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
- 80
Устройства защиты от импульсных помех для электроустановок постоянного тока Commeng OVP(DC). Техническое описание. Техническое описание Commeng OVP(DC) – это устройства защиты от импульсных помех (УЗИП) электропитающих установок (ЭПУ) и цепей питания постоянного тока (УЗИП DC) с номинальным напряжением до…
- 57
"Гелиостат" - устройство автоматической ориентации солнечной батареи Источник: Russian HamRadio Одним из направлений гелиоэнергетики является прямое преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью солнечных батарей. В статье описывается несложное устройство, позволяющее автоматически ориентировать солнечную батарею на солнце. Как известно, мощность…
- 56
Устройства защиты от импульсных помех электроустановок переменного тока Commeng OVP AC Назначение Commeng OVP AC – это устройства защиты от импульсных помех (УЗИП), предназначенные для защиты одно- и трехфазных электропитающих установок (ЭПУ) и цепей питания переменного тока напряжением 220/380 (230/400) Вольт от…