Kako odabrati pravi SPD za PV kombinirajuće kutije

Još se sjećam dana kada je jedan udar groma uništio pola našeg sistema.
Za deset sekundi izgubili smo četrdeset invertera, kilometar i pol istosmjernog kabela i cijeli mjesec profita.

Tada sam birao uređaji za zaštitu od prenapona po nazivu robne marke.
Sada, nakon petnaest godina u tom području, vjerujem samo trima brojkama - maksimalni istosmjerni napon, udarna struja i krivulja termičkog osigurača.

Ako ta tri parametra odgovaraju specifikacijama vašeg niza - recimo 1000 V DC, Imax 40 kA i ugrađena termička sklopka - smanjujete kvarove na polju za 90% i održavate svoj PPA isplativim.

Nastavite čitati i pokazat ću vam točne brojke koje koristim, testove koje zahtijevam od tvornica i jednu grešku koja troši više proračuna nego sama munja.

Uloga SPD-a u sigurnosti PV kombinirane kutije

Jednom sam otvorio kutiju kombinatora koja je bila zavarena odskokom od 6 kV.

Boja se napuhnula, bakrena sabirnica se stopila u jednu masu - i lokacija je bila izvan pogona šest tjedana.
Osiguratelj je to nazvao "višom silom". Ja sam to nazvao nedostajućim SPD-om.

Sada u svaku kutiju za spajanje ugrađujem prenaponske zaštite.
Ograničavaju prenapon na 1,5 kV, održavaju vatrootpornost na UL 94 V-0 i dopuštaju pretvaraču da nastavi prodavati energiju dok oluja još bjesni.
To je najjeftinije osiguranje koje sam ikad kupio.

Što prenapon zapravo radi unutar kutije

DC kabel je u osnovi antena od 200 metara.
Kada grom udari unutar dva kilometra, kabel može primiti udar od 4 kV.
Bez SPD-a, taj šiljak se prebacuje preko držača osigurača, topi osigurač od 15 A i skače na stijenku ormarića.
Na 6000 °C, boja se karbonizira i kutija postaje izvor požara.

Još uvijek čuvam fotografije s tri izgorjela mjesta gdje u izvješćima o požaru piše "električni luk".
Nakon što smo istom dizajnu dodali SPD-ove, sljedeće izvješće je jednostavno reklo: „nema štete“.

Kako dimenzionirati SPD prema kutiji

Nakon godina testiranja i neuspjeha, pojednostavio sam svoj proces odabira na tri ulazna elementa:

Istosmjerni napon sustava– mora biti veća od Voc na −20 °C.

Nazivna struja pražnjenja (In)– 20 kA za blage klime, 40 kA za obalna područja ili područja s jakim grmljavinskim udarima.

Razina naponske zaštite (Up)– ostanite ispod nazivne impulsne vrijednosti pretvarača (obično 2 kV).

Evo kako te brojke izgledaju u praksi:

Nikad ne kupujem SPD bez Struja gašenja istosmjernog lukanavedeno u njegovom podatkovnom listu.
To mi govori da može prekinuti struju praćenja bez čekanja na relej invertera.
Također inzistiram na izvješće o ispitivanju srednjeg pina— dokazuje da modul sigurno otkazuje pod opterećenjem.

Gdje ga montiram

SPD montiram na istu DIN šinu kao i osigurače, držeći duljinu žice ispod 30 cm i uvijajući par kako bih ubio induktivitet.
Svaki dodatni centimetar dodaje oko 10 V pri 1 kA/µs, tako da 50 cm labavosti može stezaljku od 1,5 kV pretvoriti u katastrofu od 2 kV.

Pored njega dodajem mali osigurač od 3 A.
Jedna lokacija u Teksasu sada zamjenjuje pregorjeli SPD za manje od četiri minute.
Susjedno mjesto i dalje treba potpuno zatvaranje - i gubi tri sata prihoda od sunčanog vremena.

Objašnjenje nazivnih napona istosmjerne struje i razina zaštite

Jednom sam vjerovao oznaci SPD-a "1000 V" bez provjere temperaturnog faktora.
Ta je greška spržila dva invertera i koštala me više nego moj prvi auto.

Sada svaki SPD ocjenjujem 20% iznad Voc-a za hladno vrijeme i pazim da mu je napon stezanja barem 30% ispod impulsne nazivne vrijednosti pretvarača.
To pravilo u dva koraka održava moje jamstvene zahtjeve na nuli već pet godina zaredom.

Zašto je Voc na −20 °C važan

Napon silicija raste za 0,3 % po stupnju ispod 25 °C.
Niz koji pokazuje 950 V na 25 °C doseže 1090 V na −20 °C.
Ako je Uc vašeg SPD-a samo 1000 V, počet će curiti struja, zagrijati se i prestati raditi.
Tu sam lekciju naučio na teži način u Ontariju, gdje je dvanaest modula preko noći nestalo.

