קאָלאַבאָראַטיווע אַרבעט פון סורדזש פּראָטעקטאָרס, קרייַז ברעאַקערס און פיוזאַז אין פאָטאָוואָלטאַיק סיסטעמען: פאַנגקשאַנאַל אַנאַליסיס און נייטיקייט דיסקוסיע

הקדמה

מיט דער שנעלער אַנטוויקלונג פון דער גלאָבאַלער פאָטאָוואָלטאַיִשער אינדוסטריע, איז די זיכערקייט און פעסטקייט פון זונ -ענערגיע דזשענעריישאַן סיסטעמען געוואָרן דער פאָקוס פון אינדוסטריע אויפמערקזאַמקייט. פאָטאָוואָלטאַיִשע סיסטעמען זענען אויסגעשטעלט צו דער דרויסן פֿאַר אַ לאַנגע צייט און זענען פאַרוואונדלעך צו סכנות ווי בליץ-שטויסן, מאַכט גריד פלוקטואַציעס, און ויסריכט דורכפאַלן, וואָס קענען פאַרשאַפן ויסריכט שעדיקן אָדער אפילו פייַער. סורדזש פּראָטעקטאָרס (SPDs), קרייַז ברעאַקערס, און פיוזעס זענען שליסל שוץ דעוויסעס וואָס יעדער דורכפירן זייערע פליכטן און קאָואַפּערירן מיט יעדער אנדערער צו ענשור די זיכער אָפּעראַציע פון ​​​​די סיסטעם. דער אַרטיקל וועט טיף אַנאַליזירן זייער פאַנגקשאַנז, קאָאָרדינאַציע מעקאַניזאַמז, און נויטווענדיקייט צו צושטעלן רעפֿערענץ פֿאַר אינדוסטריע ניצערס.

I. דער "אומזעיקבארער מערדער" וואָס שטייט פאר פאָטאָוואָלטאַישע סיסטעמען

פאָטאָוואָלטאַישע קראַפט סטיישאַנז זענען ווי "שטאָל קריגער" וואָס אַרבעטן אין דער אָפֿענער לופֿט, קעסיידער דורכצוגיין פֿאַרשידענע שווערע פּרובירן.

1.1 בליץ-קלאַפּ פּראָבלעמען:

ספּעציעל, אין מיטל מזרח און דרום-מזרח אזיע, קען איין שטורעם סעזאן פארלעמען סיסטעמען וואָס פעלן שוץ.
1.2 עלעקטרישע גריד פלוקטואַציעס:
אין דעם טשיליאַנישן פּראָיעקט וואָס איך בין געווען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר, זענען עטלעכע שטיקער עקוויפּמענט אויסגעברענט געוואָרן צוליב אַ פּלוצעמדיקן פאַרגרעסערונג אין גריד וואָולטאַזש.

1.3 קורץ-קרייז ריזיקע:
לעצטן יאָר, האָט אַ פּראָיעקט אין דייטשלאַנד געהאַט אַ קורץ-שליסונג צוליב אַלטע קאַבלען, כּמעט פאַראורזאַכט אַ פייער.

די ריזיקעס זענען נישט קיין איבערטרייבונג. לויט דער אינטערנאציאנאלער פאטאוואלטאישער זיכערהייט אליאנץ, זענען איבער 60% פון פאטאוואלטאישע סיסטעם דורכפעלער צוליב נישט גענוגנדיקן עלעקטרישן שוץ.

II. קערן פונקציעס פון סורדזש פּראַטעקטיוו דעוויסעס (SPD)

2.1 אַרבעט פּרינציפּ
SPD פארט איבער טראַנזיענט איבערוואָולטידזש צו דער ערד דורך מעטאַל אָקסייד וואַריסטאָרס (MOV) אָדער גאַז דיסטשאַרדזש רערן (GDT), באַגרענעצנדיק די וואָולטידזש אין אַ זיכערן קייט. אין פאָטאָוואָלטאַיק סיסטעמען, SPDs זענען טיפּיש אינסטאַלירט אין די פאלגענדע לאָקאַציעס:
גלייכשטראָם זײַט (צווישן די מאָדולן און דעם ינווערטער): צו באַשיצן קעגן בליץ-אינדוצירטע סורדזשעס.
AC זײַט (צווישן דעם ינווערטער און דעם גריד): צו אונטערדריקן איבערוואָולטאַזש פֿון דער גריד זײַט.

