Устройство защиты фотоэлектрических систем от импульсных помех УЗФЭС

Назначение

УЗФЭС — это специализированные устройства защиты от импульсных помех (УЗИП), предназначенные для защиты фотоэлектрических систем от импульсных перенапряжений, вызванных разрядами молнии и коммутационными помехами в электрических сетях. УЗФЭС защищает не только сами солнечные батареи, но и контроллеры, инверторы и другое оборудование.

Устройства защиты фотоэлектрических систем от импульсных помех УЗФЭС имеют Сертификат соответствия №РОСС RU.AB72.B02866

Техническое описание

Описание УЗФЭС

Устройства защиты разработаны в соответствии со стандартом IEC 61173:1992 (Overvoltage protection for photovoltaic (PV) power generating systems) и соответствуют III и II классам защиты в соответствии с IEC-61643-1 (1998-02). Выполнены в пластмассовом корпусе, не поддерживающем горение, устанавливаемом на DIN-рейку (35мм). Подключение производится с помощью винтовых клемм.

УЗФЭС имеют систему аварийного отключения варисторов при нагреве. Устройства имеют сухие контакты, которые размыкаются при аварийном перегреве варисторов и служат для контроля исправности УЗФЭС.
УЗФЭС III класса имеют два гальванически изолированных контакта для подключения защитного заземления, УЗФЭС II класса — два электрически соединенных (об их назначении см. далее).

Рис.2. Габаритные размеры УЗФЭС	Рис.3. Электрическая схема УЗФЭС III класса.	Рис.4. Электрическая схема УЗФЭС II класса.

 

Технические характеристики

Таблица 1

Тип УЗФЭС	Класс УЗИП	Максимально допустимое напряжение постоянного тока между полюсом батареи и защитным заземлением, В	Максимальный импульсный ток (8/20 мкс) на один полюс, кА
УЗФЭС — III 160/10r	III	160	10
УЗФЭС — III 400/10r	III	400	10
УЗФЭС — II 160/25r	II	160	25
УЗФЭС — II 400/25r	II	400	25
УЗФЭС — II 160/40r	II	160	40
УЗФЭС — II 400/40r	II	400	40

Примечание 1. При необходимости применения УЗФЭС для защиты фотоэлектрических систем с большим, чем 400 В напряжением постоянного тока, следует использовать схему, описанную в следующем разделе.
Примечание 2. По специальному заказу возможно изготовление УЗФЭС с максимальными импульсными токами 80 и 120 кА (форма импульса 820 мкс) на полюс.

Выбор типа УЗФЭС

Выбор класса и максимального импульсного тока устройства
   Устройства защиты от импульсных помех для электроустановок, к которым относятся и УЗФЭС, в зависимости от места установки и мощности помех подразделяются на классы. УЗФС III класса устанавливается в тех случаях, когда вероятность прямого удара молнии в здание ничтожна, а интенсивность грозовой деятельности в данной местности низкая. Кроме того, УЗФС III класса может устанавливаться в дополнении к УЗФС II класса. 

   УЗФС II класса применяют в районах со средним и высоким уровнем грозовой деятельности. В тех случаях, когда возможны близкие удары молнии и прямые удары в молниеотводы сооружений, на которых установлены солнечные батареи, необходимо применять УЗФС с максимальным импульсным током 40 кА.

Выбор максимально допустимого рабочего напряжения
   УЗФС следует выбирать исходя не из рабочего напряжения системы, а именно из максимально возможного напряжения (например, напряжения в точке подключения УЗФЭС без нагрузки в солнечную погоду). Нет необходимости стремиться выбрать как можно меньшее напряжение срабатывания устройства защиты, так как при амплитуде импульса помехи в несколько кВ, увеличение напряжения ограничения на несколько десятков или даже 100 Вольт не имеет существенного значения. В то же время, если напряжение в системе приблизится к классификационному напряжению варисторов УЗФЭС, это может привести к повышению токов утечки, и, в конечном случае, даже к выходу УЗФЭС из строя.

Использование УЗФЭС для защиты систем с максимально возможным напряжением выше 400 В
В том случае, если напряжение в системе больше, чем максимально допустимое напряжение УЗФЭС, следует дополнительно подключить УЗИП типа ExPro PV в соответствии со схемой на рисунке 5.

