Нарны эрчим хүчний системийн хамгаалалтын төхөөрөмжүүд
Нарны эрчим хүчний систем (PLTS)-ийг айл өрх, арилжааны барилга, үйлдвэр, олон нийтийн байгууламжид улам бүр ашиглаж байна. Цэвэр, элбэг дэлбэг эрчим хүчний эх үүсвэр байхаас гадна PLTS нь цахилгааны төлбөрийг бууруулж, эрчим хүчний аюулгүй байдлыг нэмэгдүүлэх боломжтой. Гэсэн хэдий ч бусад цахилгаан системийн нэгэн адил PLTS нь хүчдэлийн огцом өсөлт, хэт гүйдэл, богино холболт, шууд бус аянга цахилгаан, суурилуулалтын алдаа, дулаан болон хүрээлэн буй орчны улмаас эд ангийн эвдрэл зэрэг янз бүрийн эрсдэлтэй тулгардаг. Тиймээс хамгаалалтын төхөөрөмжүүд нь системийн аюулгүй, тогтвортой, удаан хугацаанд ажиллахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Энэ нийтлэлд нарны эрчим хүчний систем дэх гол хамгаалалтын төхөөрөмжүүд, тэдгээрийн тус тусын үүрэг, түгээмэл хэрэглэгддэг байрлуулах зарчмуудыг авч үзэх болно.
Нарны эрчим хүчний систем яагаад хамгаалалт хэрэгтэй вэ?
Нарны цахилгаан станц (PLTS) нь хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ: нарны (PV) модуль, тогтмол гүйдлийн кабель болон холбогч, комбайн хайрцаг, инвертер, батерей (эрлийз/сүлжээнээс гадуурх систем бол), ачаалал эсвэл PLN сүлжээнд холбогдсон хувьсах гүйдлийн хуваарилах самбар. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүр өөр өөр шинж чанар, аюултай байдаг. Тогтмол гүйдлийн тал нь гэрэлтэй үед урсах өндөр хүчдэл, их хэмжээний гүйдэлтэй байж болох тул гүйдлийн тасалдал болон алдааг зохицуулах нь хувьсах гүйдлийн талынхаас ялгаатай байдаг. Үүний зэрэгцээ хувьсах гүйдлийн тал нь хэт гүйдэл, тусгаарлагчийн эвдрэл, гүйдлийн алдагдал зэрэг цахилгаан суурилуулах нийтлэг эрсдэлд өртдөг.
Зохих хамгаалалтгүй бол бага зэргийн эвдрэл нь инвертерийн эвдрэл, цахилгааны богино холболт, гал түймэр, эсвэл техникчид болон барилгын оршин суугчдын аюулгүй байдалд аюул учруулж болзошгүй. Зохих хамгаалалт нь засвар үйлчилгээг хялбаршуулдаг: системийг хэсэг хэсгээр нь тусгаарлаж, эвдрэлийг тодорхойлж, эд ангиудыг аюулгүйгээр сольж болно.
1) DC болон AC гал хамгаалагч
Гал хамгаалагч нь хамгийн энгийн бөгөөд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хамгаалалтын төхөөрөмж юм. Тэдгээрийн үүрэг бол хэт гүйдэл эсвэл богино холболтын үед гүйдлийг тасалдуулах явдал юм. Нарны цахилгаан станцуудад (PLTS) тогтмол гүйдлийн гал хамгаалагчийг ихэвчлэн комбайн хайрцаг эсвэл инвертерт орохоос өмнө самбарын утас бүр дээр (цуврал модулиуд) суурилуулдаг. Энэ нь чухал юм, учир нь хэрэв нэг утас эвдэрвэл бусад утаснаас урвуу гүйдэл нь гэмтсэн утас руу урсаж, кабель эсвэл холбогчийг халааж болзошгүй.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээг хэт гүйдлээс хамгаалахын тулд инвертерийн гаралтын талд хувьсах гүйдлийн гал хамгаалагч суурилуулсан. Гал хамгаалагчийг сонгохдоо гүйдлийн үнэлгээ, таслах чадвар, тогтмол гүйдэл эсвэл хувьсах гүйдлийн тохирох байдлыг харгалзан үзэх хэрэгтэй. Тогтмол гүйдлийн гал хамгаалагчийг хувьсах гүйдлийн гал хамгаалагчаар сольж болохгүй, учир нь тогтмол гүйдлийн нуман унтраах нь илүү хэцүү байдаг.
2) MCB болон MCCB (Хэлхээний таслуур)
Жижиг хэлхээний таслуур (MCB) болон Цутгамал хайрцагтай хэлхээний таслуур (MCCB) нь хэт гүйдэл болон богино залгааны хамгаалалтын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд гар ажиллагаатай таслуур болгон ашиглаж болно. Хувьсах гүйдлийн тал дээр MCB-г ачааллын хэлхээ болон түгээлтийн шугамд түгээмэл ашигладаг. Тогтмол гүйдлийн тал дээр тогтмол гүйдлийн хүчдэл болон нумын шинж чанарт зориулагдсан тусгай тогтмол гүйдлийн MCB-үүд байдаг.
