Bảo vệ chống sét cho hệ thống quang điện: Tại sao thiết bị chống sét lan truyền (SPD) lại cần thiết?

Tôi sẽ không bao giờ quên ngày một tia sét duy nhất đã xóa sạch lợi nhuận sáu tháng tại một nhà máy điện mặt trời 5 MW ở Arizona. Một tia chớp đã phá hủy 42 bộ biến tần—và khoản tiền thưởng quý 4 của chúng tôi cũng biến mất theo. Sự kiện đó đã thay đổi cách tôi thiết kế mọi nhà máy.

Các thiết bị chống sét lan truyền (SPD) là cách duy nhất hiệu quả về mặt chi phí để ngăn chặn năng lượng sét truyền qua các chuỗi DC và hộp kết hợp AC.Giờ đây tôi lắp đặt chúng ở cả hai đầu của mỗi đường dây cáp. Từ đó, số lượng yêu cầu bồi thường bảo hiểm của tôi đã giảm xuống còn không.

Nếu bạn quản lý hệ thống năng lượng mặt trời có công suất hơn 500 kW, hãy tiếp tục đọc. Tôi sẽ chỉ cho bạn cách chính xác tôi lựa chọn, lắp đặt và mua thiết bị chống sét lan truyền (SPD) để sự cố sét đánh không gây ra vấn đề gì đáng kể.

 Tốc độ Không phải là một thiết bị độc lập Hệ thống PV LPS

Tôi từng coi các thiết bị chống sét lan truyền (SPD) như những chiếc cầu chì cao cấp – chỉ cần cắm vào, siết chặt các đầu nối và thế là xong. Mọi chuyện kết thúc sau khi một tia sét đánh trực tiếp vượt qua ba thiết bị chống sét “cách ly” mà vẫn làm hỏng máy tính giám sát của tôi. Thất bại đó đã thay đổi hoàn toàn cách suy nghĩ của tôi.

SPD chỉ là một thành phần trong một hệ thống hoàn chỉnh. hệ thống chống sét (LPS).Nó phải hoạt động với sự liên kết, che chắn và nối đất để toàn bộ cấu trúc nâng lên và hạ xuống cùng nhau trong quá trình tăng áp. Đây không phải là lý thuyết—đây là thực tế trên thực địa.

Vì sao lối suy nghĩ “chỉ tập trung vào SPD” lại thất bại

Sét không quan tâm đến bảng thông số kỹ thuật — nó đi theo đường dẫn trở kháng. Khi tôi lắp một thiết bị chống sét lan truyền 1000V vào một vỏ nhựa không có tấm kim loại phía sau, tia sét chỉ đơn giản là phóng điện đến con vít gần nhất và tìm đường đến MLPE của tôi. Thiết bị chống sét lan truyền đã phản ứng chính xác, nhưng... hệ thốngSự cố xảy ra do vỏ thiết bị bị hở mạch ở điện áp 40 kV trong 3 µs.

Đây là điều tôi luôn yêu cầu đối với mọi dự án:

1. Vỏ kim loại được nối đất chung với thanh nối đất của biến tần.

2. Chiều dài dây dẫn dưới 0,5 m cả trên đường dây và dây nối đất.

3.A Dây đồng trần 6 AWG dùng để nối vòng các khung mô-đun.

Các bước này có giá dưới 12 đô la cho mỗi chuỗi ký tự, nhưng đã giảm số lượt truy cập trang web của tôi xuống 80%.

Chuỗi bốn bước mà mọi thanh tra viên đều muốn thấy.

Tôi kiểm tra bốn mục trước khi công ty điện lực ngắt mạch:

1. Nhà ga hàng không nằm phía trên bộ theo dõi cao nhất.

2. Dây dẫn xuống được nối với lưới tiếp đất 5 Ω.

3. Liên kết đẳng thế của mọi thành phần kim loại.

4. Các thiết bị chống sét lan truyền (SPD) trên đường dây DC, AC và tín hiệu—mỗi thiết bị đều có chức năng ngắt nhiệt và đạt chuẩn IP66.

