Kako izbrati pravi SPD za PV združevalne omarice

Še vedno se spominjam dneva, ko je en sam udar strele uničil polovico naše mreže.
V desetih sekundah smo izgubili štirideset razsmernikov, kilometer in pol enosmernega kabla in cel mesec dobička.

Takrat sem izbiral naprave za zaščito pred prenapetostjo po blagovni znamki.
Zdaj, po petnajstih letih na tem področju, zaupam le trem številkam – največja enosmerna napetost, udarni tok in krivulja termične varovalke.

Če se te tri lastnosti ujemajo s specifikacijami vaše niza – recimo 1000 V DC, Imax 40 kA in vgrajeno termično odklopno stikalo – zmanjšate število izpadov na terenu za 90 % in ohranite svojo PPA finančno sposobno.

Nadaljujte z branjem in pokazal vam bom natančne številke, ki jih uporabljam, teste, ki jih zahtevam od tovarn, in eno napako, ki porabi več proračunov kot sama strela.

Vloga SPD pri varnosti PV kombinirane omarice

Nekoč sem odprl omarico kombinatorja, ki jo je zavaril 6 kV odboj.

Barva se je mehurjala, bakrena vodila so se zlila v eno samo maso – in lokacija je bila šest tednov nedostopna.
Zavarovalnica je to označila za "višjo silo". Jaz sem to označil za manjkajoči SPD.

Zdaj v vsako kombinirano omarico nameščam prenapetostne zaščite.
Prenapetost omejijo na 1,5 kV, ohranijo požarno odpornost na UL 94 V-0 in pustijo, da razsmernik še naprej prodaja energijo, medtem ko nevihta še divja.
To je najcenejše zavarovanje, kar sem jih kdaj kupil.

Kaj val v resnici počne v škatli

DC niz kabel je v bistvu 200-metrska antena.
Ko strela udari v radiju dveh kilometrov, lahko kabel prejme sunkovit impulz 4 kV.
Brez SPD-ja ta konica skoči čez držalo varovalke, stopi 15 A varovalko in skoči na steno omarice.
Pri 6000 °C se barva oglenijo in škatla postane vir ognja.

Še vedno hranim fotografije s treh požganih območij, kjer je v poročilih o požarih pisalo »električni oblok«.
Ko smo isti zasnovi dodali SPD-je, je v naslednjem poročilu preprosto pisalo: "brez škode."

Kako dimenzioniram SPD glede na škatlo

Po letih testiranja in neuspehov sem svoj postopek izbire poenostavil na tri vhodne podatke:

Sistemska enosmerna napetost– mora presegati Voc pri −20 °C.

Nazivni tok praznjenja (In)– 20 kA za mila podnebja, 40 kA za obalna območja ali območja z veliko strelami.

Raven napetostne zaščite (Up)– ostanite pod impulzno nazivno napetostjo razsmernika (običajno 2 kV).

Takole se te številke kažejo v praksi:

Nikoli ne kupim SPD-ja brez Tok gašenja enosmernega oblokanaveden na njegovem podatkovnem listu.
To mi pove, da lahko prekine nadaljevalni tok, ne da bi čakal na rele razsmernika.
Prav tako vztrajam pri poročilo o preskusu srednjega zatiča— dokazuje, da modul varno odpove pod obremenitvijo.

Kam ga namestim

SPD namestim na isto DIN letev kot varovalke, pri čemer dolžino žice ohranim pod 30 cm in par zasukam, da zmanjšam induktivnost.
Vsak dodaten centimeter doda približno 10 V pri 1 kA/µs, zato lahko 50 cm ohlapnosti 1,5 kV klešče spremeni v 2 kV katastrofo.

Zraven dodam majhen 3 A odklopnik.
Ena lokacija v Teksasu zdaj zamenja pregoreli SPD v manj kot štirih minutah.
Sosednja lokacija še vedno potrebuje popolno zaprtje – in izgubi tri ure prihodka od sončne svetlobe.

Razlaga nazivnih napetosti enosmernega toka in ravni zaščite

Nekoč sem zaupal oznaki SPD "1000 V", ne da bi preveril temperaturni faktor.
Zaradi te napake so se uničila dva inverterja in me stala več kot moj prvi avto.

Zdaj vsak SPD namestim za 20 % nad napetostjo v hladnem vremenu (Voc) in se prepričam, da je njegova napetost na kleščah vsaj 30 % pod nazivno impulzno vrednostjo razsmernika.
Zaradi tega dvostopenjskega pravila so moji garancijski zahtevki že pet let zaporedoma ničelni.

Zakaj je Voc pri −20 °C pomemben

Napetost silicija se pod 25 °C dvigne za 0,3 % na stopinjo.
Niz, ki pri 25 °C doseže napetost 950 V, pri −20 °C pa 1090 V.
Če je Uc vašega SPD-ja le 1000 V, bo začel uhajati tok, se segrevati in odpovedati.
To lekcijo sem se na težji način naučil v Ontariu, kjer je dvanajst modulov čez noč ugasnilo.

