Научит вас, как правильно выбрать правильный переключатель PV DC

В дополнение к основным компонентам, таким как фотоэлектрические модули и инверторы, фотоэлектрические выключатели постоянного тока также играют жизненно важную роль в бесперебойной работе электростанций. фотоэлектрические системы, которые испытали частые вспышки проблем с качеством в последние годы. Надежность и стабильность фотоэлектрических выключателей постоянного тока связаны не только с безопасной и надежной работой фотоэлектрических распределительных систем, но и со стабильным производством электроэнергии и доходами фотоэлектрической отрасли. Поэтому особенно важны хорошие продукты для распределения электроэнергии.

В 2014 году фиаско с отзывом фотоэлектрических выключателей постоянного тока в Австралии заставило инвесторов электростанций осознать важность фотоэлектрических выключателей постоянного тока. В Китае также время от времени случались пожары на электростанциях, вызванные качеством выключателей.

Основные проблемы с этими переключателями постоянного тока.

Высокое контактное сопротивление вызывает перегрев и даже возгорание; Переключатель не может быть выключен должным образом, а ручка переключателя остается в положении «ВЫКЛ.»; Неполное отключение вызывает искрение; Поскольку допустимый рабочий ток слишком мал, легко вызвать перегрев и повреждение камеры прерывателя или даже деформацию формы.

Сегодня на рынке также есть много так называемых автоматических выключателей постоянного тока, которые не являются настоящими автоматическими выключателями постоянного тока, а являются улучшенными по сравнению с автоматическими выключателями переменного тока. Фотоэлектрические системы обычно отключают напряжение и ток относительно высоки, в случае замыкания на землю высокий ток короткого замыкания сблизит контакты, создавая чрезвычайно высокий ток короткого замыкания, до тысяч ампер (в зависимости от разные продукты). В частности, в фотоэлектрических системах обычно имеется несколько параллельных входов панели или несколько независимых входов панели, поэтому необходимо одновременно отключать несколько параллельных входов постоянного тока панели или несколько независимых входов постоянного тока панели, в этих случаях потребуются более высокие отключая способность переключателей постоянного тока, эти усовершенствованные автоматические выключатели постоянного тока, используемые в фотоэлектрических системах, могут быть очень рискованными.

Большинство материалов, используемых в любом автоматическом выключателе переменного тока, изготовлены с использованием конструкции, подходящей для цепей переменного тока, что означает, что это синусоидальная волна 50/60 Гц независимо от того, составляет ли напряжение нагрузки 230 вольт (переменный ток) или 400 вольт (переменный ток). При включении и выключении питания переменного тока важно учитывать, что напряжение характеризуется тем, что оно должно проходить через 0 вольт, поэтому, хотя ситуация меняется от нагрузки к нагрузке, ток будет постепенно исчезать сам по себе - это означает что даже если автоматический выключатель включается и выключается в пик питания, а между контактами образуется дуга, процесс снижения напряжения питания до 0 вольт означает, что напряжение нагрузки также будет стремиться до нуля Дуга гаснет. Однако напряжение постоянного тока на нагрузке всегда остается постоянным, и мощность между контактами всегда постоянна, пока нагрузка не упадет до нуля. Если нагрузка 500 вольт (постоянного тока), 25 ампер, то она сейчас, через секунду, через минуту, через час, 500 вольт, 25 ампер - остается постоянной. В отличие от переменного тока, все нагрузки постоянного тока имеют постоянную нагрузку между контактами переключателя постоянного тока в течение всего процесса отключения; Постоянный ток не пересекает уровень 0 вольт, если нет сбоя питания системы (или другой ошибки).

I. Несколько критериев правильного выбора переключателя постоянного тока

Как выбрать правильный выключатель постоянного тока для вашей фотоэлектрической системы? В качестве ориентира можно использовать следующие критерии.

1. Старайтесь выбирать крупный бренд, особенно тот, который прошел международную сертификацию.

Автоматические выключатели постоянного тока для фотоэлектрических систем в основном сертифицированы в Европе IEC60947-3 (общий европейский стандарт, за которым следуют большинство стран Азиатско-Тихоокеанского региона), UL 508 (общий американский стандарт), UL508i (для фотоэлектрических систем с переключателями постоянного тока, американский стандарт), GB14048.3 ( общий внутренний стандарт), CAN/CSA-C22.2 (общий канадский стандарт), VDE0660.

В настоящее время международные бренды имеют все вышеперечисленные сертификаты, такие как IMO Великобритании и SANTON Нидерландов, в то время как большинство отечественных брендов прошли только общий стандарт IEC60947-3.

2. Выберите автоматический выключатель постоянного тока с хорошей функцией гашения дуги.

Эффект гашения дуги является одним из наиболее важных показателей для оценки выключателя постоянного тока. Настоящие автоматические выключатели постоянного тока имеют специальные устройства гашения дуги и могут отключаться под нагрузкой. Как правило, настоящая конструкция автоматического выключателя постоянного тока имеет особую конструкцию, ручка и контакты не соединены напрямую, поэтому время включения / выключения не напрямую вращает контакты и не отключается, но есть специальная пружина для соединения, когда ручка вращается или перемещение в определенную точку вызывает «внезапное отключение» всех контактов, что приводит к очень быстрому включению и выключению, так что продолжительность дуги относительно короткая.

