Щиты солнечных электростанций: защита строк DC, ОПН DC и распределение AC
Щиты солнечных электростанций: На стороне постоянного тока правила меняются: ток не проходит через нуль, дуга не гаснет сама, строки под напряжением весь день.
СодержаниеЩиты солнечных электростанций объединяют на одном объекте два разных мира: сторону постоянного тока от модулей и сторону переменного тока после инвертора. На стороне AC действует привычная логика низковольтного щита. На стороне DC ток никогда не проходит через нуль, дуга не гаснет сама, а строки находятся под напряжением при любом дневном свете — и это меняет проект с самого начала.
Почему сторона DC ведёт себя иначе
В переменном токе дуга гаснет естественно, поскольку ток дважды за период проходит через нуль. Постоянный ток такой помощи не даёт: возникшая дуга сохраняется в аппарате, не рассчитанном на неё. Поэтому в цепях DC применяют выключатели, предохранители и разъёмы, разработанные для постоянного тока и выбранные по правильному классу напряжения. Второе отличие — безопасность: строки вырабатывают напряжение весь день, поэтому процедура отключения и маркировка на стороне DC значат ещё больше, чем на AC.
Защита строк и сборный щит массива
Отдельный предохранитель на каждую строку не даёт повреждению в одной цепи мешать остальным и упрощает поиск неисправности. Выбор предохранителя опирается на ток короткого замыкания строки, температурную поправку и характеристику gPV. С ростом числа строк растёт и потребность в измерениях: контроль тока по строкам отличает потерю выработки от затенения от потери из-за повреждения.
ОПН для стороны DC и заземление
Солнечные станции занимают большие площади и обычно расположены на открытой местности, что делает их уязвимыми к грозовым перенапряжениям. ОПН на стороне DC должен быть предназначен для постоянного тока и выбран по максимальному напряжению системы; устройство типа AC в цепи DC небезопасно. Устройства ставят и в сборном щите, и рядом с инвертором с учётом зоны защиты. Логика выбора описана в материале о выборе ОПН.
Щит выхода AC и сетевые защиты
| Вопрос | Сторона DC | Сторона AC |
|---|---|---|
| Поведение дуги | Сама не гаснет | Гаснет при переходе тока через нуль |
| Аппарат защиты | Выключатель с номиналом DC, предохранитель gPV | Стандартный автомат и предохранитель НН |
| Защита от перенапряжений | ОПН типа DC | ОПН типа AC |
| Процедура отключения | Днём под напряжением, план обязателен | Отключается вводным аппаратом |
| Измерения | Ток строк и сопротивление изоляции | Энергия, качество, учёт выдачи |
На стороне AC выходы инверторов собираются, настраивается селективность, а в точке присоединения обеспечиваются функции защиты, требуемые сетевой организацией: обнаружение островного режима, защиты по напряжению и частоте, блокировка выдачи. Об инфраструктуре измерений см. мониторинг энергии в щитах.
Наружные условия: УФ, температура и степень защиты
Полевые щиты чаще всего работают снаружи под прямым солнцем. При выборе корпуса учитывают стойкость к УФ, двойную обшивку или солнцезащитные экраны, подходящие степени IP и IK и вентиляцию, ограничивающую внутреннюю температуру. Поскольку высокая внутренняя температура снижает допустимые токи предохранителей и аппаратов, тепловым расчётом здесь пренебрегать нельзя. О степенях защиты см. материал о степени защиты IP.
Главное: щиты солнечных электростанций
- Почему сторона DC ведёт себя иначе — В переменном токе дуга гаснет естественно, поскольку ток дважды за период проходит через нуль.
- Защита строк и сборный щит массива — Отдельный предохранитель на каждую строку не даёт повреждению в одной цепи мешать остальным и упрощает поиск неисправности.
- ОПН для стороны DC и заземление — Солнечные станции занимают большие площади и обычно расположены на открытой местности, что делает их уязвимыми к грозовым перенапряжениям.
- Щит выхода AC и сетевые защиты — На стороне AC выходы инверторов собираются, настраивается селективность, а в точке присоединения обеспечиваются функции защиты, требуемые сетевой организацией: обнаружение островного…
- Источник стандарта — каталог публикаций IEC: iec.ch.
Частые вопросы
Нужен ли отдельный предохранитель каждой строке?
На практике да, если строк больше двух. Отдельный предохранитель изолирует повреждённую строку и ограничивает обратный ток в остальные. В малых системах решающей является документация изготовителя инвертора.
Можно ли заменить выключатель DC аппаратом для AC?
Нет. Аппарат с номиналами только для переменного тока не рассчитан на гашение дуги постоянного тока и создаёт риск пожара. В цепи DC номинальное напряжение постоянного тока и число полюсов проверяют по маркировке.
Нужны ли УЗО в щите СЭС?
С бестрансформаторными инверторами ток утечки может содержать постоянную составляющую, что требует устройства типа B или опоры на функцию контроля изоляции инвертора. Выбор следует условиям изготовителя инвертора.
Похожие статьи
- ИБП и распределение критического питания: байпас, статический переключатель, два ввода
- Защита двигателя: тепловое реле, автомат защиты двигателя и PTC
- Стойкость к внутренней дуге и защита от дуги: что даёт МЭК 61641
- Щит системы накопления энергии (BESS): защита постоянного тока и интерфейс PCS
- Все технические статьи
Связанное решение Devpan: низковольтные щиты.
Devpan проектирует щиты солнечной станции от сборных щитов до щитов выхода и присоединения к сети с учётом наружных условий. Пришлите однолинейную схему станции — спланируем стороны DC и AC вместе.
