3) 設備逆變電源系統防雷(端口加固)采用SPD浪涌保護,通過在帶電電纜上安裝浪涌保護器實現,減少電涌和雷電過電壓對設備造成損壞.太陽能光伏 逆變電源并網發電系統的雷電浪涌入侵途徑, 除了太陽能電池方陣外,還有配電逆變電源線路、接地線等,所以太陽能光伏 逆變電源并網發電系統需要采取以下防護措施:
(1)在逆變電源的每路直流電源輸入端裝設SPD浪涌保護裝置.
(2)在并網接入控制柜中安裝浪涌保護器, 以防護沿連接電纜侵入的雷電波.為防止浪涌保護器失效時引起電路短路,必須在浪涌保護器前端串聯一個斷路器或熔斷器, 過電流保護器的額定電流不能大于浪涌保護器產品說明書推薦的過電流保護器的最大額定值.
當太陽能電池方陣架設在接閃器保護范圍內時,太陽能電池方陣置于LPZ0B 區內,配電設備和逆變電源必須置于LPZ1 區內,為此應在逆變電源的直流電源輸入端配置直流電源電源浪涌保護器(如圖5 所示),直流電源電源浪涌保護器可選用專門用于直流電源配電系統的浪涌保護器,也可選用交流配電系統的浪涌保護器,并按換算公式Vdc= 1.414 Vac 計算.
交/直流電源浪涌保護器安裝示意圖第一級浪涌保護應該選擇開關型浪涌保護器以泄放大的雷電流,直流電源浪涌保護器的主要技術參數應滿足如下要求:
額定放電沖擊電流Iimp ≥ 5kA(10/350μs);最大持續運行電壓UC ≥ 1.15Udc(Uc 為太陽電池方陣開路電壓);電壓保護水平UP ≤ 0.8UW(UW 為逆變電源耐沖擊過電壓額定值,一般情況下UW=4000V)為保護用電設備,在逆變電源與并網點之間必須加裝第二級逆變電源系統防雷器,可選限壓型浪涌保護器,具體型號應根據工作電壓和現場情況確定.綜合采用以上措施可以逐級將雷電流降低,最終控制在設備能承受的電壓范圍之內.大量實踐證明這些措施是非常有效的.
注:
(1)直流電源SPD浪涌保護器采用2+1組合,三個同參數指標的模塊,連接方式為星形連接方式.
(2)交流SPD浪涌保護器采用2+1組合,對地共模2參數相同(電壓保護水平為小于1200V),線間差模1(電壓保護水平小于500V).
(3)兩級限壓型浪涌保護器之間的間隔只有4m,不符合要求.為了保證多級浪涌保護器之間的能量配合問題,GB50057-94 規定,開關型浪涌保護器與限壓型浪涌保護器之間的安裝距離是10m,限壓型浪涌保護器與限壓型浪涌保護器之間的安裝距離是5m.電源逆變電源線路中安裝了多級電源浪涌保護器時,由于各級浪涌保護器的標稱導通電壓和標稱放電電流的不同、安裝方式及接線長短的差異,如果設計和安裝時不考慮間距問題,他們之間能量配合不當,就會出現某級浪涌保護器動作泄流的盲點.如果兩級浪涌保護器的間距達不到要求,可以在逆變電源線路中串聯安裝適當的退耦原件.
(4)注意保險絲安裝位置和選型錯誤.保險絲作為浪涌保護器的后備保護應位于浪涌保護器支路的前端,起過電流保護作用,其分斷能力應等于或大于安裝處的預期短路電流.根據計算可得,在太陽輻照度為1000W/m2 溫度為25℃時流過熔斷器的可能最大電流約為15.48A.而系統使用的熔斷器的額定電流為16A,即使浪涌保護器失效使電路短路,流過熔斷器的電流也不會超過熔斷器的額定電流,所以熔斷器起不到短路保護的作用.
(5)直流電源-逆變電源系統防雷器的標稱工作電壓太大.太陽電池方陣的直流電源輸出端電壓比較穩定,工作時此系統中12 串3 并的太陽電池方陣正常工作時輸出電壓約為422.2V,開路時電壓約為530V,8 串3 并的太陽電池方陣正常工作時輸出電壓約為281.
6V,開路時電壓約為353.6V.由于太陽電池方陣是由各個太陽電池組件連接起來的,容易出現因接線錯誤或其他原因導致直流電源輸出電壓超過逆變電源最大輸入電壓的情況,為更好地保護逆變電源,建議與12 串3 并的太陽電池方陣連接的浪涌保護器標稱工作電壓為600-700V,與8串3并的太陽電池方陣連接的浪涌保護器標稱工作電壓為400V-750V.
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