Zaščita fotonapetostnih polj

Ko govorimo o sončnih elektrarnah velikih moči in 1500 V napetosti na enosmerni strani razsmernika, lahko razmišljamo o različnih rešitvah kako takšen sistem projektirati in kasneje zagnati v obratovanje. Obstaja več načinov pretvorbe enosmerne napetosti v izmenično.

Anže Jerman Produktni vodja

1. 1500-voltni enosmerni fotonapetostni sistemi

Izbira fotonapetostnega razsmernika določa kakšna bo električna topologija na enosmerni strani in katera vrsta zaščite je potrebna. Na splošno je mogoče fotonapetostne sisteme razdeliti na pretvorbo napetosti s centralnim razsmerniki ali razsmerniki na nivoju fotonapetostnih nizev. Zaščita fotonapetostnih polj je potrebna v sistemih s centralnimi razsmerniki.

Slika 1: Zaščita 1500-voltnega fotonapetostnega polja

2. Zaščita fotonapetostnega polja

Na nivoju fotonapetostnega polja so nizi fotonapetostnih modulov združeni v enosmernih razdelilnih omaricah, zaščiteni z gPV talilnimi vložki proti morebitnimi povratnimi tokovom, ki bi lahko tekli ob okvari katerega od fotonapetostnih nizev. Nazivni tok zaščite fotonapetostnega polja je odvisen od izhodnega toka posamične enosmerne razdelilne omarice. Nazivni tokovi so v tem primeru višji kot v običajnih aplikacijah, saj fotonapetostni sistemi običajno proizvajajo velike moči. Zato NH talilni vložki popolnoma izpolnjujejo zahteve za zaščito fotonapetostnih sistemov velikih moči. Izhodni tok enosmernih razdelilnih omaric je običajno v območju od 100 do 630 A, odvisno od velikosti fotonapetostnega sistema. Za 1500-voltne enosmerne sisteme so talilni vložki zasnovani v velikosti NHXL.

Na nivoju fotonapetostnega polja se zaščita namenjena ščitenju enosmernih kablovodov. Zaščita mora biti zasnovana tko, da prepreči škodo v primeru preobremenitev ali kratkostičnih tokov. Talilni vložki gPV karakteristike popolnoma izpolnjujejo zahteve po hitrem delovanju v primeru kratkega stika v enosmernih tokokrogih. Prednost je njena karakteristike celotnega območja, ki zagotavlja učinkovito zaščito za preprečevanje škode, ki lahko nastane v celotnem območju I-t karakteristike, tudi v primeru preobremenitev.

gPV karakteristika celotnega območja je popolna za zaščito enosmernih fotonapetostnih sistemov. Pokriva tako preobremenitve kot posledice nepričakovanega pregrevanja kot tudi kratkostične tokove kot posledica okvar v fotonapetostnem sistemu.

3. Primer zaščite fotonapetostnega polja

Spodnji primer kaže, kako izbrati pravilno zaščito fotonapetostnega polja z vidika projektiranja nazivnega toka. Izbrane vrednosti so le informativne za prikaz primera.

Slika 2: : Kratkostični tok fotonapetostnega polja je vsota vseh kratkostičnih tokov fotonapetostnih nizov.

Zahteve za načrtovanje in zaščito fotonapetostnih sistemov določa Mednarodna elektrotehnična komisija. Načrtovanje in zaščito fotonapetostnih sistemov opisuje standard IEC 62548.

Določitev zaščite fotonapetostnega polja:

V prvem koraku določitve nazivnega toka zaščite fotonapetostnega polja moramo poiskati vrednost kratkostičnega toka fotonapetostnih modulov, ki je navedena na specifikacijski nalepki na zadnji strani modulov:

Kratkostični tok fotonapetostnega polja je zmnožek kratkostičnega toka fotonapetostnega modula s številom fotonapetostnih nizov.

Nazivni tok zaščite fotonapetostnega polja znaša v skladu z izračunom od 144 do 276 A.

Na primeru niso upoštevani drugi zunanji pogoji (temperatura okolice itd.). Nazivni tok zaščite fotonapetostnega polja je treba izračunati v skladu s celovitimi informacijami o okoljskih pogojih na mestu namestitve.

4. Ugotovitve

Zaščita fotonapetostnega polja v sistemih s centralnim razsmernikom je potrebna. Glavna naloga zaščite fotonapetostnega polja je zaščita enosmernih kablovodov pred poškodbami zaradi preobremenitev in kratkostičnih tokov. Talilni vložki z gPV karakteristiko celotnega območja zagotavljajo zanesljivo zaščito. Njeno hitro delovanje in široko območje zaščite popolnoma izpolnjujeta zahteve fotonapetostnih sistemov.

Iz zgornjega izračuna je razvidno, da je izračunano območje zaščite zelo široko. Naloga projektantov je izbrati pravilen nazivni tok, v skladu z razpoložljivimi tehničnimi informacijami za specifičen projekt sončne elektrarne.