Uchaguzi wa Vifaa vya Ulinzi wa Kuongezeka kwa Mifumo ya PV - Usakinishaji wa SPD

1. Mambo Yanayoathiri Usakinishaji wa SPD

Volti nyingi katika mifumo ya photovoltaic ya paa (PV) husababishwa hasa na mipigo ya moja kwa moja ya radi (juu au karibu na jengo au vifaa vya PV vyenye LPS), volteji inayosababishwa na mabadiliko ya uwanja wa umeme unaohusiana na radi, au shughuli za kubadili katika mitandao ya usambazaji wa nguvu ya AC/DC. Ili kutathmini hitaji la ulinzi wa mawimbi na kubaini mkakati unaofaa wa kinga, volteji inayostahimili msukumo uliokadiriwa (Uw) ya vifaa inapaswa kutumika kama marejeleo. Isipokuwa imeainishwa vinginevyo na tathmini ya hatari, SPD zinapaswa kusakinishwa pande zote mbili za DC na AC za mfumo wa PV.

Vifaa vilivyo ndani ya mfumo wa PV ambavyo vinaweza kuhitaji ulinzi ni pamoja na:

Vigeuzi, ikiwa ni pamoja na viunganishi vya mfumo wa AC wenye volteji ya chini na mfumo wa DC, safu za PV, nyaya za ndani za mfumo wa PV, vipengele vilivyowekwa kati ya safu za inverter na PV, kama vile visanduku vya kuchanganya; vifaa vinavyotumika kwa ajili ya ufuatiliaji na udhibiti wa mfumo wa PV.

Kulingana na IEC 61643-12 na sehemu husika za GB/T 21714, uteuzi na usakinishaji wa SPD kwa mifumo ya PV hutegemea mambo mengi. Hizi ni pamoja na msongamano wa mwangaza wa ardhini (NG) [1/km²·mwaka] au wastani wa idadi ya siku za dhoruba kwa mwaka (T), sifa za mfumo wa usambazaji wa umeme wa volteji ya chini (km, nyaya za juu au nyaya za chini ya ardhi) na aina ya vifaa vinavyolindwa, ikiwa Mfumo wa Ulinzi wa Umeme wa nje (LPS) umewekwa ili kulinda mfumo wa PV kutokana na mgomo wa moja kwa moja wa radi.

Ikiwa LPS ya nje ipo, mahitaji ya SPD huathiriwa na kiwango cha ulinzi (Aina) ya LPS na kama umbali unaohitajika wa utenganisho (S) kati ya LPS na mfumo wa PV unadumishwa (LPS iliyotengwa dhidi ya LPS isiyotengwa).

2. Ushawishi wa Mipangilio Tofauti ya Nje ya LPS kwenye Ulinzi wa Umeme kwa Mifumo ya PV

Ufungaji wa SPD kwa mifumo ya PV ya paa kwa ujumla huangukia katika makundi matatu, kulingana na uwepo na aina ya LPS ya nje:

(1) Mifumo ya PV Bila LPS ya Nje

Kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro (haujajumuishwa hapa), ikiwa jengo halina mfumo wa nje wa ulinzi wa radi, SPD zinapaswa kusakinishwa kulingana na matokeo ya tathmini ya hatari ya radi. Inashauriwa kusakinisha vifaa vya ulinzi wa mawimbi pande zote mbili za AC na DC ili kulinda vipengele muhimu vya PV.

Kwa upande wa DC, SPD ya Aina ya 2 DC (iliyoteuliwa kama DC1) inapaswa kusakinishwa karibu na kisanduku cha mchanganyiko wa PV au safu ya PV (ikiwa hakuna kisanduku cha mchanganyiko kinachotumika). SPD hii inalinda jengo kutokana na milipuko ya nje inayopitishwa kupitia nyaya za PV na kwa kawaida husakinishwa mara tu baada ya nyaya za PV kuingia ndani ya jengo. SPD nyingine ya Aina ya 2 DC (iliyoteuliwa kama DC2) inapaswa kusakinishwa karibu na ingizo la DC la kibadilishaji. Ikiwa urefu wa kebo kati ya DC1 na kibadilishaji ni chini ya mita 10, DC1 inaweza kuachwa.

Kwa upande wa AC, SPD ya Aina ya 2 ya AC (iliyoteuliwa kama AC1) inapendekezwa kwenye ingizo la mtandao mkuu wa AC, kwa kawaida iko kwenye paneli kuu ya usambazaji. Kifaa hiki hulinda dhidi ya milipuko inayotoka kwenye gridi ya matumizi. Ikiwa AC1 inahitajika katika mfumo bila ulinzi wa nje wa umeme inategemea matokeo ya tathmini ya hatari ya umeme. Ili kulinda kibadilishaji cha gharama kubwa, SPD ya Aina ya 2 ya AC (iliyoteuliwa kama AC2) kwa kawaida huwekwa karibu na pato la AC la kibadilishaji. Ikiwa urefu wa kebo kati ya AC1 na AC2 ni chini ya mita 10, AC2 inaweza kuachwa. Tafadhali rejelea jedwali la usanidi kwa mwongozo wa kina.

(2) Mifumo ya PV yenye LPS ya Nje Inayokidhi Umbali Unaohitajika wa Kutengana (LPS Iliyotengwa)

Kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro, wakati jengo lina mfumo wa ulinzi wa nje wa radi (kama vile fimbo za kuzima hewa au tepu) na safu ya PV ya paa inalindwa na mfumo huu huku umbali sahihi wa kutenganishwa ukidumishwa, mfumo wa PV unachukuliwa kuwa na vifaa vya LPS vilivyotengwa. Hata katika hali hii, kusakinisha SPD bado ni muhimu.

