Фотоэлектрдик системалар үчүн чыңалуудан коргоочу түзүлүштөрдү тандоо – SPD түрлөрү

Фотоэлектрдик (ФЭ) электр энергиясын өндүрүү кайра жаралуучу энергиянын негизги булагы болуп саналат жана салттуу электр энергиясын өндүрүүгө салыштырмалуу экономикалык жактан жогорку атаандаштыкка жөндөмдүү. Чатырдагы күн батареялары сыяктуу чакан бөлүштүрүлгөн ФЭ системалары барган сайын популярдуу болуп баратат. Чатырдагы ФЭ системалары 1500 В чейин жеткен чыңалуудагы өзгөрмө жана туруктуу токту бөлүштүрүүнү камтыйт. Туруктуу ток тарабы, айрыкча ФЭ панелдери, жогорку кооптуу аймактарда чагылгандын таасирине түздөн-түз дуушар болушу мүмкүн, бул аларды чагылгандын зыянына алсыз кылат.

Имараттарды чагылгандан коргоо чагылган коркунучуна негизделген тышкы коргоо (Чагылгандан коргоо системасы, LPS) жана ички коргоо (Чагылгандан коргоо чаралары, SPM) болуп бөлүнөт. Чыгымдан коргоочу түзүлүштөр (ЧКТ) ички коргоонун бир бөлүгү катары атмосфералык чагылгандан же которуштуруу операцияларынан келип чыккан убактылуу ашыкча чыңалуудан коргойт. ЧКТ корголгон жабдуулардын сыртына орнотулат жана негизинен төмөнкүдөй иштейт: электр системасында чыңалуу жок болгондо, ЧКТ коргогон системанын кадимки иштешине олуттуу таасир этпейт. Чыңалуу пайда болгондо, ЧКТ төмөнкү импедансты сунуштайт, чыңалуу тогун өзү аркылуу буруп, чыңалууну коопсуз деңгээлге чейин чектейт. Чыңалуу өтүп, калган ток өчкөндөн кийин, ЧКТ жогорку импеданс абалына кайтат.

1. Чыңалуудан коргоочу түзүлүштөрдү (ЧКТ) орнотуу жайгашкан жери

SPDлерди орнотуу орду чагылган коркунучунун даражасына жараша жана IEC 62305 стандартындагы Чагылгандан коргоо зоналары (LPZ) концепциясына негизделип аныкталат. Убактылуу ашыкча чыңалуулар акырындык менен коопсуз деңгээлге чейин төмөндөтүлөт, ал корголгон жабдуулардын туруштук берүүчү чыңалуусунан төмөн болушу керек. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, SPDлер бул зоналардын чектеринде орнотулат, бул төмөнкү чыңалуудагы системаларда колдонулган көп деңгээлдүү чыңалуудан коргоо концепциясын пайда кылат. Фотоэлектрдик системалар үчүн чагылган чыңалууларынын өзгөрмө жана туруктуу токтун капталдары аркылуу киришине жол бербөөгө, ошону менен инверторлор сыяктуу маанилүү компоненттерди коргоого басым жасалат.

2. Чыңалуудан коргоочу түзүлүштөрдүн (SPD) сыноо класстары

IEC 61643-11 стандартына ылайык, SPDлер туруштук берүүгө арналган чагылган тогунун импульсунун түрүнө жараша үч сыноо категориясына бөлүнөт. I типтеги сыноолор (T1 деп белгиленген) имаратка өткөрүлүшү мүмкүн болгон жарым-жартылай чагылган тогун симуляциялоо үчүн арналган. Булар 10/350 мкс толкун формасын колдонушат, сүрөттө көрсөтүлгөндөй жана адатта LPZ0 менен LPZ1 ортосундагы чек арада — мисалы, негизги бөлүштүрүү такталарында же төмөнкү чыңалуудагы трансформатордун кирүүчү жерлеринде колдонулат. Бул деңгээлдеги SPDлер, адатта, чыңалууну которуштуруу түрүндө болот, алардын курамында газ разряддоочу түтүктөр же учкун боштуктары (мисалы, сигнал боштуктары же графит боштуктары) сыяктуу компоненттер бар.

II типтеги (T2) жана III типтеги (T3) сыноолор кыска мөөнөттүү импульстарды колдонот. II типтеги SPDлер, адатта, металл кычкылынын варисторлору (MOV) сыяктуу компоненттерди колдонгон чыңалууну чектөөчү түзүлүштөр болуп саналат. Алар 8/20 мкс ток толкун формасын колдонуу менен номиналдык разряд тогу менен текшерилет (сүрөттүн соккусу) жана жогорку агымдан коргоочу түзүлүштөн келип чыккан калдык чыңалуу чыңалуусун андан ары чектөө үчүн жооптуу. III типтеги сыноолордо 1,2/50 мкс чыңалуу жана 8/20 мкс ток импульсу бар айкалышкан толкун генератору колдонулат (төмөндөгү сүрөттү караңыз), бул акыркы колдонуудагы жабдууларга жакыныраак чыңалууларды симуляциялайт.