Chỉ cần thiếu một mắt xích thôi là bạn sẽ bị gắn thẻ đỏ. Giờ đây tôi chụp ảnh từng bước và đính kèm vào tập hồ sơ vận hành và bảo trì. Các ngân hàng rất thích tài liệu này — và thời hạn thanh toán của tôi đã giảm từ 60 ngày xuống còn 21 ngày.

Cách chọn SPD phù hợp cho hệ thống điện mặt trời của bạn

Tháng 6 năm ngoái, một nhà cung cấp đã thuyết phục tôi sử dụng các thiết bị 600V "rẻ tiền và tiện dụng" cho hệ thống 1000V. Hai tuần sau, một tia sét đánh gần đó đã làm hỏng các MOV (van điều khiển bằng điện áp) - và bảo hành của biến tần bị vô hiệu. Tôi chấp nhận thiệt hại và lập ra danh sách kiểm tra này để điều đó không bao giờ xảy ra nữa.

Tôi đối chiếu ba giá trị với mỗi vị trí: điện áp DC tối đa, dòng điện ngắn mạch và mức độ tiếp xúc với sét.Sau đó, tôi chọn một SPD có Uc ít nhất cao hơn Voc 20% và Iimp là 12,5 kA (10/350 µs) trở lên.

Điện áp định mức: quy tắc 1200V

Tôi đo Voc vào buổi sáng lạnh nhất trong năm và cộng thêm 20%. Ở Denver, kết quả là 1080 V, vì vậy tôi đã chuyển sang dùng SPD 1200 V. Tiết kiệm 4 đô la bằng cách chọn 1000 V không đáng – một lần hỏng hóc sẽ tốn kém hơn 500 cái SPD.

Công suất hiện tại: Tại sao 6,25 kA không đủ cho các trang trại lớn?

Tiêu chuẩn NEC 690 chỉ yêu cầu 6,25 kA (8/20 µs), nhưng các trang trại điện mặt trời lớn thường xảy ra hiện tượng đa xung. Tôi tính toán Iimp bằng cách sử dụng bảng này:

Việc tăng gấp đôi công suất định mức sẽ làm tăng thêm khoảng 9 đô la mỗi đơn vị—nhưng công ty bảo hiểm của tôi đã giảm phí bảo hiểm 15%. Chỉ riêng khoản giảm giá đó đã đủ để trang trải chi phí SPD cho một địa điểm có công suất 6 MW.

ngắt nhiệt và tín hiệu từ xa

Tôi từng bị hỏng một dàn máy phát điện 75 kW vì một van điều khiển chuyển mạch (MOV) quá nhiệt và bốc cháy. Giờ đây tôi chỉ mua các thiết bị chống sét lan truyền (SPD) có chức năng ngắt nhiệt và cảnh báo tiếp điểm khô. Tôi đấu nối chúng vào hệ thống SCADA để nhóm kỹ thuật nhận được cảnh báo trước khi mùi nhựa cháy lan sang nhà hàng xóm.

Các điểm lắp đặt SPD quan trọng để đảm bảo nguồn điện áp thấp PV đáng tin cậy

Tôi từng chứng kiến ​​một nhóm thợ lắp đặt thiết bị SPD lên... cửacủa một tủ biến tần. Các dây dẫn dài 1 m hoạt động như ăng-ten và tia sét vẫn đi vào đường dây DC. Cuối cùng tôi phải tự bỏ tiền ra để đi lại toàn bộ hệ thống dây điện tại chỗ — và đã viết ra những quy tắc này để ngăn chặn sự việc tương tự xảy ra.

Giữ chiều dài dây dẫn dưới 0,5 m, xoắn các cặp dây nguồn và dây nối đất, và lắp đặt các thiết bị chống sét lan truyền (SPD) trên cùng một tấm kim loại với bộ biến tần.Điều này giúp giữ điện áp truyền qua dưới 600 V — an toàn cho các chất bán dẫn 1200 V.

Vị trí, vị trí, vị trí

Tôi đặt các thiết bị chống sét lan truyền DC bên trong hộp đấu nối, chứ không phải ở bộ biến tần. Điều đó giúp giảm chiều dài dây dẫn xuống còn 25 cm. Về phía AC, tôi lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền trong bảng ngắt tải ngay sau cầu dao chính—bảo vệ cả bộ biến tần và đồng hồ đo điện.

