อะไรทำให้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากกระแสตรง 1500V DC จำเป็นสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์และระบบจัดเก็บข้อมูล

เหตุใดระบบไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงจึงต้องมีการป้องกันไฟกระชาก?

แผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ (PV) สมัยใหม่และระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1500V DC เพื่อลดกระแสไฟฟ้าและปรับปรุงประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าเหล่านี้ยังเพิ่มความเสี่ยงต่อแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวที่เกิดจากฟ้าผ่า การทำงานของสวิตช์ และข้อผิดพลาดของโครงข่าย หากไม่มีการป้องกันไฟกระชากที่เพียงพอ ไฟกระชากสามารถทำลายอินเวอร์เตอร์ ตัวควบคุมการชาร์จ และอุปกรณ์ตรวจสอบ ซึ่งนำไปสู่การหยุดทำงานและการเปลี่ยนอุปกรณ์ที่มีค่าใช้จ่ายสูง กอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากกระแสตรง 1500V DCได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อยึดแรงดันไฟกระชากมากเกินไปและเปลี่ยนกระแสไฟกระชากลงกราวด์อย่างปลอดภัย โดยรักษาความน่าเชื่อถือของระบบ

ผู้ซื้อเผชิญกับความท้าทายทั่วไปอะไรบ้างเมื่อเลือก ดีซี เอสพีดี

วิศวกรฝ่ายจัดซื้อและผู้รับเหมา EPC มักจะต่อสู้กับปัญหาสามประการ ได้แก่ อัตราแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอ ความจุกระแสไฟกระชากไม่ถูกต้อง และการขาดการปฏิบัติตามมาตรฐาน SPD บางตัวที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้า DC ที่ต่ำกว่าจะล้มเหลวอย่างร้ายแรงภายใต้ความเครียด 1500V DC อื่นๆ อาจมีพิกัดแรงดันไฟฟ้าเพียงพอ แต่การจัดการกระแสไฟกระชากไม่เพียงพอ (Imax หรือ Iimp) นอกจากนี้ SPD ทั่วไปจำนวนมากไม่ตรงตามข้อกำหนดการทดสอบที่เข้มงวดของ IEC 61643-11 หรือ UL 1449 สำหรับระบบ DC ผู้ซื้อยังต้องคำนึงถึงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิสุดขั้ว ความชื้น และฝุ่นทั่วไปในโซลาร์ฟาร์ม มีความน่าเชื่อถือดีซี เอสพีดีจากซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้เช่นสุทยาขจัดความไม่แน่นอนเหล่านี้ด้วยการรับรองที่เหมาะสมและการสนับสนุนด้านวิศวกรรมการใช้งาน

1500V DC SPD ทำงานเพื่อปกป้องอุปกรณ์อย่างไร

SPD 1500V DC ใช้วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ (MOV) หรือท่อระบายก๊าซ (GDT) ที่จัดเรียงแบบอนุกรม/ขนานเพื่อให้ได้พิกัดแรงดันไฟฟ้าสูง ภายใต้สภาวะปกติ SPD จะมีอิมพีแดนซ์ที่สูงมาก เมื่อแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวเกินเกณฑ์ SPD จะสลับไปที่เส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำ เพื่อนำกระแสไฟกระชาก และจำกัดแรงดันไฟฟ้าตกค้าง (ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า ขึ้น) ให้เป็นระดับที่ปลอดภัยสำหรับอุปกรณ์ดาวน์สตรีม สำหรับระบบ 1500V DC โดยทั่วไป SPD จะเชื่อมต่อระหว่างแต่ละขั้ว (บวกและลบ) กับกราวด์ และมักจะเชื่อมต่อระหว่างขั้ว (การกำหนดค่าโหมด 2 หรือโหมด 3 ตาม IEC 61643-11)

ประเภท 1500V DC SPD ใดที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ

ตามมาตรฐาน IEC 61643-11 SPD ถูกจัดประเภทเป็นประเภท 1 (สำหรับการโจมตีด้วยฟ้าผ่าโดยตรง) ประเภท 2 (สำหรับไฟกระชากแบบสวิตช์) และประเภท 3 (สำหรับการป้องกันระดับอุปกรณ์) สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์และระบบจัดเก็บข้อมูล 1500V DC:

• ประเภทที่ 1ดีซี เอสพีดีs (Imax สูงถึง 50 kA, Iimp 12.5 kA ต่อขั้ว) ได้รับการแนะนำสำหรับแผงจำหน่ายหลักในโรงไฟฟ้า PV ขนาดใหญ่ที่มีระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอก
• ประเภทที่ 2ดีซี เอสพีดีs (Imax 20-40 kA) เหมาะกับกล่องรวมและอินพุตอินเวอร์เตอร์ ซึ่งแหล่งกำเนิดไฟกระชากส่วนใหญ่มาจากสวิตช์หรือฟ้าผ่าโดยอ้อม
• SPD จำนวนมากรวมคุณลักษณะประเภท 1+2 เพื่อความยืดหยุ่น

ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบระหว่างรุ่น 1500V DC SPD ทั่วไปสุทยา:

การเลือกประเภทที่เหมาะสมทำให้มั่นใจได้ว่า SPD สามารถรองรับพลังงานไฟกระชากที่คาดหวังได้ ในขณะเดียวกันก็รักษาระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำไว้

จะตรวจสอบการปฏิบัติตามมาตรฐานสากลได้อย่างไร?

เมื่อซื้อ 1500V DC SPD โปรดยืนยันการรับรองจากบุคคลที่สามตามIEC 61643-11:2011และหากส่งออกไปยังทวีปอเมริกาเหนือUL 1449 (ฉบับที่ 5). IEC 61643-11 กำหนดการทดสอบระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า ความเสถียรทางความร้อน และความสามารถของกระแสไฟกระชาก การอัปเดต UL 1449 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเครื่องหมายพิกัด DC ที่เหมาะสม และต้องมีการทดสอบที่แรงดันไฟฟ้าในการทำงานต่อเนื่องสูงสุด มองหาเครื่องหมายรับรองบนผลิตภัณฑ์หรือขอรายงานผลการทดสอบจากซัพพลายเออร์สุทยาSPD ปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้โดยสมบูรณ์ ทำให้เกิดความมั่นใจสำหรับโครงการระดับโลก

แนวทางปฏิบัติในการติดตั้งแบบใดที่ช่วยปรับปรุงอายุการใช้งาน SPD ได้ยาวนาน

การติดตั้งที่เหมาะสมมีความสำคัญพอๆ กับตัว SPD เอง แนวทางต่อไปนี้ช่วยเพิ่มการป้องกันและอายุการใช้งานสูงสุด:

• ติดตั้ง SPD ให้ใกล้กับอุปกรณ์ที่จะป้องกันมากที่สุด (ลดความยาวสายไฟให้เหลือน้อยที่สุด)
• ใช้ตัวนำที่สั้นที่สุดและตรงที่สุด (ทองแดงหน้าตัดที่แนะนำ ≥ 16 มม.²)
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวตัดการเชื่อมต่อของ SPD (หากรวมอยู่ด้วย) ได้รับการจัดอันดับสำหรับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของระบบ
• ติดตั้งการป้องกันกระแสเกินที่เหมาะสม (เซอร์กิตเบรกเกอร์หรือฟิวส์) ต้นทางของ SPD
• ตรวจสอบตัวบ่งชี้สถานะ SPD (สีเขียว/สีแดง) เป็นประจำ และเปลี่ยนใหม่หลังจากเหตุการณ์ไฟกระชากครั้งใหญ่

อ้างอิง
[1] IEC 61643-11:2011 อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแรงดันต่ำ - ส่วนที่ 11: SPD ที่เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ - ข้อกำหนดและวิธีการทดสอบ เจนีวา: IEC, 2011.
[2] UL 1449 มาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก ฉบับที่ 5 นอร์ธบรูค: มาตรฐาน UL, 2021
[3] IEC 62606:2013 ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ตรวจจับข้อผิดพลาดส่วนโค้ง (AFDD) เจนีวา: IEC, 2013.