Kako čitati Up, UC i In bez doktorata

Univerzitetski univerzitet– maksimalni istosmjerni napon koji SPD može kontinuirano podnijeti.

Gore– preostali napon tijekom prenapona.

U– struju koju može preživjeti petnaest puta bez oštećenja.

Ova tri broja pišem na žutoj naljepnici unutar svake kutije kombinatora.
Bilo koji tehničar može potvrditi podudaranje u sekundama.

Skrivena zamka: duljina kabela nakon SPD-a

Stezanje se događa na SPD terminalima, ali vaš pretvarač vidi samo to plus pad kabela.
Jednom sam izmjerio 1,8 kV na SPD-u, a opet 2,4 kV na pretvaraču udaljenom 35 m.
Sada dodajem drugi SPD na pretvaraču kad god DC vod prijeđe 20 m.
Košta oko 42 USD i štedi inverter od 12 000 USD.

SPD tip 1 vs tip 2 – Koja je razlika

Dobavljač mi je jednom poslao dijelove "tipa 2" za kutiju montiranu na okvir.
Prvi udar je bio uspješan, a u izvješću osiguranja pisalo je o "netočnoj klasi" - zahtjev je odbijen.

Danas koristim SPD-ove tipa 1 za kutije spojene na okvir gromobrana, a jedinice tipa 2 za kutije izolirane više od dvadeset metara udaljenosti.
Ta jedna razlika odlučuje hoće li prenapon nestati vani ili će se proširiti ravno u vašu sobu s inverterom.

Testni val koji je zaista važan

Tip 1– testirano s valom od 10/350 µs (naboj od 25 C), simulira izravan udarac.

Tip 2– testirano valom od 8/20 µs, simulira inducirani prenapon.

U svaku narudžbenicu lijepim oba valna oblika.
Jednom mi je dobavljač pokušao prodati dijelove "Tip 1+2" s navedenim samo testom od 8/20 µs.
Odbacio sam pošiljku prije nego što je stigla na carinu.

Razlika u troškovima u realnim dolarima

Za lokaciju od 200 MW to je razlika od 64 000 USD - ali jedan neispravan inverterski niz košta 120 000 USD.
Moj kompromis: Upišite 1 na prvi kombinator svakog retka, upišite 2 na ostale.
Štedi 42% proračuna, a i dalje zadovoljava svakog osiguravatelja.

Kako prepoznati lažni hibrid

Neke oznake vrište „T1+T2“, ali unutra je samo varistor od 40 kA 8/20 µs.
Uvijek provjeravam Iimpi specifična energija (MJ)vrijednosti na podatkovnom listu.
Ako ih nema, odlazim.
Zatim provjerim UL 1449 broj datoteke online dok prodavač još uvijek priča.

Savjeti za instalaciju uređaja za zaštitu od prenapona solarnih panela

Jednom sam obrnuo smjer struje i opterećenja na novom SPD-u i gledao kako varistor skače po kućištu.
Prasak je bio toliko glasan da je stražar ispustio kavu.

Sada svaki SPD spajam s bakrenim žicama od 10 AWG, površinu petlje držim ispod 5 cm² i dodajem DIN prekidač od 32 A kako bi ga tim mogao zamijeniti na licu mjesta pod naponom.
Ove navike smanjuju naše prosječno vrijeme popravka na samo osam minuta.

Montaža korak po korak. Podučavam svakog naučnika.

1Isključite niz DC prekidačem i pričekajte da Voc

2Montirajte SPD pored osigurača, s ulaznim nožicama na vrhu.

3Skinite samo 6 mm izolacije - održavajte zračni razmak.

4Zategnite na 1,2 Nm — labavi vijci dodaju 50 °C topline.

5Dodajte prekidač od 32 A označen s SPD IZOLATORna engleskom i španjolskom jeziku.

Fotografiram svaki zglob i prenesem sliku u našu mapu u oblaku.
Kad osiguravatelji traže dokaz, šaljem poveznicu prije ručka.

Trik s uzemljenjem koji nitko ne zapisuje

Provucite namjensku zeleno-žutu žicu od 6 mm² od uzemljenja SPD-a direktno do uzemljenja kutije.
Nikada ne spajajte uređaje u lanac s drugim uređajima - to dodaje 0,5 Ω i podiže stezaljku za 500 V pri 1 kA.
Potvrdio sam to s osciloskopom od 50 MHz; brojke ne lažu.

Alat koji držim u kamionu

Nakon svakog posla skeniram SPD-ov QR kod i zapisujem datum.
Aplikacija me podsjeća da ponovno provjerim u drugoj godini.
Otkad sam započeo s tom rutinom, imali smo nula iznenadnih neuspjeha.

Zaključak

Odaberite pravi SPD jednom i prespavat ćete svaku oluju.
Pošaljite mi napon vašeg niza i lokaciju lokacije —
Izjednačit ću vam točno onu prenaponsku zaštitu koja vam je potrebna prije nego što se formira sljedeći grmljavinski oblak.