3. Чыңалуудан коргоочу түзүлүштүн (SPD) туташуу түрү

Убактылуу ашыкча чыңалуудан коргоонун эки негизги режими бар. Биринчиси - жалпы режимдеги коргоо (CT1), ал ток өткөргүчтөр менен коргоочу жер өткөргүчтөрдүн ортосундагы чыңалуудан коргоо үчүн иштелип чыккан. Мисалы, чагылган системага жерге карата жогорку чыңалууларды киргизиши мүмкүн. Жалпы режимдеги коргоо төмөндө көрсөтүлгөндөй, чагылган сыяктуу тышкы таасирлердин таасирин азайтууга жардам берет.

Экинчиси - дифференциалдык режимдеги коргоо (CT2), ал линиялык өткөргүч (L) менен нейтралдуу өткөргүчтүн (N) ортосундагы чыңалуудан коргойт. Бул коргоо түрү, төмөндөгү диаграммада көрсөтүлгөндөй, электр ызы-чуусу же системанын өзүндө пайда болгон тоскоолдуктар сыяктуу ички бузулууларды чечүү үчүн өзгөчө маанилүү.

Бул коргоо режимдеринин бирин же экөөнү тең колдонуу менен, электр системаларын чыңалуунун мүмкүн болгон булактарынан жакшыраак коргоого болот, акырында туташкан жабдуулардын узак мөөнөттүү кызматын жана ишенимдүүлүгүн жогорулатат.

Белгилей кетүүчү нерсе, SPD коргоо режимдерин тандоо жердеги жерге туташтыруу системасы менен дал келиши керек. TN системалары үчүн CT1 жана CT2 коргоо режимдеринин экөөнү тең колдонсо болот. Бирок, TT системаларында CT1 RCDден кийин гана колдонулушу мүмкүн. IT системаларында, айрыкча нейтралдуу өткөргүчү жоктордо, CT2 коргоосу колдонулбайт. Бул IT жерге туташтыруу конфигурацияларын колдонгон туруктуу ток бөлүштүрүү системаларында маанилүү фактор болуп саналат. Чоо-жайын төмөндөгү таблицадан тапса болот.

4. Кернеүүдөн коргоочу түзүлүштөрдүн (SPD) негизги параметрлери

IEC 61643-11 эл аралык стандартына ылайык, төмөнкү чыңалуудагы электр бөлүштүрүү системаларына туташкан SPDлердин мүнөздөмөлөрү жана сыноолору 7-сүрөттө көрсөтүлгөндөй аныкталган.

(1) Чыңалуудан коргоо деңгээли (жогорку)

SPD тандоодогу эң маанилүү аспект - бул анын чыңалуудан коргоо деңгээли (Up), ал SPDдин терминалдардын ортосундагы чыңалууну чектөөдөгү иштешин мүнөздөйт. Бул маани максималдуу кысуу чыңалуусунан жогору болушу керек. Ал SPD аркылуу агып өткөн ток номиналдык разряддоо тогунун In маанисине барабар болгондо жетишилет. Тандалган чыңалуудан коргоо деңгээли жүктүн импульстук туруштук берүүчү Uw чыңалуусунан төмөн болушу керек. Чагылган тийгенде, SPD терминалдарындагы чыңалуу, адатта, Up төмөн кармалат. Фотоэлектрдик туруктуу ток системалары үчүн жүк көбүнчө фотоэлектрдик модулдарга жана инверторлорго тиешелүү.

(2) Максималдуу үзгүлтүксүз иштөө чыңалуу (Uc)

Uc – бул SPD коргоо режимине үзгүлтүксүз колдонула турган максималдуу туруктуу ток чыңалуу. Ал номиналдык чыңалууга жана системанын жерге туташтыруу конфигурациясына негизделип тандалып алынат жана SPDнин активдештирүү босогосу катары кызмат кылат. Фотоэлектрдик системалардын туруктуу ток тарабы үчүн Uc фотоэлектрдик массивдин Uoc Max маанисинен чоң же барабар болушу керек. Uoc Max фотоэлектрдик массивдин белгиленген чекитинде тирүү терминалдардын жана тирүү терминал менен жердин ортосундагы эң жогорку ачык чынжыр чыңалуусун билдирет.

(3) Номиналдуу разряддоо тогу (кириш)

Бул SPD аркылуу агып жаткан 8/20 мкс толкун формасынын эң жогорку мааниси, ал II типтеги сыноолордо жана I жана I типтеги алдын ала шарттоо сыноолорунда колдонулат. II типIEC SPD 8/20 μs толкун формасындагы токтун кеминде 19 разрядына туруштук бере аларын талап кылат. In мааниси канчалык жогору болсо, SPDнин иштөө мөөнөтү ошончолук узак болот, бирок баасы да жогорулайт.

(4) Импульстук ток (Iimp)

Үч параметр менен аныкталат: токтун чоку күчү (Ipic), заряд (Q) жана салыштырмалуу энергия (W/R), бул ток колдонулат I тип тесттер. Типтүү толкун формасы 10/350 мкс.