydanol DC yn ôl i 1879. Cynhyrchodd yr Athro Thampson ffiws gwell y flwyddyn honno. Mae dwy wifren haearn wedi'u cysylltu â phêl fetel. Mae'r bêl wedi'i gwneud o blwm a tun. Aloi neu ddeunyddiau dargludol pwyntiau toddi isel eraill. Pan fydd cerrynt digon mawr yn mynd drwy'r ffiws am gyfnod digon hir, bydd y bêl fetel yn toddi ac yn syrthio, fel bod y gwifrau wedi'u gwahanu a bod y gylched wedi torri. Mae'n werth nodi bod y rhan fwyaf o'r cylchedau, cyn 1890, yn defnyddio cerrynt uniongyrchol, felly ar ôl i'r gylched gael ei datgysylltu'n sydyn, byddai arc yn sicr o ddigwydd. Felly, mae'r amddiffyniad ffiws yn cael ei gymhwyso gyntaf i amgylchedd DC, ac yna'n berthnasol i amgylchedd AC.
Egwyddor sylfaenol y ffiws yw gadael i ddarn bach o ddeunydd dargludiadol ymasiad pan fo angen, fel nad yw rhan iach y gylched warchodedig wedi'i difrodi, a bod difrod y rhan ddiffygiol wedi'i gyfyngu i'r ystod leiaf posibl
Yn ôl y cerrynt a ollymwyd, gall y ffiws fod yn cynnwys un neu sawl melin yn gyfochrog. Pan fydd gorddyfredol digon mawr yn llifo drwy'r ffiws, mae'r melt yn toddi, ac yna cynhyrchir arc.
Un
1 Safon ffiws yw conglfaen ansawdd
Cyn gynted â 1931, dywedodd y Comisiwn Electrodechnegol Rhyngwladol (IEC):
l) Dylai pob ffiws sydd wedi'i gynllunio a'i gynhyrchu allu cael ei ddefnyddio'n barhaus o fewn yr ystod gyfredol a sgôr;
2) Pan fo'r presennol yn fwy na gwerth penodol a achosir gan orlwytho, dylai'r ffiws allu gweithredu mewn cyfnod digon byr i ddiogelu'r offer rhag difrod;
3) Pan fydd damwain yn digwydd i'r offer neu linell, dylai'r ffiws weithredu'n gyflym i leihau'r difrod i'r rhan ddamweiniau a peidio â niweidio'r rhan iach.
Felly, rhaid i'r ffiws fod â nodweddion cyfredol o ran amser. Ar gyfer unrhyw gais, dylid dewis y ffiws yn gywir. Unwaith y bydd nam yn digwydd, gellir adnabod graddau'r nam yn gywir er mwyn osgoi datgysylltu diangen. Rhestra Tabl 1 safonau ffiws gwahanol wledydd a rhanbarthau a ddefnyddir yn y diwydiant ffotofoltäig.