Гал хамгаалагчтай харьцуулахад хэлхээний таслуурын давуу тал нь эвдэрсний дараа дахин тохируулж болдогт оршино (эвдрэлийн шалтгааныг арилгасан тохиолдолд). Гэсэн хэдий ч нарны гэрэл цахилгаан станцууд нь дизайны шаардлага, гүйдлийн үнэлгээ, утасны тохиргооноос хамааран гал хамгаалагч болон хэлхээний таслуурыг хослуулан ашигладаг.
3) SPD (Хэт хүчдэлээс хамгаалах төхөөрөмж) эсвэл Хүчдэлийн хэт хүчдэлийг баригч
SPD нь шууд бус аянга цахилгаан, их хэмжээний ачааллын шилжилт эсвэл сүлжээний эвдрэлээс үүдэлтэй түр зуурын хүчдэлийн огцом өсөлтөөс тоног төхөөрөмжийг хамгаалдаг. Хүчдэлийн огцом өсөлт нь инвертер, MPPT, хяналтын систем болон холбооны төхөөрөмжүүдийг гэмтээж болно. Нарны цахилгаан станцуудад (PLTS) SPD-г ихэвчлэн дараах байдлаар суурилуулдаг.
– DC тал: комбайн хайрцаг эсвэл инвертер оролтын (SPD DC) ойролцоо.
– Хувьсах гүйдлийн тал: инвертерийн гаралтын хуваарилах самбар (SPD AC) дээр.
– Харилцаа холбооны зам: эмзэг хяналтын төхөөрөмж байгаа бол ethernet/RS485.
SPD-г сонгохдоо ангилал (1/2-р төрөл), системийн хүчдэл болон хэт хүчдэлийн гүйдлийн багтаамжийг харгалзан үздэг. Аянга цахилгааны эрсдэл өндөртэй байршил эсвэл аянга цахилгаанаас хамгаалах системтэй барилгуудын хувьд SPD болон газардуулгын системийн хоорондын уялдаа холбоо маш чухал юм.
4) RCD/ELCB/RCCB (Гүйдлийн алдагдалаас хамгаалах)
Үлдэгдэл гүйдлийн төхөөрөмж (RCD) эсвэл ELCB/RCCB нь газарт гүйдэл алдагдаж байгааг илрүүлдэг бөгөөд энэ нь цахилгаан цочрол эсвэл гал түймэр үүсгэж болзошгүй. Хувьсах гүйдлийн системд RCD-г хүмүүсийг шууд бус холбоо барихаас хамгаалахад түгээмэл ашигладаг. Нарны цахилгаан станцуудад тэдгээрийг хэрэглэхдээ инвертерийн төрөл (трансформаторгүй эсвэл трансформаторгүй) болон RCD-ийн ажиллагаанд нөлөөлж болзошгүй тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн алдагдлын боломжийг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Зарим системд инвертер үйлдвэрлэгчийн зөвлөмж болон угсралтын стандартын дагуу тодорхой төрлийн RCD (жишээлбэл, А төрөл эсвэл В төрөл) ашигладаг. Энэ нь RCD нь хуурамчаар ажиллахгүй байхаас гадна аюултай гүйдэл алдагдсан тохиолдолд үр дүнтэй хэвээр байх боломжийг олгодог.
5) Тогтмол гүйдлийн тусгаарлагч (Тогтмол гүйдлийн салгах унтраалга)
Тогтмол гүйдлийн тусгаарлагч нь техникчдэд нарны хавтан болон инвертерийн хоорондох холболтыг аюулгүй салгах боломжийг олгодог унтраалга юм. Энэ нь инвертерийн засвар үйлчилгээ, эд анги солих эсвэл үзлэг хийх үед чухал юм. Гэрэлд өртөх үед нарны гэрэлд цахилгаан үүсгэсээр байх тул аюулгүй бөгөөд тодорхой тэмдэглэгээтэй салгах нь цахилгаанд цохиулах болон тогтмол гүйдлийн нуман үүсэх эрсдэлээс сэргийлдэг.
Тогтмол гүйдлийн тусгаарлагч нь тохирох хүчдэл ба гүйдлийн үнэлгээтэй байх ёстой бөгөөд нумыг унтраахын тулд тогтмол гүйдлийн зориулалтаар тусгайлан хийгдсэн байх ёстой. Тэдгээр нь ихэвчлэн инвертерийн ойролцоо байрладаг бөгөөд зарим загварт тэдгээрийг мөн комбайны хайрцагт байрлуулдаг.
6) Батерейны хамгаалалт: BMS, гал хамгаалагч болон хэлхээний таслуур
Батерейгаар ажилладаг системд (сүлжээнээс гадуур эсвэл эрлийз) батерейны хамгаалалт маш чухал байдаг, учир нь батерей нь их хэмжээний энерги хадгалдаг бөгөөд богино холболтын үед маш өндөр гүйдэл ялгаруулж чаддаг. Нийтлэг хамгаалалтын төхөөрөмжүүдэд дараахь зүйлс орно.
– BMS (Батерейны удирдлагын систем): элемент бүрийн хүчдэл, температур, цэнэглэх/цэнэггүйжүүлэх гүйдлийг хянаж, параметрүүд аюулгүй хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд салгадаг.
