Dengan perkembangan pesat sistem penjanaan kuasa solar photovoltaic (PV), reka bentuk HVDC semakin digunakan dalam bumbung kediaman, loji kuasa dan projek perindustrian/komersial. Fius adalah bahagian penting dalam keselamatan litar sistem PV. Fungsi utamanya ialah untuk mengganggu litar dengan cepat sekiranya berlaku kerosakan arus lebih atau litar pintas -supaya mengelakkan kerosakan peralatan dan insiden keselamatan. Walau bagaimanapun, sesetengah pengguna tersilap percaya bahawa fius AC standard-yang lebih murah-boleh digunakan sebagai alternatif kepada fius khas untuk sel fotovoltaik. Dalam amalan, ini menimbulkan risiko keselamatan yang ketara dan boleh menyebabkan kegagalan perlindungan, kerosakan peralatan dan juga kebakaran.
Jadi mengapa tidak menggantikan fius PV dengan fius arus ulang alik standard? Dalam kertas kerja ini, prinsip kerja, keperluan prestasi dan piawaian berkaitan akan dianalisis secara terperinci.
Sistem PV menggunakanDC
Pemasangan PV menghasilkan arus terus; arus kekal DC sepanjang litar-dari rentetan pemasangan dan gabungan casis ke tahap input penyongsang.
Sebaliknya, fius AC standard direka untuk sistem pengedaran AC berdasarkan ciri elektrik arus (AC.
Salah satu ciri utama AC ialah perubahan arah arus, yang melalui "sifar" beberapa kali sesaat. Pada 50Hz, sebagai contoh, arus boleh melebihi 100 kali sesaat. Apabila litar bercantum, apabila arus melalui sifar, arka dipadamkan secara semula jadi, jadi mekanisme pemadam arka dalam fius AC adalah agak mudah.
Sebaliknya, DC tidak mempunyai persilangan titik sifar-semula jadi dan arah semasa kekal sama. Semasa litar pintas, arka akan berterusan, yang memerlukan fius bergantung pada struktur pemadam arka khas untuk memotong arus dengan cepat. Oleh itu, sistem PV memerlukan fius
direka khas untuk aplikasi DC.
Arka DC lebih sukar untuk dipadamkan daripada arka AC
Inilah sebab asas mengapa fius AC standard tidak boleh menggantikan fius fotovoltaik.
Apabila komponen dalaman fius cair, arka-suhu tinggi terbentuk di antara kedua-dua hujungnya. Semasa AC, arka boleh dipadamkan secara semula jadi kerana arus berulang kali turun kepada sifar.
Walau bagaimanapun, arka masih wujud dalam sistem DC, yang boleh mencapai suhu beberapa ribu darjah Celsius dan terus mengeluarkan banyak haba. Jika fius tidak mempunyai keupayaan memadam arka yang mencukupi, masalah berikut mungkin timbul:
Arka terus terbakar, menghalang litar daripada benar-benar terganggu.
Fius meletup atau meletup;
Bahan penebat sekeliling terbakar;
Nyalakan kotak penggabung atau kabinet pengagihan kuasa;
Peralatan seperti penyongsang dan komponen PV rosak.
Oleh itu, fius PV biasanya dipadamkan dengan pasir kuarza, cengkerang seramik kekuatan tinggi, dan struktur elemen fius dioptimumkan untuk memastikan pemadaman pantas dan selamat arka DC.
Fius fotovoltaik mempunyai penarafan voltan DC yang tinggi.
Tahap voltan biasa untuk sistem PV termasuk:
600V DC
1000V DC
1500V DC
Sebaliknya, penarafan voltan fius AC standard biasanya:
250V AC
400V AC
500V AC
690V AC
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa penarafan voltan AC tidak bersamaan secara langsung dengan penarafan voltan DC.
Sebagai contoh, fius AC dengan arus terkadar 690V mungkin menahan hanya kira-kira 250V hingga 400V DC. Jika dipasang dalam sistem PV 1000V atau 1500V, fius mungkin tidak memberikan perlindungan, kerana fius tidak boleh mengganggu-arka DC voltan tinggi walaupun elemen fius itu sendiri cair.
Oleh itu, sistem PV memerlukan fius yang direka khas untuk aplikasi PV, dan penarafan voltan DCnya harus memenuhi keperluan sistem.
Ciri-ciri perlindungan fius fotovoltaik lebih sesuai untuk sistem tenaga suria.
Tatasusunan suria mempunyai ciri keluaran yang unik.
Contohnya:
Arus turun naik secara berterusan dengan sinaran suria.
Arus keluaran berbeza antara pagi/petang, hari mendung dan cerah;
Apabila berbilang rentetan selari, aliran balik mungkin berlaku;
Arus sesar cenderung bertahan lebih lama.
Ciri-ciri masa-aliran fius PV direka khusus untuk keadaan pengendalian ini; mereka boleh menahan turun naik semasa semasa operasi biasa sambil bertindak balas dengan cepat sekiranya berlaku kegagalan.