2.2 שליסל פּאַראַמעטערס
מאַקסימום קאָנטינויִערלעכע אָפּערירן וואָולטאַזש (Uc): מוז שטימען מיטן וואָולטאַזש לעוועל פון דער פאָטאָוואָלטאַיק סיסטעם (אַזאַ ווי 1000V DC אָדער 1500V DC).
אויסלאָדן קראַנט (In/Iimp): שפּיגלט אָפּ די מעגלעכקייט צו אויסלאָדן בליץ קראַנט, און פאָטאָוואָלטאַיק סיסטעמען דאַרפן טיפּיש 20kA אָדער העכער.
וואָולטאַזש שוץ לעוועל (אַרויף): באַשטימט די רעשט וואָולטאַזש גרייס און מוז זיין נידעריקער ווי די וויטסטאַנד וואָולטאַזש פון די פּראָטעקטעד ויסריכט.

2.3 נויטווענדיקייט
פאַרהיטן טייערע עקוויפּמענט ווי ינווערטערס און קאָמבינער באָקסעס פון ווערן געשעדיגט דורך סורדזשעס.
פֿאָלגן אינטערנאַציאָנאַלע סטאַנדאַרדן (ווי IEC 6164331, UL 1449) און אַקסעפּטאַנס רעקווירעמענץ פֿאַר פאָטאָוואָלטאַיק קראַפט סטיישאַנז.

Ⅲ.פֿונקציע און אויסוואַל פֿון קרייז־ברעיקערס און פֿיוזן

3.1 קרייז ברעאַקער
פונקציע:
•איבערלאַסט שוץ: ווען דער קראַנט איז העכער ווי דער באַשטימטער ווערט (אַזאַ ווי 1.3 מאָל דער רייטאַד קראַנט), אַרבעט דער טערמישער טריפּ מעקאַניזם.
•קורץ-קרייז שוץ: דער עלעקטראמאגנעטישער אויסרייס מעקאניזם שניידט אפ דעם קורץ-קרייז שטראם (ווי 10kA) אין מיליסעקונדעס.

•אַפּליקאַציע קעראַקטעריסטיקס פֿאַר פאָטאָוואָלטאַיק:
מען דאַרף אויסקלייבן אַ באַזונדערער גלייכשטראָם קרייַז ברעאַקער (אַזאַ ווי גלייכשטראָם 1000V/1500V).
די ברעיקינג קאַפּאַציטעט זאָל שטימען מיט די סיסטעם קורץ-קרייַז קראַנט (טיפּיקלי ≥ 15kA).

3.2 פיוז
פונקציע:
דורך צעשמעלצן דעם פיוז עלעמענט, קען עס שנעל אפגעזונדערן דעם דעפעקטיוון קרייז און באשיצן דעם סעריע-פארבונדענעם צווייג.

מעלות:
די דיסקאַנעקשאַן גיכקייט איז שנעלער (אויפן מיקראָסעקונדע לעוועל), פּאַסיק פֿאַר הויך קורץ-קרייַז קראַנט סצענאַריאָס.
עס איז קליין אין גרייס און פּאַסיק פֿאַר קראַנט-טראָגנדיקע קעסטלעך מיט באַגרענעצטן פּלאַץ.

3.3 מיטאַרבעט מיט SPD

SPD איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר וואָולטידזש שוץ, בשעת קרייַז ברעאַקערס/פיוז פּראָטעקטאָרס זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר קראַנט שוץ.
ווען SPD פיילז רעכט צו סורדזש ברייקדאַון, קענען קרייַז ברעאַקערס אָדער פיוז פּראַטעקטאָרס גלייך שניידן די דעפעקטיווע קרייַז צו פאַרמייַדן פייַער.

Ⅳ. פאַל שטודיע פון ​​​​מער-לעוועל שוץ סיסטעם

נעמט אַ 1MW פאָטאָוואָלטאַיק קראַפטווערק ווי אַ בייַשפּיל:
4.1 שוץ אויף דער גלייכשטראָם זייט
קאָמפּאָנענט סעריע צווייגן: אינסטאַלירן פיוזיז (אַזאַ ווי 10A gPV טיפּ) פֿאַר יעדער סעריע.
אריינגאנג פון דער קאמביינער באקס: אינסטאלירן טיפ II SPD (ביז ≤ 1.5kV) און DC קרייז ברעיקער (63A).

4.2 שוץ אויף דער AC זייט
אַרויסגאַנג עק פון די ינווערטער: קאָנפיגורירן טיפּ 1+2 SPD (Iimp ≥ 12.5kA) און מאָולדעד קעסטל קרייַז ברעאַקער (250A).