Kwa mifumo yenye LPS iliyotengwa, usanidi wa SPD ni sawa na mifumo isiyo na ulinzi wowote wa nje wa umeme. SPD ya Aina ya 2 DC inapaswa kusakinishwa karibu na kisanduku cha mchanganyiko, au karibu na safu ya PV ikiwa hakuna kisanduku cha mchanganyiko kinachotumika. SPD nyingine ya Aina ya 2 DC inapaswa kuwekwa karibu na upande wa DC wa kibadilishaji, na SPD ya Aina ya 2 AC karibu na upande wa AC wa kibadilishaji. Hata hivyo, kwa sababu mfumo wa PV unaunganisha ndani na nje ya jengo, SPD ya Aina ya 1 AC pia inahitajika kwenye ubao mkuu wa usambazaji wa AC ambapo nguvu ya matumizi huingia ndani ya jengo. Rejelea jedwali la usanidi kwa mwongozo wa kina wa mpangilio.

(3) Mifumo ya PV yenye LPS za Nje Ambazo Hazifikii Umbali Unaohitajika wa Kutengana (LPS Isiyotengwa)

Katika mifumo ya PV ya paa ambapo paneli ziko karibu sana na mfumo wa ulinzi wa umeme wa nje (LPS) na haziwezi kufikia umbali unaohitajika wa usalama, sehemu zote za chuma za mfumo wa PV zinahitaji kuunganishwa na LPS ili kuhakikisha uunganishaji sahihi wa vifaa vya umeme. Hii ndiyo mbinu ya kawaida inayotumika kwa ulinzi wa umeme wa paa. Katika mpangilio huu, nyaya za AC na DC zote hutendewa kama kondakta sambamba katika mfumo wa uunganishaji, kumaanisha kuwa zinaweza kuathiriwa moja kwa moja na mkondo wa umeme. Ndiyo maana IEC inapendekeza kutumia vifaa vya kinga vya aina ya 1 surge (SPDs)—kawaida pamoja na SPD za aina ya 2—katika sehemu muhimu katika mfumo: ambapo nyaya za PV huingia ndani ya jengo, na kwenye pande zote mbili za AC na DC za vifaa muhimu kama vile inverter.

Kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro, DC1 inapaswa kusakinishwa karibu iwezekanavyo na kisanduku cha kuunganisha, au karibu na safu ya PV ikiwa hakuna kisanduku cha kuunganisha. DC2 na AC2 zinapaswa kuwekwa karibu na kibadilishaji umeme ili kuipa ulinzi bora. Mara nyingi, AC1 (kwenye paneli kuu) na AC2 (karibu na kibadilishaji umeme) zote zinahitajika. Lakini ikiwa kibadilishaji umeme kimewekwa ndani ya paneli kuu na vinashiriki ardhi sawa, na urefu wa kebo ni chini ya au sawa na mita 0.5, basi AC2 inaweza isiwe muhimu. Unaweza kuangalia jedwali kwa mwongozo wa kina wa usakinishaji.

1：DC1 inaweza kuachwa chini ya masharti yafuatayo: Ikiwa urefu wa kebo kati ya DC1 na kibadilishaji umeme ni chini ya mita 10, na kiwango cha ulinzi wa volteji (Juu) cha AC2 ni chini ya au sawa na mara 0.8, msukumo uliokadiriwa wa safu ya PV hustahimili volteji (Uw); au ikiwa Up ya AC2 ni chini ya au sawa na mara 0.5 Uw na kondakta wa PE (dunia inayolinda) imeelekezwa karibu na nyaya za DC.

2：AC2 inaweza kuachwa chini ya masharti yafuatayo: Ikiwa urefu wa kebo kati ya AC1 na AC2 ni chini ya mita 10; au ikiwa kibadilishaji umeme na bodi kuu ya usambazaji vinashiriki elektrodi moja ya kutuliza, na nyaya za muunganisho wa SPD hazizidi mita 0.5 kila moja—kwa mfano, ikiwa kibadilishaji umeme kimewekwa ndani ya paneli kuu.

3：Eneo la chini kabisa la sehemu mtambuka kwa kondakta za kutuliza za SPD: Kwa SPD za Aina ya 2, kondakta wa kutuliza wa shaba haipaswi kuwa chini ya mm² 6; kwa SPD za Aina ya 1, haipaswi kuwa chini ya mm² 16.

Uchaguzi wa SPD za upande wa DC katika mifumo ya PV ya paa hutegemea sana jinsi jengo linavyolindwa kutokana na radi na jinsi mfumo unavyounganishwa kwa waya. Kulingana na jedwali la usanidi na viwango vya IEC, kunapaswa kuwa na kinga ya mawimbi upande wa DC wa inverter. Lakini SPD za ziada karibu na kisanduku cha kuunganisha—au karibu na paneli za PV ikiwa hakuna kisanduku cha kuunganisha—zinahitajika tu ikiwa kebo kati ya paneli na inverter ni ndefu kuliko mita 10.

Hata hivyo, hivi sivyo inavyofanyika kila mahali. Katika baadhi ya nchi—kwa mfano, Ujerumani—sheria kimsingi ni kinyume chake. Huko, ulinzi wa DC surge huwekwa karibu na paneli za PV, na unahitaji tu kuongeza moja karibu na inverter ikiwa kebo inapita zaidi ya mita 10.