YNNI'R HAUL
Tabl 1 Gweithredu safonau ffiws ffotofoltäig mewn gwahanol wledydd a rhanbarthau
Rhif safonol Cwmpas cymwysadwy
IEC 60269. 6. 2010 Ed.l
GB/T 13539, 6·2013 UL 2579. 2m3 Ed. 9
DIN EN 60269·6一2011 Gofynion atodol ar gyfer cysylltiadau ffiws ar gyfer diogelu systemau ynni ffotofoltäig solar
Ffiws foltedd isel-Rhan 6: Gofynion atodol ar gyfer cysylltiadau ffiws ar gyfer diogelu system ffotofoltäig solar
Ffiws ar gyfer Systemau Ffotofoltäig
Ffiws foltedd isel · Rhan 6: Gofynion atodol ar gyfer ffuselinks ar gyfer diogelu systemau ynni ffotofoltäig solar Safonau Rhyngwladol y Comisiwn Electrotechnegol
(Yn gymwys yn Ewrop) Safon genedlaethol Tsieineaidd, safon UL Americanaidd, safon Almaeneg
2 Cymhwyso ffwdan yn gyffredinol mewn systemau ffotofoltäig yng ngwledydd Ewrop ac America. Dewisodd ymchwilwyr a gymerodd ran yn y gwaith o ddylunio a dadansoddi'r system ffotofoltäig gyfan yng ngwledydd Ewrop ac America ffwdan fel offer trydanol foltedd isel ar gyfer gwarchodaeth or-bresennol mewn systemau DC ffotofoltäig ar ôl cymharu a mesur yn ofalus. Y defnydd cyffredinol o ffwdan yn y diwydiant ffotofoltäig. Ysgrifennodd yr Athro John Wiles erthygl yn 2008 a nododd mai'r rheswm pam yr argymhellir ffiws fel dyfais amddiffyn or-gyfredol mewn amgylchedd gyda foltedd DC sy'n fwy na 0 V yw canlyniad ystyriaeth gynhwysfawr o'r lefel bresennol, effeithiolrwydd a chost is.]
Gellir canfod y bydd labeli modiwlau ffotofoltäig yn cael eu marcio â
cyfres Fuse "! Ge" Uchafswm Cyfres Fuse
Tabl 2 Y cerrynt cylch cyfyng o fodiwlau ffotofoltäig a'r ystadegau lefel cyfredol uchaf o ffwdan cyfresi
Gwneuthurwr batri Isc/A ffiws sgôr gyfredol Math o batri
Solar Cyntaf
Solar Cyntaf
Hanergy Photofoltaic Trina Solar
Solarfun (Hanwha Solar()ne)
Solar Canada
ET Solar
Hynny yw, uchafswm lefel bresennol y ffiws sy'n gysylltiedig mewn cyfres â'r gydran. Gellir gweld o Dabl 2 fod y gwahaniaeth ym proses weithgynhyrchu paneli solar yn arwain at wahaniaethau mawr mewn cerrynt cylchedau byr.
3 Y safle defnydd a'r mathau o ffwdan yn y system ffotofoltäig gyfan. Ystyriwch y gwrthdroyddion a lansiwyd gan ABB ym marchnad Gogledd America fel enghraifft. Mewn systemau ffotofoltäig yng ngwledydd a rhanbarthau Ewrop ac America, mae'r lleoliadau canlynol yn gyffredinol i ddefnyddio ffwdan:
1) Ochr newydd y blwch cyfuno DC: diogelu llinyn batri'r haul (ffiws dosbarth gPV, IEC 60269-6):
2) Ochr fewnfa DC y gwrthdrowr canolog: diogelu cysylltiad inyn ochr DC (ffiws dosbarth gPV);
3) Diogelu modiwlau mewnol gwrthdro canolog: diogelu'r modiwl gwrthdro (ffiws dosbarth R, IEC 60269·4);
4) Diogelu'r cysylltydd codi tâl yn y gwrthdrowr canolog: diogelu cysylltydd cylchedau cyn codi tâl (ffiws dosbarth gPV);
5) Canfod larwm nam ar y ddaear GFPD: fe'i defnyddir ar gyfer larwm nam ar y ddaear (ffiws dosbarth gpv);
6) Ochr AC y gwrthdrowr canoledig: mae'n diogelu'r modiwl gwrthdro a'r prif offer trydanol cylched ar ochr yr AC (ffiws dosbarth R).
Yn eu plith, a ffiws dosbarth gpv yw'r math o ffiws. Defnyddir ffiws mewn cyfanswm o 6 swydd yn y system ffotofoltäig. Mae'r ffiws yn gyfrifol am bron pob ochr DC i ddiogelu'r blwch cyfunol a'r gwrthdrowr a'r rhan fwyaf o'r amddiffyniad gorredol ar ochr AC.