– Батерейны шугам дээрх гал хамгаалагч эсвэл тогтмол гүйдлийн хэлхээний таслуур: кабель болон тоног төхөөрөмжийг богино залгааны гүйдлээс хамгаалдаг.
– Контакттор эсвэл реле: хэвийн бус нөхцөлд автоматаар салгах боломжийг олгодог.
Энэхүү хамгаалалт нь зарим төрлийн батерейны хэт халалт, эсийн эвдрэл, дулааны алдагдлаас урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг.
7) Газардуулга (Газардуулалт/Газардуулалт) ба Холболт
Газардуулга гэдэг нь зөвхөн "кабелийг газардуулгад залгах" тухай биш, харин алдаа болон хэт хүчдэлийн гүйдлийг аюулгүй дамжуулах, холбоо барих хүчдэлийг бууруулах, SPD болон алдагдлын гүйдлийн хамгаалалтын үр нөлөөг нэмэгдүүлэх зорилготой систем юм. Нарны цахилгаан станцуудад газардуулалтад дараахь зүйлс орно.
– Модулийн хүрээ болон бэхэлгээний байгууламжийн газардуулга
– Инвертер болон цахилгаан самбарын газардуулга
– Болзошгүй ялгаанаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд металл эд ангиудын хооронд наалт хийх
Газардуулгын загварт системийн төрөл (сүлжээний холболт, эрлийз), инвертерийн төрөл болон орон нутгийн стандартууд нөлөөлдөг. Муу газардуулга нь SPD-г үр ашиггүй болгож, хүчдэлийн хэт өсөлтийн үед гэмтэх эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг.
8) Дулааны хамгаалалт ба кабелийн менежмент
Цахилгаан төхөөрөмжөөс гадна механик болон дулааны хүчин зүйлс нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тогтмол гүйдлийн кабель нь наранд ил гарсан, сул холбогчтой, эсвэл кабелийн буруу байрлуулсан нь халуун цэгүүд, дулаалгын доройтол, гал түймэрт хүргэж болзошгүй. Тиймээс зарим чухал хамгаалалтын арга хэмжээнд дараахь зүйлс орно.
– Хэт ягаан туяа болон өндөр температурт тэсвэртэй тусгаарлагчтай PV кабелийн сонголт
– Эмзэг хэсэгт суваг эсвэл кабелийн хамгаалалт ашиглах
– Кабелиудыг чимхэхгүй, хурц ирмэгт наалдахгүй, суналт багатай байхаар байрлуул.
– MC4 (эсвэл үүнтэй төстэй) холбогч нь нийцтэй бөгөөд эргүүлэх хүчний дагуу суурилуулсан эсэхийг шалгана уу.
Энгийн мэт санагдаж болох ч энэ дадал нь урт хугацааны аюулгүй байдлын түлхүүр болдог.
Сайн хамгаалалтын байршлын зарчмууд
Ерөнхийдөө хамгаалалтыг эвдрэлийн болзошгүй эх үүсвэр эсвэл эрчим хүчний эх үүсвэрт аль болох ойр байрлуулдаг: утсан гал хамгаалагчийг комбайны ойролцоо, инвертер/самбарын ойролцоо SPD, батерейны ойролцоо батерейны таслуур, онцгой байдлын үед амархан хүрч болох цэгүүдэд тусгаарлагч байрлуулдаг. Цаашилбал, төхөөрөмжүүдийн хоорондын уялдаа холбоо маш чухал: MCB, гал хамгаалагч, кабелийн үнэлгээг эвдрэлд хамгийн ойр төхөөрөмж нь системийг бүхэлд нь унтраахын оронд ажиллахгүй байхаар тохируулах ёстой.
Баримтжуулалт нь хамгаалалтын нэг хэсэг юм: шошго, нэг мөрийн диаграмм, яаралтай унтраах журам нь техникчид болон хэрэглэгчдэд хурдан бөгөөд аюулгүй ажиллахад тусалдаг.
Хаах
Нарны эрчим хүчний системийн хамгаалалтын тоног төхөөрөмж нь тоног төхөөрөмжийн аюулгүй байдал, найдвартай байдал, ашиглалтын хугацааг тодорхойлдог хөрөнгө оруулалт юм. Гал хамгаалагч, MCB/MCCB, SPD, RCD, DC тусгаарлагч, BMS-ээр дамжуулан батерейны хамгаалалт, зөв газардуулга зэрэг нь зураг төслийн эхнээс төлөвлөх ёстой гол элементүүд юм. Зөв хамгаалалт, стандарт суурилуулалттай бол нарны эрчим хүчний систем нь зөвхөн цэвэр эрчим хүч үйлдвэрлэхээс гадна урт хугацаанд аюулгүй, хамгийн бага тасалдалтай ажиллах болно.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийг илүү техникийн хувилбар (хамгаалалтын схемийн жишээ болон ерөнхий үнэлгээний зөвлөмжийн хамт) эсвэл энгийн уншигчдад зориулсан илүү энгийн хувилбар болгон өөрчилж болно.