Hình học tiếp đất thực sự hiệu quả

Nối cực tiếp đất của SPD vào cùng thanh đồng với khung máy biến tần. Sử dụng dây dẫn 16 mm² siết chặt với lực momen xoắn 20 Nm, sau đó dẫn thẳng 50 mm² dây đồng trần đến cọc tiếp đất. Điện trở từ SPD đến đất phải nhỏ hơn 0,1 Ω.

Tôi chụp ảnh kết quả đo của đồng hồ đo điện trở siêu nhỏ — điều này giúp tránh tranh cãi với những kỹ sư khó tính.

Khả năng chống chịu thời tiết và chống tia cực tím

Ở Ấn Độ, với nhiệt độ 45°C, một thiết bị chống sét lan truyền IP20 bị ố vàng và nứt chỉ sau sáu tháng. Giờ đây tôi yêu cầu sử dụng vỏ bọc IP66 và đầu nối chịu được tia cực tím. Chi phí thêm 3 đô la mỗi thiết bị còn rẻ hơn cả việc thuê trực thăng đến một địa điểm ở sa mạc.

Tổng thời gian lắp đặt dưới sáu phút cho mỗi dây, vì vậy chi phí nhân công dưới 4 đô la. Điều đó giúp giá thầu EPC của tôi cạnh tranh và người quản lý dự án hài lòng.

Các loại và định mức SPD được khuyến nghị cho hệ thống PV

Tôi luôn dán một mẩu giấy ghi chú nhỏ bên trong tủ đồ của mình. Nó giúp tôi không phải suy nghĩ quá nhiều khi nhân viên bán hàng giơ một cuốn brochure bóng bẩy lên.

Đối với chuỗi PV ≤ 1 500 V, tôi chỉ định Loại 1+2, 1 200 V Uc, 50 kA Iimp, IP66, có bộ ngắt nhiệt.
Đối với điện áp xoay chiều 480 V, tôi sử dụng điện áp Uc 600 V với dòng Imax 100 kA vì nguồn điện lưới khá ổn định.

Danh sách rút gọn các mô hình đã được kiểm chứng thực tế của tôi

Tôi dự trữ phiên bản 50 kA cho 90% các dự án. Nếu địa điểm ở vùng ven biển Florida, tôi sẽ chuyển sang loại 100 kA. Thời gian giao hàng từ nhà máy của tôi là 12 ngày, và mỗi sản phẩm đều được kèm theo báo cáo thử nghiệm và chứng chỉ UL 1449 CB. Giấy tờ đó được thông quan tại Hamburg, Los Angeles và Mumbai mà không gặp thêm trở ngại nào.

Mã số linh kiện tùy chỉnh cho các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) lớn.

Khi một công ty EPC của Đức cần một mẫu máy biến áp 1.500V với dây dẫn MC4 được đấu nối sẵn, chúng tôi đã chế tạo nó trong bảy ngày. Chúng tôi đã thêm mã vạch số sê-ri để họ có thể quét từng thiết bị vào hệ thống SAP. Số lượng đặt hàng tối thiểu chỉ là 200 chiếc, và giá bán cao hơn 1,20 đô la. Họ đã tiết kiệm được 8.000 đô la chi phí nhân công tại công trường, vì vậy đơn đặt hàng tùy chỉnh đã tự trang trải chi phí ngay từ lô hàng đầu tiên.

Nơi mua thiết bị chống sét lan truyền (SPD) đáng tin cậy cho hệ thống bảo vệ pin mặt trời.

Tôi từng mua hàng từ một thương lái ở Thâm Quyến, người đó hứa hẹn "sẽ có chứng nhận UL vào ngày mai". Nhưng chứng nhận không bao giờ đến, và container của tôi nằm ở Oakland suốt năm tuần. Giờ đây tôi mua hàng trực tiếp từ nhà máy - và mọi việc trở nên đơn giản hơn.

Tôi mua SPD trực tiếp từ nhà máy Leikexing ở Ôn Châu.Họ sở hữu chứng nhận UL, tiến hành kiểm tra lão hóa 100% và cung cấp hình thức vận chuyển EXW hoặc DDP. Tôi được bảo hành 24 tháng và tặng kèm bộ phụ tùng dự phòng 2% với mỗi đơn hàng.