Mae Tabl 3 yn rhestru'r mathau cyffredin o ffwdan. O safbwynt eu lleoliadau defnyddio, gellir gweld mai ffwdan yw'r cynhyrchion prif ffrwd ar gyfer diogelu cylchedau electronig pŵer mewn systemau cynhyrchu pŵer sy'n gysylltiedig â'r grid ffotofoltäig canolog. A barnu o'r ardal fawr a defnydd hirdymor yn Ewrop ac America, cyn belled â bod modd dewis y ffiws yn gywir, nid yn unig y gellir diogelu'r cydrannau yn y system drydanol gyfan yn sefydlog am amser hir, ond hefyd gellir diogelu'r gwrthdrowr canolog ei hun yn effeithiol.
Tabl 3 Defnyddio categorïau o ffwdan gyffredin
Gg
Ac
aR
gR
Defnyddir gB yn gyffredinol ar gyfer cysylltiadau ffiws gydag ystod lawn o gapasiti torri, a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer diogelu ceblau a gwifrau
Ffiwsio i ddiogelu rhan o gapasiti torri'r gylched echddygol
Ffiwsio i ddiogelu rhan o gapasiti torri dyfeisiau lled-ddargludyddion
Ffiws ar gyfer diogelu'r ystod lawn o gapasiti torri dyfeisiau lled-ddargludyddion (yn gyflymach na gS) ffiws ffotofoltäig
Cynyddu'r defnydd o wifrau i ddiogelu'r ystod lawn o gapasiti torri dyfeisiau lled-ddargludyddion. Cysylltiadau ffiws wedi'u graddio. Cysylltiadau ffiws gydag ystod lawn o gapasiti torri ar gyfer mwyngloddiau.
Yn Nhabl 3, mae'r llythyr achos isaf cyntaf yn dangos ystod torri'r ffiws; mae'r ail lythyrau a llythyrau dilynol yn dangos nodweddion, hynny yw, nodwch y categori defnydd a diffiniwch yr ystod ymgeisio.
l) "g" yn cynrychioli ystod o gyswllt ffiws capasiti sy'n torri, sy'n golygu y gall y cyswllt ffiws dorri pob gorddyfredol o'r isafswm presennol toddi i'w gapasiti torri. Gellir defnyddio'r ffiws capasiti torri ystod lawn fel dyfais amddiffyn ar wahân.
2) mae "a" yn cynrychioli ystod rannol o gyswllt ffiws capasiti sy'n torri, sy'n golygu na all y cyswllt ffiws ond torri cerrynt uchel o luosog penodol o'i gyfredol. Dim ond ar gyfer diogelu cylchedau byr y gellir defnyddio rhan o'r ystod o gysylltiadau ffiws capasiti sy'n torri, felly gellir ei ddefnyddio ar y cyd â dyfeisiau eraill sy'n darparu amddiffyniad gor-ddyfredol. Defnyddir cysylltiadau ffiws capasiti sy'n torri ystod yn aml hefyd fel gwarchodaeth wrth gefn ar gyfer dyfeisiau newid eraill sydd â chapasiti torri is (fel cysylltwyr neu dorri cylchedau).
Cynnig y cysyniad o ffiws dosbarth 4gPV
Gellir ystyried gpv fel ffiws cyffredinol a ddefnyddir mewn systemau DC ffotofoltäig, ac mae hefyd yn cynrychioli ffiws gydag ystod lawn o gapasiti torri.
Ganed y cysyniad o'r math hwn o ffiws drwy gyflwyno'r safon 1 E c 60269-6. Yn y blaen, defnyddiwyd gR fel ffiws amddiffyn ar gyfer yr ochr DC yn Ewrop. Ar ôl cyflwyno'r cysyniad o ffiws gpv, ffiws gR Mae safle'r ochr PV DC yn cael ei ddisodli. Cynigiwyd safon UL 2579 Americanaidd (Fuses for Photofoltaic Systems) am y tro cyntaf ym mis Rhagfyr 2007. Mae'r safonau hyn yn seiliedig ar y safon sylfaenol UL248 ar gyfer ffwdan, sy'n nodi mwy o ofynion prawf sy'n bodloni nodweddion diogelu cylchedau ffotofoltäig.
