Кори муштараки муҳофизони шиддат, қатъкунакҳои занҷирӣ ва фишангҳо дар системаҳои фотоэлектрикӣ: Таҳлили функсионалӣ ва муҳокимаи зарурат
Муқаддима
Бо рушди босуръати саноати фотоэлектрикии ҷаҳонӣ, бехатарӣ ва устувории системаҳои истеҳсоли нерӯи офтобӣ ба маркази таваҷҷӯҳи соҳаҳо табдил ёфтааст. Системаҳои фотоэлектрикӣ муддати тӯлонӣ дар ҳавои кушод қарор доранд ва дар баробари таҳдидҳо ба монанди зарбаҳои барқ, ноустувории шабакаҳои барқӣ ва нокомии таҷҳизот, ки метавонанд боиси осеб дидани таҷҳизот ё ҳатто сӯхтор шаванд, осебпазиранд. Муҳофизаткунандагони шиддати барқ (SPD), автоматҳои автоматикӣ ва фишангҳо дастгоҳҳои калидии муҳофизатӣ мебошанд, ки ҳар кадоме вазифаҳои худро иҷро мекунанд ва бо ҳамдигар ҳамкорӣ мекунанд, то кори бехатари системаро таъмин кунанд. Дар ин мақола вазифаҳо, механизмҳои ҳамоҳангсозӣ ва зарурати пешниҳоди истинод барои корбарони соҳа амиқ таҳлил карда мешавад.
I. "Қотили ноаён" бо системаҳои фотоэлектрикӣ рӯбарӯ мешавад
Нерӯгоҳҳои барқии фотоэлектрикӣ ба монанди "ҷанговарони пӯлодӣ" ҳастанд, ки дар ҳавои кушод кор мекунанд ва пайваста озмоишҳои сахти гуногунро таҳаммул мекунанд.
1.1 Мушкилоти зарбаи барқ:
Аз ҷумла, дар Ховари Миёна ва Осиёи Ҷанубу Шарқӣ, як мавсими раъду барқ метавонад системаҳоеро, ки аз муҳофизат маҳруманд, фалаҷ кунад.
1.2 Тағйирёбии шабакаи барқ:
Дар лоиҳаи Чили, ки ман масъули он будам, якчанд таҷҳизот аз сабаби афзоиши ногаҳонии шиддати шабака сӯхтанд.
1.3 Хатари расиши кӯтоҳ:
Соли гузашта дар як лоиҳаи Олмон расиши кӯтоҳ аз сабаби фарсуда шудани кабелҳо ба амал омад, ки қариб буд боиси сӯхтор гардад.
Ин хатарҳо муболиға нестанд. Тибқи иттилои Иттиҳоди байналмилалии бехатарии фотоэлектрикӣ, беш аз 60% нокомиҳои системаҳои фотоэлектрикӣ аз сабаби нокифоя будани муҳофизати барқӣ ба амал меоянд.
II. Вазифаҳои асосии дастгоҳҳои муҳофизаткунандаи шиддат (SPD)
2.1 Принсипи корӣ
SPD шиддати аз ҳад зиёди муваққатиро тавассути варисторҳои оксиди металлӣ (MOV) ё найчаҳои холӣкунандаи газ (GDT) ба замин интиқол медиҳад ва шиддатро дар доираи бехатар маҳдуд мекунад. Дар системаҳои фотоэлектрикӣ, SPD-ҳо одатан дар ҷойҳои зерин насб карда мешаванд:
Тарафи ҷараёни доимӣ (байни модулҳо ва инвертер): Барои муҳофизат аз афзоиши барқ, ки аз барқ ба вуҷуд меояд.
Тарафи AC (байни инвертер ва шабака): Барои пахш кардани шиддати аз ҳад зиёд аз ҷониби шабака.
2.2 Параметрҳои асосӣ
Шиддати максималии кори доимӣ (Uc): бояд ба сатҳи шиддати системаи фотоэлектрикӣ мувофиқат кунад (масалан, 1000V DC ё 1500V DC).
Ҷараёни разряд (In/Iimp): Қобилияти разряд кардани ҷараёни барқро инъикос мекунад ва системаҳои фотоэлектрикӣ одатан 20 кА ё бештар аз онро талаб мекунанд.
Сатҳи муҳофизати шиддат (боло): Андозаи шиддати боқимондаро муайян мекунад ва бояд аз шиддати тобоварии таҷҳизоти муҳофизатшаванда пасттар бошад.
2.3 Зарурият
Аз вайрон шудани таҷҳизоти гаронбаҳо ба монанди инверторҳо ва қуттиҳои комбайн аз сабаби афзоиши шиддат пешгирӣ кунед.
Риояи стандартҳои байналмилалӣ (ба монанди IEC 6164331, UL 1449) ва талаботи қабул барои нерӯгоҳҳои барқии фотоэлектрикӣ.
Ⅲ. Вазифа ва интихоби автоматҳои автоматикӣ ва фишангҳо
3.1 Қатъкунандаи занҷир
Вазифа:
•Муҳофизати аз ҳад зиёд: Вақте ки ҷараён аз арзиши муқарраршуда (масалан, 1,3 маротиба аз ҷараёни номиналӣ) зиёд мешавад, механизми қатъи гармӣ кор мекунад.
•Муҳофизат аз занҷираи кӯтоҳ: Механизми қатъи электромагнитӣ ҷараёни занҷираи кӯтоҳро (масалан, 10 кА) дар давоми миллисония қатъ мекунад.
•Хусусиятҳои татбиқи фотоэлектрикӣ:
Қатъкунандаи ҷудогонаи ҷараёни доимии доимӣ (масалан, DC 1000V/1500V) бояд интихоб карда шавад.
