Kako odabrati pravi SPD za PV kombinovane kutije

Još se sjećam dana kada je jedan udar groma uništio pola našeg sistema.
Za deset sekundi izgubili smo četrdeset invertora, kilometar i po DC kabla i cijeli mjesec profita.

Tada sam birao uređaji za zaštitu od prenapona po nazivu robne marke.
Sada, nakon petnaest godina u toj oblasti, 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 ugrađeni termički prekidač - smanjujete kvarove na polju za 90% i održavate svoj PPA isplativim za finansiranje.

Nastavite čitati i pokazaću vam tačne brojeve koje koristim, testove koje zahtijevam od fabrika i jednu grešku koja troši više budžeta nego sama munja.

Uloga SPD-a u sigurnosti PV kombinovane kutije

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

Boja se napukla, bakrena sabirnica se stopila u jednu masu - i lokacija je bila van pogona šest sedmica.
Osiguravač je to nazvao "višom silom". Ja sam to nazvao nedostajućim SPD-om.

Sada ugrađujem prenaponske zaštite u svaku razvodnu kutiju.
Oni ograničavaju prenapon na 1,5 kV, održavaju otpornost na požar na UL 94 V-0 i dozvoljavaju inverteru da nastavi prodavati energiju dok oluja još uvijek bjesni.
To je najjeftinije osiguranje koje sam ikada kupio.

Šta prenapon zaista radi unutar kutije

DC string kabl je u osnovi antena od 200 metara.
Kada grom udari u krugu od dva kilometra, kabel može primiti udar od 4 kV.
Bez SPD-a, taj šiljak se preklopi preko držača osigurača, topi osigurač od 15 A i skače na zid ormarića.
Na 6 000 °C, boja se karbonizira i kutija postaje izvor požara.

Još uvijek čuvam fotografije sa tri izgorjela mjesta gdje u izvještajima o požaru piše "električni luk".
Nakon što smo istom dizajnu dodali SPD-ove, sljedeći izvještaj je jednostavno rekao: „nema štete“.

Kako dimenzioniram SPD prema kutiji

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

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

Nominalna struja pražnjenja (In)– 20 kA za blagu klimu, 40 kA za obalne ili zone s jakim grmljavinskim udarima.

Nivo naponske zaštite (Up)– ostanite ispod impulsne nazivne vrijednosti invertora (obično 2 kV).

Evo kako se te brojke prikazuju u praksi:

Nikad ne kupujem SPD bez Struja gašenja istosmjernog lukanavedeno u njegovom tehničkom listu.
To mi govori da može prekinuti nastavak struje bez čekanja na relej invertera.
Također insistiram na izvještaj o ispitivanju srednjeg pina— dokazuje da modul sigurno otkazuje pod opterećenjem.

Gdje ga montiram

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

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

Objašnjenje nazivnih vrijednosti jednosmjernog napona i nivoa zaštite

Jednom sam vjerovao oznaci SPD-a "1000 V" bez provjere temperaturnog faktora.
Ta greška je 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 njegov napon stezanja bude barem 30% ispod impulsne nazivne vrijednosti invertera.
To pravilo u dva koraka je moje reklamacije u garanciji držalo na nuli pet godina zaredom.

Zašto je Voc na −20 °C važan

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

Kako čitati Up, UC i In bez doktorata

Univerzitetski univerzitet– maksimalni jednosmjerni napon koji SPD može kontinuirano tolerirati.

Gore– preostali napon tokom 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 za nekoliko sekundi.

Skrivena zamka: dužina kabla nakon SPD-a

Stezanje se dešava na SPD terminalima, ali vaš inverter vidi samo to plus pad kabla.
Jednom sam izmjerio 1,8 kV na SPD-u, a na inverteru udaljenom 35 m 2,4 kV.
Sada dodajem drugi SPD na inverteru kad god DC tok pređe 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 izvještaju osiguranja je pisalo da je riječ o "neispravnoj klasi" - zahtjev je odbijen.

Danas koristim SPD-ove tipa 1 za kutije povezane s okvirom 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 direktno u vašu invertersku sobu.

Testni talas koji je zaista važan

Tip 1– testirano talasom od 10/350 µs (naboj od 25 C), simulira direktan udarac.

Tip 2– testirano talasom od 8/20 µs, simulira indukovani prenapon.

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

Razlika u troškovima u realnim dolarima

Na lokaciji 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 reda, upišite 2 na ostale.
Štedi 42% budžeta, a i dalje zadovoljava svakog osiguravača.

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 liniju i opterećenje na novom SPD-u i gledao kako varistor skače po kućištu.
Prasak je bio toliko glasan da je stražar ispustio kafu.

Sada svaki SPD povezujem 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 popravke na samo osam minuta.

Montaža korak po korak. Podučavam svakog pripravnika.

1Isključite niz DC prekidačem i pričekajte da Voc

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

3Skinite samo 6 mm izolacije - održavajte zračni razmak.

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

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

Fotografišem svaki zglob i prenosim sliku u našu mapu u oblaku.
Kada osiguravatelji traže dokaz, šaljem link prije ručka.

Trik s uzemljenjem koji niko ne zapisuje

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

Alat koji držim u kamionu

Nakon svakog posla, skeniram SPD-ov QR kod i evidentiram datum.
Aplikacija me podsjeća da ponovo provjerim u drugoj godini.
Otkad sam započeo/la 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 —
Nabavit ću vam tačnu zaštitu od prenapona koja vam je potrebna prije nego što se formira sljedeći grmljavinski oblak.