Как правило, дуга первоклассных международных брендов фотоэлектрических выключателей постоянного тока длится несколько миллисекунд, чтобы погаснуть, например, система SI IMO утверждает, что дуга гасится за 5 миллисекунд. В то время как общее улучшение дуги автоматического выключателя переменного тока по сравнению с автоматическим выключателем постоянного тока длится более 100 миллисекунд.

3. Высокое сопротивление напряжению и току

Общее напряжение фотоэлектрической системы может достигать 1000 В (600 В в США), а отключаемый ток зависит от марки и мощности модуля, а также от того, подключена ли фотоэлектрическая система параллельно с несколькими цепочками или независимо (несколько MPPT). . Напряжение и ток переключателя постоянного тока определяются напряжением цепочки и параллельным током отключаемой фотоэлектрической батареи. Автоматические выключатели постоянного тока PV выбираются с учетом следующего опыта:

Напряжение = NS x VOC x 1,15 (уравнение 1.1) Ток = NP x ISC x 1,25 (уравнение 1.2), где

NS - количество панелей, соединенных последовательно

NP- Количество батарей, соединенных параллельно VOC- Напряжение холостого хода панели ISC - Ток короткого замыкания панели 1,15 и 1,25 являются эмпирическими коэффициентами. Как правило, выключатели постоянного тока крупных производителей могут отключать системное напряжение постоянного тока 1000 В и даже предназначены для отключения входа постоянного тока 1500 В. Крупные бренды часто имеют серии переключателей постоянного тока высокой мощности, такие как переключатели постоянного тока ABB PV с серией продуктов на сотни ампер, IMO фокусируется на переключателях постоянного тока для распределенных фотоэлектрических систем и может предоставить переключатели постоянного тока 50 А, 1500 В. В то время как некоторые мелкие производители, как правило, могут поставлять переключатели постоянного тока только на 16 А, 25 А, их технология и процесс сложны для производства мощных фотоэлектрических переключателей постоянного тока.

4. Полные модели продукта

Как правило, выключатели постоянного тока крупных брендов имеют различные модели для удовлетворения потребностей различных случаев, включая внешние, встроенные, последовательные и параллельные клеммы для соответствия нескольким входам MPPT, с замком и без него, и многое другое для удовлетворения различных установок. такие методы, как монтаж на основании (установка в сборной шине и распределительном шкафу), монтаж в одно отверстие и панель и т. д.

5. Высокий уровень огнестойкости и защитных материалов.

Как правило, корпус, материал корпуса или рукоятка выключателей постоянного тока изготовлены из пластика, который обладает собственными огнестойкими характеристиками и обычно соответствует стандартам UL94. Корпус или корпус переключателя постоянного тока хорошего качества может соответствовать стандартам UL94 V-0, а ручка обычно соответствует стандартам UL94V-2.

Во-вторых, для переключателей постоянного тока, встроенных в инвертор, при наличии внешней рукоятки для переключения уровень защиты переключателя, как правило, требуется, чтобы соответствовать, по крайней мере, требованиям испытаний для уровня защиты всей машины. Струнные инверторы (как правило, мощностью менее 30 кВт), которые в настоящее время больше используются в промышленности, обычно соответствуют уровню защиты IP65 всей машины, что требует более высоких требований к встроенному выключателю постоянного тока и герметизации панели, когда машина установлен. Для внешних переключателей постоянного тока, если они установлены на открытом воздухе, они должны соответствовать уровню защиты не ниже IP65.

II. Этапы выбора переключателей постоянного тока в фотоэлектрических системах

Выбор фотоэлектрического выключателя постоянного тока обычно основывается на первоначальной оценке ключевых параметров и обеспечивает достаточный запас прочности. На выходную мощность самой фотоэлектрической панели в фотоэлектрической системе влияют погода, температура окружающей среды, отслеживание точки питания инвертора и т. д. Во-вторых, сам фотоэлектрический инвертор имеет ограничение и защиту входной мощности, максимально допустимое входное напряжение, а также ограничение тока. и защита; наконец, номинальная отключающая способность самого выключателя постоянного тока и температура окружающей среды также связаны.

Когда окружающая среда определена, на выход панели (батарейного массива) влияет отслеживание мощности на стороне постоянного тока инвертора, и по мере роста напряжения способность переключателя постоянного тока включать и выключать ток уменьшается (тепловая защита). эффект). Как правило, используемый переключатель постоянного тока способен прерывать фактическое выходное напряжение и ток панели, погодные условия, стабильность окружающей среды, отслеживание мощности инвертора и т. д. Все это необходимо учитывать.