Mae safon y Bwrdd Gweithredol Gwybodaeth yn nodi y dylai'r ffiws ar gyfer diogelu'r system ffotofoltäig (ffiws dosbarth gPV) a ddefnyddir yn y gylched DC fodloni'r gofynion canlynol. 7]: l) Y capasiti torri isaf yw 10kA DC
2) Inf cyfredol confensiynol nad yw'n ffiws: 1彐3 /,,, cerrynt ffiws/f: L45巛 Sylwer: Y cerrynt ffiws y cytunwyd arno yn y safon UL: L35 0, lle /n yw cerrynt y ffiws.
3) Mae'r gwaith o ddilysu cerrynt wedi'i raddio yn cael ei wirio gyda 3000 o gylchoedd cyfredol.
4) Cynyddu'r broses o ddilysu lefel drifft a ysgogir gan thermol derbyniol a dilysu swyddogaethol o dan amodau tymheredd eithafol. Yn ogystal, dylid trefnu'r prawf capasiti cyfredol a thorri y cyswllt ffiws y cytunwyd arno ar ôl dilysu lefel drifft ymsefydlu thermol derbyniol (h.y. cylch tymheredd) ar ben, a dylid adfer y cynnyrch prawf i dymheredd ystafell (25°C) am o leiaf 3 h cyn parhau.
Y prawf cylch presennol yw sicrhau bod y gpvtJk yn gweithredu'n sefydlog yn y tymor hir yn ôl y tymheredd sy'n newid yn gyson a'r llwyth presennol yn amgylchedd peirianyddol gwirioneddol y maes ffotofoltäig. At hynny, dim ond y gofynion sylfaenol y mae'r safon yn eu pennu. O'r defnydd gwirioneddol, mae'r ffiws yn Ewrop ac America yn sefydlog ac yn ddibynadwy iawn yn y maes.
Yn ogystal, mae ffwdan dosbarth gpv wedi gwneud cyfraniad mawr at ragweld bai sylfaenol y system DC ffotofoltäig gyfan. Yn 2013, dewisodd Labordy Cenedlaethol Sandia yn yr Unol Daleithiau ffwdan gPV gan gyfanswm o 8 gweithgynhyrchwr ffiws fel gwrthrych yr ymchwil, ac astudiodd y sylfaen Mae sensitifrwydd y larwm methiant (GFPD) yn broblem.
O ran y gwahaniaeth rhwng ffiws y dosbarth gPV a ffiws eraill yn y gromlin amser presennol, mae Ffigur 1 yn dangos bod cyflymder ymateb cyflym iawn i ffiws y dosbarth gpv. Mae'n dechrau chwythu pan fydd yn mynd i mewn i safon UL L45/0L350 yn ffio'r ystod gyfredol, gan sicrhau ei bod yn
YNNI'R HAUL
I
Yn amgylchedd DC, gellir torri'r cerrynt cylchedau byr yn gyflym ac yn effeithiol hyd yn oed pan fo'r system ar fai am gylched fer yn isel.
Yn seiliedig ar nodweddion DC cyfredol (nid oes pwynt dim croesi o'i gymharu â'r presennol AC), y cyflymaf y bydd y ffiws DC yn symud, y mwyaf effeithiol y bydd effaith y nam cylched byr ar y system yn cael ei lleihau, a gellir torri'r bai dc yn ddibynadwy.