Kako brati Up, Uc in In brez doktorata

Univerzitetni univerzitetni kolidž– najvišja enosmerna napetost, ki jo SPD lahko neprekinjeno prenaša.

Gor– preostala napetost med prenapetostjo.

V– tok, ki ga lahko preživi petnajstkrat brez poškodb.

Te tri številke napišem na rumeno nalepko v vsaki škatli kombinatorja.
Vsak tehnik lahko potrdi ujemanje v nekaj sekundah.

Skrita past: dolžina kabla za SPD-jem

Stiskanje se zgodi na sponkah SPD, vendar vaš razsmernik vidi samo to in padec kabla.
Enkrat sem na SPD-ju izmeril 1,8 kV, na razsmerniku, ki je bil oddaljen 35 m, pa 2,4 kV.
Sedaj dodam drugi SPD na razsmerniku, kadar dolžina enosmernega toka preseže 20 m.
Stane približno 42 USD in prihrani 12.000 USD kot inverter.

SPD tipa 1 proti tipu 2 – kakšna je razlika

Dobavitelj mi je nekoč poslal dele "tipa 2" za škatlo, nameščeno na okvirju.
Prvi udarec je bil prisoten, v zavarovalnem poročilu pa je pisalo "napačen razred" – zahtevek je bil zavrnjen.

Danes uporabljam SPD-je tipa 1 za omarice, pritrjene na ogrodje strelovoda, in enote tipa 2 za omarice, izolirane več kot dvajset metrov stran.
Ta ena razlika določa, ali prenapetost zunaj izgine ali pa se požene naravnost v vašo sobo z razsmernikom.

Testni val, ki resnično šteje

Tip 1– testirano z valom 10/350 µs (naboj 25 C), simulira neposreden zadetek.

Tip 2– testirano z valom 8/20 µs, simulira inducirano prenapetostno napetost.

V vsako naročilnico prilepim obe valovni obliki.
Nekoč mi je dobavitelj poskušal prodati dele "tipa 1+2", pri čemer je bil naveden samo test 8/20 µs.
Serijo sem zavrnil, še preden je prispela na carino.

Razlika v stroških v realnih dolarjih

Na lokaciji z močjo 200 MW je to razlika v višini 64.000 USD – vendar ena okvarjena razsmerniška veriga stane 120.000 USD.
Moj kompromis: Na prvem kombinatorju v vsaki vrstici vtipkajte 1, na ostalih pa 2.
Prihrani 42 % proračuna in še vedno zadovolji vse zavarovalnice.

Kako prepoznati ponarejenega hibrida

Nekatere nalepke kričijo »T1+T2«, v notranjosti pa je le varistor 40 kA 8/20 µs.
Vedno preverim IMPin specifična energija (MJ)vrednosti na podatkovnem listu.
Če jih ni, grem stran.
Nato na spletu preverim številko datoteke UL 1449, medtem ko prodajalec še govori.

Nasveti za namestitev naprav za zaščito pred prenapetostjo sončne energije

Enkrat sem zamenjal linijo in obremenitev na novem SPD-ju in opazoval, kako varistor skače po ohišju.
Pok je bil tako glasen, da je stražarju padla kava.

Sedaj vsak SPD ožičim z večžilno bakreno žico 10 AWG, površino zanke ohranim pod 5 cm² in dodam 32 A DIN odklopnik, da ga lahko ekipa zamenja na kraju samem.
Zaradi teh navad smo povprečni čas popravila skrajšali na samo osem minut.

Montaža korak za korakom. Vsakega vajenca naučim

1Izklopite niz z enosmernim stikalom in počakajte, da je Voc

2Namestite SPD poleg varovalk, vhodni priključek na vrhu.

3Odstranite le 6 mm izolacije – ohranite zračno režo.

4Privijte na 1,2 Nm – ohlapni vijaki dodajo 50 °C toplote.

5Dodajte 32 A odklopnik z oznako IZOLATOR SPD-jav angleščini in španščini.

Vsak sklep fotografiram in sliko naložim v našo mapo v oblaku.
Ko zavarovalnice zahtevajo dokazilo, jim pred kosilom pošljem povezavo.

Trik z ozemljitvijo, ki ga nihče ne zapiše

Napeljite namensko 6 mm² zeleno-rumeno žico od ozemljitve SPD-ja neposredno do ozemljitvene letve omarice.
Nikoli ne povezujte klešč v verigo z drugimi napravami – to doda 0,5 Ω in dvigne klešče za 500 V pri 1 kA.
To sem potrdil s 50 MHz osciloskopom; številke ne lažejo.

Orodje, ki ga imam v tovornjaku

Po vsakem opravilu skeniram QR kodo SPD-ja in zabeležim datum.
Aplikacija me opomni, da ponovno preverim v drugem letniku.
Odkar sem začel s to rutino, imamo nič presenetljivih napak.

Zaključek

Izberite pravi SPD enkrat in prespali boste vsako nevihto.
Pošljite mi napetost in lokacijo vašega niza —
Preden se oblikuje naslednji nevihtni oblak, vam bom zagotovil natančno prenapetostno zaščito, ki jo potrebujete.