Самый простой подход заключается в выборе переключателя постоянного тока (как внешнего, так и внутреннего), который соответствует требованиям уравнений 1.1 и 1.2 выше. Поскольку панель не может работать при максимальном напряжении короткого замыкания и токе холостого хода, внешние переключатели постоянного тока обычно используют для справки максимальное напряжение и ток в точке питания.

Напряжение = NS x VMP x 1,15 (уравнение 1.3)

Ток = NP x IMP x 1,25 (уравнение 1.4). Для встроенного переключателя постоянного тока он также может быть ограничен максимальным входным напряжением и током самого инвертора, поэтому для разумной экономии стоимости системы переключатель постоянного тока обычно основанный на фактическом выходном напряжении и токе панели батареи, и не выше, чем защитное напряжение и ток инвертора, выбранного для использования. В общем, кривая включения-выключения V-1 переключателя постоянного тока должна охватывать допустимое входное напряжение постоянного тока и кривую тока инвертора. Как правило, выбор переключателя постоянного тока для фотоэлектрических модулей может основываться на следующих шагах.

1. Определите напряжение системы

Максимально допустимое напряжение выбранного переключателя постоянного тока должно соответствовать требованиям к напряжению фотоэлектрической системы. Как правило, максимальное напряжение системы составляет 600 В для однофазных инверторов и 1000 В для трехфазных инверторов или инверторов электростанций.

2. Определите количество независимых путей цепочки батарей.

Если это встроенный переключатель постоянного тока, он связан с количеством независимых MPPT инвертора, поскольку он встроен в инвертор. Обычными инверторами являются одиночный MPPT, двойной MPPT, и на рынке есть несколько подключенных к сети инверторов с тремя MPPT. Количество независимых MPPT инвертора определяет количество выбранных пар независимых проходных секций встроенного переключателя постоянного тока.

Если это внешний переключатель постоянного тока, он может быть связан с спроектированной сетью системы. Вы можете выбрать внешний переключатель постоянного тока со сквозным подключением для нескольких рядов батарейных панелей или выбрать внешний переключатель постоянного тока, который может быть сквозным только для одного ряда батарейных панелей.

3. Определите напряжение и ток аккумуляторной батареи.

Если вы знаете больше о конструкции фотоэлектрических инверторов, особенно когда производители инверторов выбирают встроенный переключатель постоянного тока, вы можете выбрать кривую напряжения и тока постоянного тока, изучив инвертор в зависимости от кривой напряжения и тока постоянного тока, чтобы эффективно сэкономить стоимость всего инвертора, чтобы гарантировать, что выбранная кривая переключения постоянного тока охватывает переключатель постоянного тока и кривую тока на входе инвертора в различных погодных условиях и температурах.

4. Проанализируйте среду и способ установки

Рабочая температура, защита и степень пожарной опасности определяются в зависимости от среды использования. Общий уровень защиты внешнего переключателя постоянного тока составляет IP65, а встроенный переключатель постоянного тока установлен для обеспечения того, чтобы вся машина соответствовала стандарту IP65. уровень огнезащиты обычно составляет UL94V-0 для материала корпуса или корпуса, UL94V-2 для ручки. Способы установки: монтаж на панель, монтаж на основание, монтаж в одно отверстие и т. д.

5. Определите конкретную модель

Если вышеперечисленные 1-4 условия соблюдены, то далее необходимо выбрать конкретную модель от предпочитаемой марки. Как правило, характеристики конкретной модели сегментированы по току, и трудно найти точное соответствие для переключателя постоянного тока. Как правило, остается определенный запас для выбора переключателя постоянного тока с техническими характеристиками, превышающими теоретический расчет. Обычно есть 16 А, 25 А и 32 А, а некоторые крупные производители имеют номинальные уровни напряжения 40 А, 50 А, 600 В или 1000 В.

С ясностью внутренней фотоэлектрической политики, ежегодным увеличением количества новых установок фотоэлектрических электростанций и особенно текущим запуском распределенных фотоэлектрических систем, установка фотоэлектрических систем на крышах для отдельных домохозяйств будет становиться все более популярной. Переключатель PV DC будет наиболее важным компонентом безопасности этих систем. Надежность и стабильность фотоэлектрического коммутатора постоянного тока напрямую связаны со стабильной выработкой электроэнергии и доходом фотоэлектрической системы, что напрямую влияет на безопасную и надежную работу фотоэлектрической системы, поэтому крайне важно выбрать квалифицированный фотоэлектрический коммутатор постоянного тока.

В настоящее время так называемые фотоэлектрические выключатели постоянного тока на внутреннем рынке в основном представляют собой выключатели переменного тока или их усовершенствованные продукты, а не выключатели постоянного тока с безопасным гашением дуги и отключением высокой мощности, которые действительно применяются в фотоэлектрических системах. Эти выключатели переменного тока далеки от адекватных с точки зрения способности гашения дуги и номинальной мощности отключения нагрузки, что может легко привести к перегреву, утечке и искрам и даже сжечь весь солнечная электростанция в серьезных случаях.

Но в Портативный солнечный генератор постоянного тока, переключатели постоянного тока не являются обязательными, небольшой переключатель может работать хорошо.