Fius AC standard direka terutamanya untuk beban AC dan tidak berfungsi dengan baik dalam sistem PV DC, yang membawa kepada dua masalah yang berpotensi:
Kemalangan tersandung (tiup) semasa operasi biasa;
Respons tertunda atau ketidakupayaan untuk beroperasi semasa kerosakan.
Kedua-dua keadaan ini boleh menjejaskan operasi mantap sistem PV. PV kabur mengikut Piawaian Antarabangsa Khusus
Fuze yang direka khas untuk aplikasi fotovoltaik mesti mematuhi piawaian antarabangsa, seperti:
IEC 60269-6 (Fius voltan-rendah-Fius melindungi sistem fotovoltan suria)
UL 248-19 (Standard untuk Fius Fotovoltaik)
Piawaian ini mengemukakan keperluan ketat untuk kebolehpecahan DC, kenaikan suhu, ketahanan, prestasi pemadaman arka dan kebolehpercayaan.
Sebaliknya, fius AC standard direka bentuk mengikut piawaian pengedaran AC dan belum lagi disahkan oleh persekitaran operasi sistem PV dan oleh itu tidak memenuhi keperluan keselamatan sistem PV.
Risiko menggunakan fius AC standard
Menggantikan fius fotovoltaik dengan fius AC standard untuk mengurangkan kos boleh membawa kepada risiko berikut:
Arus kerosakan DC tidak boleh diganggu;
Arka elektrik yang berterusan, membawa kepada kerosakan fius;
Pembakaran suhu tinggi di dalam kotak gabungan;
Tegasan arus lebih komponen PV dan penyongsang;
Peningkatan masa henti sistem dan kos penyelenggaraan;
Api elektrik yang berat dan sangat besar bahaya tersembunyi, membahayakan keselamatan orang dan harta benda.
Memandangkan jumlah pelaburan dalam sistem PV, kos fius boleh diabaikan, tetapi ia memainkan peranan penting dalam perlindungan keselamatan. Memilih produk yang salah untuk menjimatkan sejumlah kecil kos perolehan selalunya membawa kepada kerugian ekonomi yang lebih besar.
Bagaimana untuk memilih Fius PV dengan betul?
Untuk memastikan operasi sistem PV yang selamat dan boleh dipercayai, perkara berikut harus diberi keutamaan dalam proses pemilihan:
Voltan terkadar: tidak boleh lebih rendah daripada voltan DC maksimum sistem (cth, 1000V DC atau 1500V DC).
Arus berkadar: Berdasarkan arus litar pintas (Isc), bilangan helai selari dan margin reka bentuk pemasangan fotovoltaik.
Kapasiti penghancuran: Keperluan arus kerosakan berpotensi maksimum dalam sistem mesti dipenuhi.
Kriteria akreditasi: Utamakan produk yang memenuhi dan diperakui IEC 60269-6, 248-19, dan lain-lain.
Kebolehsuaian Persekitaran: Pertimbangkan persekitaran aplikasi seperti suhu tinggi/rendah, kelembapan, kabus garam, dsb., dan pilih produk yang tahan cuaca-. Kesimpulan:
Walaupun fius fotovoltaik (PV) kelihatan serupa dengan fius AC standard, terdapat perbezaan asas dalam prinsip reka bentuk, persekitaran aplikasi dan keperluan prestasi. Oleh kerana sistem PV beroperasi di bawah arus DC voltan tinggi, keperluan keupayaan pemadam api arka DC, keupayaan pemecahan, voltan terkadar, dll adalah ketat. Fius AC standard tidak memenuhi keperluan ini, dan penggunaan fius AC standard bukan sahaja tidak memberikan perlindungan yang berkesan, tetapi juga menimbulkan risiko keselamatan yang serius.
Semasa pembinaan, operasi dan penyelenggaraan loji kuasa PV, fius khas untuk fotovoltaik (PV) mesti dipilih mengikut piawaian yang berkaitan dan mengikut voltan, arus dan operasi sistem. Hanya dengan menggunakan peranti pelindung yang betul sistem PV boleh beroperasi dengan selamat dan mantap untuk jangka masa yang lama.
Soalan Lazim
1. Fius fotovoltan kelihatan sama seperti fius AC standard. Adakah ia boleh ditukar ganti?
Tidak. Walaupun sesetengah produk mungkin mempunyai dimensi fizikal yang serupa, mereka mempunyai struktur dalaman, reka bentuk arka dan parameter prestasi yang berbeza; anda tidak boleh menukarnya hanya kerana ia kelihatan serupa.
2.Mengapa sistem DC lebih sukar untuk dilindungi daripada sistem AC?
Kekurangan titik sifar semulajadi laluan DC bermakna arka yang terbentuk semasa kegagalan akan terus terbakar; oleh itu, elemen perlindungan DC khusus dengan keupayaan pemadaman arka lanjutan diperlukan.