Иқтидори шикастан бояд ба ҷараёни кӯтоҳмуддати система мувофиқат кунад (одатан ≥ 15 кА).
3.2 Фирӯза
Вазифа:
Бо об кардани элементи фишанг, он метавонад схемаи ноқисро зуд ҷудо кунад ва шохаи пайвастшудаи силсилавиро муҳофизат кунад.
Бартариҳо:
Суръати қатъшавӣ тезтар аст (дар сатҳи микросония), ки барои сенарияҳои ҷараёни кӯтоҳмуддати баланд мувофиқ аст.
Он андозаи хурд дорад ва барои қуттиҳои ҷараёндор бо фазои маҳдуд мувофиқ аст.
3.3 Ҳамкорӣ бо SPD
SPD барои ҳифзи шиддат масъул аст, дар ҳоле ки автоматҳои муҳофизатӣ/муҳофизони фишангҳо барои ҳифзи ҷараён масъуланд.
Вақте ки SPD аз сабаби вайроншавии шиддати барқ ноком мешавад, автоматҳои барқӣ ё муҳофизони фишангҳо метавонанд схемаи ноқисро фавран қатъ кунанд, то аз сӯхтор пешгирӣ карда шавад.
Ⅳ. Таҳқиқоти ҳолати системаи ҳифзи бисёрсатҳа
Ҳамчун мисол, як нерӯгоҳи барқии фотоэлектрикии 1 МВтро гиред:
4.1 Муҳофизат дар тарафи DC
Шохаҳои силсилаи ҷузъҳо: Барои ҳар як силсила фишангҳо (масалан, навъи 10A gPV) насб кунед.
Вуруди қуттии комбайн: SPD-и навъи II (боло ≤ 1.5 кВ) ва автомати муҳофизатии ҷараёни доимӣ (63А)-ро насб кунед.
4.2 Муҳофизат дар тарафи кондитсионер
Нуқтаи баромади инвертер: SPD-и навъи 1+2 (Iimp ≥ 12.5 кА) ва автомати муҳофизатии қуттии қолабӣ (250 А)-ро танзим кунед.
4.3 Моделсозии сенарияи хато
Вақте ки барқ задан ба амал меояд: SPD ҷараёни афзояндаро раҳо мекунад ва шиддати поёнтар аз 2 кВ-ро маҳкам мекунад; агар SPD аз сабаби кӯтоҳмуддат аз кор монад, автомати муҳофизатӣ кор намекунад.
Вақте ки кӯтоҳ будани хатти барқ вуҷуд дорад: фишанг дар давоми 5 мс об мешавад, то паҳншавии таъсири нуқтаи гармиро пешгирӣ кунад.
Ⅴ. Чораҳои эҳтиётӣ барои интихоб ва насб
5.1 Интихоби SPD
Барои тарафи DC, бояд SPD-и махсуси фотоэлектрикӣ (масалан, PVSPD) интихоб карда шавад, то аз мушкилоти ҷараёни баръакси SPD-и оддии AC пешгирӣ карда шавад.
Фосилаи ҳарорат бояд ба назар гирифта шавад (Uc бояд дар муҳитҳои ҳарорати баланд фосилаи муайяне гузорад).
5.2 Мутобиқсозии автомати муҳофизатӣ/партов
Иқтидори шикастан бояд аз ҳадди аксар ҷараёни кӯтоҳмуддати система баландтар бошад (масалан, ҷараёни хатогии сим метавонад ба 1,5 кА расад).
Ҷараёни номиналии фишанг бояд аз ҷараёни кӯтоҳмуддати ҷузъӣ (Isc) беш аз 1,56 маротиба зиёд бошад (мувофиқи NEC 690.8).
5.3 Пешниҳодҳо оид ба ҳамгироии система
Барои кам кардани шиддати боқимонда дарозии сим байни SPD ва автомати муҳофизатӣ бояд ≤ 0.5 м бошад.
Санҷишҳои мунтазами нишондиҳандаҳои ҳолати SPD бояд гузаронида шаванд ва модулҳои аз кор монда сари вақт иваз карда шаванд.
Ⅵ. Тамоюлҳои соҳавӣ ва навсозиҳои стандартӣ
• Талабот ба шиддати баланд: Бо қабули васеъи системаҳои фотоэлектрикии 1500В, сатҳҳои шиддати тобоварии SPD ва автоматҳои барқӣ бояд ҳамоҳанг карда шаванд.
• Мониторинги интеллектуалӣ: Барои ноил шудан ба огоҳии барвақти нокомӣ аз дурдаст, SPD-ҳои интеллектуалӣ, ки сенсорҳои ҳарорат ва функсияҳои алоқаи бесимро дар бар мегиранд, тадриҷан истифода мешаванд.
•Такмилдиҳии стандартӣ: Нусхаи нави IEC 625482023 талаботи ҳамоҳангсозии сахттарро барои дастгоҳҳои муҳофизатӣ барои системаҳои фотоэлектрикӣ ҷорӣ кардааст.
Хулоса
Дар системаҳои фотоэлектрикӣ, муҳофизони шиддати барқ, автоматҳои автоматикӣ ва фишангҳо як системаи пурраи муҳофизати муштараки "шиддат-ҷараён"-ро ташкил медиҳанд. Интихоби дуруст ва танзими ин ҷузъҳо на танҳо метавонад мӯҳлати хидмати таҷҳизотро дароз кунад ва хароҷоти истифода ва нигоҳдориро кам кунад, балки шартҳои муҳим барои таъмини кори бехатари нерӯгоҳҳои барқӣ низ мебошанд. Бо рушди технология, ҳамгироӣ ва зеҳнии ин дастгоҳҳои муҳофизатӣ эътимоднокии системаҳои фотоэлектрикиро дар оянда боз ҳам афзоиш хоҳад дод.