Выбор типа УЗИП ExPro PV необходимо производить в соответствии с таблицей 2. При использовании УЗИП других типов необходимо знать их максимально допустимое напряжение постоянного тока, а так же максимальный импульсный ток. Максимальный импульсный ток УЗИП должен превышать максимальный импульсный ток на один полюс УЗФЭС примерно 2 раза.

Таблица 2

Тип УЗФЭС	Максимально возможное напряжение в точке подключения УЗФЭС
	400-560 В	560-800 В
УЗФЭС — III 400/10r	ExPro PV-III DC 160/25r	ExPro PV-III AC 320/25r
УЗФЭС — II 400/25r	ExPro PV-II DC 160/40r	ExPro PV-II AC 320/40r
УЗФЭС — II 400/40r	ExPro PV-III DC 160/80r	ExPro PV-II AC 320/80r

 

Утечка микротоков

Вблизи границы максимально допустимого рабочего напряжения через варисторы УЗФС начинают протекать микротоки. При увеличении напряжения еще на 20% токи утечки могут достигнуть порядка 1 мкА. При дальнейшем увеличении напряжения ток начинает экспоненциально возрастать. Следует так же учитывать, что со временем ток утечки может возрастать, особенно при условии воздействия помех. 
   Когда фотоэлектрическая батарея гальванически связана с системой питания переменным током (например, через инвертор), может возникнуть ситуация, когда блок управления среагирует на микротоки утечки через варисторы на землю. В ходе эксплуатации УЗФЭС был отмечен случай, когда контроллер фотоэлектрической системы определял микроток утечки, как повреждение и выдавал сигнал аварии. С этой целью в УЗФЭС III класса введена гальванически изолированная клемма защитного заземления (PE), при подключении к которой защитного заземления микротоки утечки не возникают вообще. В УЗФЭС II класса такой возможности нет. Для предотвращения такой ситуации (если в используемое оборудование чувствительно к микротокам утечки) рекомендуется выбирать максимально допустимое напряжение УЗФЭС с запасом.

Указания по монтажу и эксплуатации

Монтаж УЗФЭС
УЗФЭС устанавливаются внутри помещений на вводе кабелей, являющихся предполагаемым источником заноса перенапряжений (рис.6). Монтаж производится в коробке или щитке на рейку DIN в соответствии со схемой, показанной на рис.7. Подключение производится гибким многожильным проводом, при этом длина проводников должна быть минимальной.
   Несмотря на то, что в УЗФЭС встроен термопредохранитель, схема электроустановки должна обеспечивать защиту от короткого замыкания в точке установки УЗФЭС.

Контроль работоспособности УЗФЭС
   При периодическом обслуживании фотоэлектрической установки необходимо проверять неразрывность контактов, контролирующих перегрев варисторов УЗФЭС (и УЗИП, если схема защита собрана в соответствии с рис.5). Для этого может быть использован обычный тестер. Контакты могут быть подключены так же к системе контроля установки. Наиболее надежным способом проверки работоспособности УЗФЭС является проверка классификационного напряжения варисторов с помощью тестера устройств защиты ‘ISKRA’ или другого прибора с аналогичными функциями. Измерения проводятся после отключения УЗФЭС между клеммами, подключаемыми к фотоэлектрической батарее ( +/-) и клеммой G (G/PE). Измеренное классификационное напряжение должно находиться в пределах 120% — 140% от максимально допустимого рабочего напряжения.
   Рекомендуется проводить такую проверку не реже, чем один раз в 2-3 года, а на объектах, где фотоэлектрическая система является важным элементом системы жизнеобеспечения — ежегодно. В случае выхода батареи из строя от воздействия перенапряжений правильность подключения и исправность УЗФЭС должны быть проверены обязательно. 

Эти и другие устройства вы можете купить через наш интернет-магазин.

Вы также можете сделать заказ, послав запрос на электронный адрес или позвонив нам по телефону (см. наши координаты внизу страницы).

Эта статья прочитана 4568 раз(а)!

Продолжить чтение