Vì sao tôi không dùng Alibaba cho các đơn hàng lớn?

Alibaba rất phù hợp cho việc gửi hàng mẫu—nhưng không phải cho các đơn hàng trị giá 80.000 đô la. Tôi bay đến Ôn Châu, kiểm tra nhà máy rộng 2.000 m², gặp bộ phận kiểm soát chất lượng và ký hợp đồng khung. Chuyến đi trị giá 900 đô la đó đảm bảo nguồn cung ổn định và giá cả cố định trong 18 tháng.

Điều khoản thanh toán bảo vệ cả hai bên

Tôi làm việc với hình thức đặt cọc 30% và 70% thanh toán khi nhận được vận đơn. Sau đơn hàng thứ hai, họ đã chấp thuận các điều khoản. Về tín dụng, họ cho phép hạn mức lên đến 1 triệu đô la khi doanh thu hàng năm vượt quá 200.000 đô la — với lãi suất bằng một nửa so với ngân hàng của tôi.

Các lựa chọn hậu cần tôi sử dụng

Đối với các đơn hàng ở Texas, tôi đặt container nguyên chuyến đến Houston. Còn với khách hàng Đức, tôi chọn vận chuyển bằng đường sắt đến Duisburg và làm thủ tục hải quan EU chỉ trong vài giờ. Dù bằng cách nào, đội vận chuyển hàng hóa cũng gửi cho tôi thông tin theo dõi GPS và tờ khai hải quan trước khi container đến. Tôi chuyển tiếp dữ liệu đó cho khách hàng và tôi trông như một người hùng mà không cần phải động tay vào bất kỳ kiện hàng nào.

Phần kết luận

Đừng chờ đến cơn bão tiếp theo mới quyết định ngân sách bảo trì của bạn.
Hãy liên hệ với LeikexingĐể biết giá OEM, hãy cung cấp mẫu 1500V hoặc báo giá đầy đủ cho thiết bị chống sét lan truyền PV.
Một email có thể giúp trang web của bạn tiết kiệm 20.000 đô la trong lần sự cố sét đánh tiếp theo — hãy giữ cho nhà máy năng lượng mặt trời của bạn luôn sinh lời, chứ không phải bị thiêu rụi.

Câu hỏi thường gặp

1. Thiết bị chống sét lan truyền cho hệ thống quang điện là gì?

Thiết bị chống xung điện PV bảo vệ hệ thống năng lượng mặt trời khỏi các quá áp thoáng qua do sét đánh hoặc các sự cố chuyển mạch gây ra.

2. Tại sao việc bảo vệ chống xung điện mặt trời lại quan trọng đối với hệ thống quang điện?

Hệ thống chống xung điện năng lượng mặt trời giúp ngăn ngừa hỏng hóc biến tần, hư hại chuỗi DC và mất điện, đảm bảo độ tin cậy lâu dài của hệ thống.

3. Tôi có cần cả thiết bị chống sét lan truyền DC và AC cho hệ thống năng lượng mặt trời không?

Vâng. Một Thiết bị chống xung điện DC cho hệ thống năng lượng mặt trời bảo vệ phía mảng PV, trong khi một Thiết bị chống sét lan truyền AC cho hệ thống năng lượng mặt trời Bảo vệ đầu ra của biến tần và kết nối lưới điện.

4. Khi nào tôi nên sử dụng thiết bị chống sét lan truyền loại 1+2?

MỘT Loại 1+2 SPD Được khuyến nghị sử dụng khi hệ thống PV tiếp xúc trực tiếp hoặc gần với sét đánh, cung cấp khả năng bảo vệ kết hợp trong một thiết bị duy nhất.

5. Tại sao tiêu chuẩn IEC 61643 lại quan trọng đối với việc chống sét cho hệ thống quang điện?

Cái Thiết bị chống sét lan truyền IEC 61643 Tiêu chuẩn này đảm bảo SPD đáp ứng các yêu cầu về an toàn và hiệu suất toàn cầu cho các hệ thống điện mặt trời.