Ffiwsio cerrynt/A
Sylwadau: "×" yn y ffigur yn cynrychioli maint y cerrynt arbrofol i brofi amser ffiws y ffiws
Ffigur 1 Y gwahaniaeth rhwng cyrion ffiws dosbarth gpv a mathau eraill o ffwdan
5 Dewiswch ffiws dosbarth gPV yn gywir ar ochr fewnfa'r blwch cyfun
50 Penderfynu ar lefel foltedd graddiad o ffiws ffotofoltäig
Un冫1.2Uoc(STC) (l) Yn y fformiwla, 0 yw foltedd y ffiws ffotofoltäig y mae angen ei ddewis; C(STC) yw foltedd cylched agored y system ffotofoltäig a fesurir o dan amodau STC (STC, hynny yw, ar dymheredd ystafell) Pan fo'r radd yn 10m W/m).
Dylid nodi, yn ôl NEC 690.7, os oes angen i'r system ffotofoltäig weithredu ar dymheredd sy'n is na 40 o C, y dylid cynyddu'r ffactor 1.2 i L25.
5 2 Camau i bennu'r sgôr ame o ffwdan ffotofoltäig
l) Pennu'r llinell uchaf sy'n gyfredol 0. Ar gyfer allbwn y gylched ffotofoltäig, dylid ystyried swm y cerrynt cylched byr o bob llinyn sy'n gysylltiedig â'i gilydd drwy luosi ffactor diogelwch L25. Gan gymryd y llinyn fel enghraifft, y fformiwla yw:
uchafswm: 1.25(/scl+/sc2+/sc3+ ", deg Iscn) (2) NEC 60.8 · 0 yn A) a (2), mae'r ddarpariaeth hon i ystyried cerrynt cylchedau byr y gydran / "yn yr arbrawf Amgylchedd prawf safonol dan do (a fesurir o dan STO, ond pan fydd modiwlau ffotofoltäig yn rhedeg mewn amgylcheddau eithafol ar y safle, megis tymheredd isel a golau haul cryf yn y gaeaf, neu'r adlewyrchiad o eira o fynyddoedd ac eira yn gwella'r goleuo, celloedd solar Bydd allbwn presennol y bwrdd yn fwy na 7", felly mae NEC yn nodi bod angen lluosi L25 i gyfrifo,
2) Pennu'r sgôr ame ffiws enwol. N EC 690.8 · Mae Cymal A yn nodi na all ffactor yswiriant y ddyfais amddiffyn dros dro fod yn is na 125% wrth ystyried ffactor yswiriant y ddyfais amddiffyn or-fynd. Mewn geiriau eraill, ni all y ddyfais amddiffyn ordyfredol barhau i weithio o fewn yr ystod o fwy nag 80% o dan ei sgôr amerig enwol. /0.8: L25: 125%).
Yn= 1.251mas (3)
(4) 3) Os oes angen, mae angen dadfeilio'r amgylchedd eithafol y tu hwnt i'r ystod waith arferol.
sgôr (5) Yn y fformiwla, 7.1. d yw gwerth ardrethol y ffiws y mae angen ei ddewis; K yw'r ffactor sy'n difrïo, gellir pennu'r paramedr hwn drwy'r llinell ddifrïol a ddarperir gan wneuthurwr y ffiws
4) Penderfynu ar sgôr gyfredol y ffiws. 7. t. d Yn gyffredinol, nid yw'n union gyfartal â dosbarth presennol safonol y ffiws, a dylid penderfynu ar y ffiws sy'n perthyn i'r dosbarth presennol safonol yn ôl y dosbarth presennol uwch. Mae sgoriau presennol y ffiws a ddefnyddir yn y blwch cyfuno fel a ganlyn (uned: A): 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10,
1 2, cyd-ddigwyddiad, 16, 20, 25.
5) Gwnewch yn siŵr bod y cebl wedi'i ddiogelu gan y ffiws. Mae angen cadarnhau bod y ffiws o'r sgôr gyfredol safonol a ddewiswyd yn llai na sgôr ame'r arweinydd cebl a ddewiswyd. Os nad yw'n bodloni'r gofynion, am resymau diogelwch, rhaid cynyddu diamedr gwifren y cebl.