4.3 סימולאַציע פון ​​אַ שולד סצענאַר
ווען אַ בליץ-שטויס פּאַסירט: דער SPD לאָזט אַרויס דעם סורדזש-שטראָם און קלעפּט דעם וואָולטאַזש אונטער 2 קילאָוולט; אויב דער SPD פאַלט אויס צוליב אַ קורץ-שליסונג, טרייט זיך דער קרייז-ברעכער אויס.
ווען עס איז דא א קורץ-שליס אויף דער ליניע: די פיוז צעשמעלצט זיך אין 5 מס צו פארמיידן די פארשפרייטונג פון דעם טערמישן פלעק-עפעקט.

Ⅴ. פאָרזיכטיגקייטן פֿאַר סעלעקציע און ינסטאַלירונג

5.1 SPD אויסוואל
פֿאַר דער גלייכשטראָם זײַט, זאָל מען אויסקלײַבן אַ פֿאָטאָוואָלטאַיִש-ספּעציפֿישע SPD (ווי PVSPD) כּדי צו פֿאַרמײַדן דעם פּראָבלעם פֿון פֿאַרקערטן קראַנט פֿון געוויינטלעכן AC SPD.
מען זאָל נעמען אין באַטראַכט דעם טעמפּעראַטור גרענעץ (Uc דאַרף לאָזן אַ גרענעץ אין הויך-טעמפּעראַטור סביבות).

5.2 קרייז ברעיקער/פיוז צופּאַסונג
די ברעיקינג קאַפּאַציטעט זאָל זיין העכער ווי די מאַקסימום קורץ-קרייַז קראַנט פון די סיסטעם (אַזאַ ווי די שולד קראַנט פון די שטריקל קען דערגרייכן 1.5kA).
דער גערייטעד קראַנט פון די פיוז זאָל זיין מער ווי 1.56 מאָל די קאָמפּאָנענט קורץ-קרייַז קראַנט (Isc) (לויט NEC 690.8).

5.3 סיסטעם אינטעגראַציע פֿאָרשלאָגן
די לענג פון די דראָט צווישן SPD און קרייַז ברעאַקער זאָל זיין ≤ 0.5 עם צו רעדוצירן רעזידועל וואָולטידזש.
רעגולערע דורכקוקן פון SPD סטאַטוס אינדיקאַטאָרן זאָלן דורכגעפירט ווערן, און דורכגעפאַלענע מאָדולן זאָלן ריפּלייסט ווערן אין צייט.

Ⅵ. אינדוסטריע טרענדס און סטאַנדאַרט דערהייַנטיקונגען
• הויך-וואָולטידזש פאָדערונג: מיט דער ברייטער אַדאָפּטיאָן פון 1500V פאָטאָוואָלטאַיק סיסטעמען, דאַרפֿן די וויטסטאַנד וואָולטידזש לעוועלס פון SPDs און קרייַז ברעאַקערס זיין סינגקראַנייזדלי ענכאַנסט.

• אינטעליגענטע מאָניטאָרינג: אינטעליגענטע SPDs וואָס אינטעגרירן טעמפּעראַטור סענסאָרן און וויירלעס קאָמוניקאַציע פונקציעס ווערן ביסלעכווייַז געווענדט צו דערגרייכן אַ פרי וואָרענונג פון ווייַט שולד.

•סטאַנדאַרט פארשטארקונג: די נייע ווערסיע פון ​​IEC 625482023 האט אויפגעשטעלט שטרענגערע קאארדינאציע רעקווייערמענץ אויף שוץ דעווייסעס פאר פאטאוואלטאישע סיסטעמען.

מסקנא
אין פאָטאָוואָלטאַישע סיסטעמען, סורדזש פּראָטעקטאָרס, קרייז ברעאַקערס און פיוזעס קאָנסטיטוטירן אַ פולשטענדיק "וואָולטידזש-קראַנט" קאָלאַבאָראַטיוו שוץ סיסטעם. ריכטיקע סעלעקציע און קאָנפיגוראַציע פון ​​די קאָמפּאָנענטן קען ניט נאָר פֿאַרלענגערן די לעבן פון ויסריכט און רעדוצירן אָפּעראַציע און וישאַלט קאָסטן, אָבער זענען אויך וויכטיקע באַדינגונגען פֿאַר ענשורינג די זיכער אָפּעראַציע פון ​​מאַכט סטיישאַנז. מיט דער אַנטוויקלונג פון טעכנאָלאָגיע, וועט די אינטעגראַציע און אינטעליגענץ פון די שוץ דעוויסעס ווייטער פֿאַרבעסערן די פאַרלאָזלעכקייט פון פאָטאָוואָלטאַישע סיסטעמען אין דער צוקונפֿט.