Pemilihan Peranti Perlindungan Lonjakan Pemilihan untuk Sistem PV - Pemasangan SPD
1. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pemasangan SPD
Voltan lampau dalam sistem fotovoltaik (PV) atas bumbung terutamanya disebabkan oleh sambaran kilat langsung (pada atau berhampiran bangunan atau peralatan PV dengan LPS), voltan teraruh daripada perubahan medan elektrik berkaitan kilat, atau operasi pensuisan dalam rangkaian pengagihan kuasa AC/DC. Untuk menilai keperluan perlindungan lonjakan dan menentukan strategi perlindungan yang sesuai, voltan tahan impuls (Uw) yang dinilai bagi peralatan harus digunakan sebagai rujukan. Melainkan dinyatakan sebaliknya oleh penilaian risiko, SPD harus dipasang pada kedua-dua sisi DC dan AC sistem PV.
Peranti dalam sistem PV yang mungkin memerlukan perlindungan termasuk:
Inverter, termasuk antara muka kepada sistem AC voltan rendah dan sistem DC, susunan PV, pendawaian sistem PV dalaman, komponen yang dipasang antara susunan inverter dan PV, seperti kotak penggabung; peralatan yang digunakan untuk pemantauan dan kawalan sistem PV.
Menurut IEC 61643-12 dan bahagian berkaitan GB/T 21714, pemilihan dan pemasangan SPD untuk sistem PV bergantung kepada pelbagai faktor. Ini termasuk ketumpatan kilat tanah (NG) [1/km²·tahun] atau purata bilangan hari ribut petir setahun (T), ciri-ciri sistem bekalan kuasa voltan rendah (cth., talian atas atau kabel bawah tanah) dan sifat peralatan yang dilindungi, sama ada Sistem Perlindungan Kilat (LPS) luaran dipasang untuk melindungi sistem PV daripada sambaran kilat langsung.
Jika LPS luaran wujud, keperluan SPD dipengaruhi oleh tahap perlindungan (Kelas) LPS dan sama ada jarak pemisahan (S) yang diperlukan antara LPS dan sistem PV dikekalkan (LPS terasing vs. LPS tidak terasing).
2. Pengaruh Konfigurasi LPS Luaran yang Berbeza terhadap Perlindungan Kilat untuk Sistem PV
Pemasangan SPD untuk sistem PV atas bumbung secara amnya terbahagi kepada tiga kategori, berdasarkan kehadiran dan jenis LPS luaran:
(1) Sistem PV Tanpa LPS Luaran
Seperti yang ditunjukkan dalam rajah (tidak disertakan di sini), jika bangunan tidak dilengkapi dengan sistem perlindungan kilat luaran, SPD harus dipasang berdasarkan hasil penilaian risiko kilat. Adalah disyorkan untuk memasang peranti perlindungan lonjakan pada kedua-dua sisi AC dan DC untuk melindungi komponen PV kritikal.
Untuk bahagian DC, SPD DC Jenis 2 (dikenali sebagai DC1) perlu dipasang berhampiran kotak penggabung PV atau susunan PV (jika tiada kotak penggabung digunakan). SPD ini melindungi bangunan daripada lonjakan luaran yang dihantar melalui kabel PV dan biasanya dipasang sejurus selepas kabel PV memasuki bangunan. SPD DC Jenis 2 yang lain (dikenali sebagai DC2) perlu dipasang berhampiran input DC penyongsang. Jika panjang kabel antara DC1 dan penyongsang kurang daripada 10 meter, DC1 mungkin diabaikan.
Untuk bahagian AC, SPD AC Jenis 2 (ditetapkan sebagai AC1) disyorkan pada input utama AC, biasanya terletak di panel agihan utama. Peranti ini melindungi daripada lonjakan yang datang dari grid utiliti. Sama ada AC1 diperlukan dalam sistem tanpa perlindungan kilat luaran bergantung pada keputusan penilaian risiko kilat. Untuk melindungi inverter yang mahal, SPD AC Jenis 2 (ditetapkan sebagai AC2) biasanya dipasang berhampiran output AC inverter. Jika panjang kabel antara AC1 dan AC2 kurang daripada 10 meter, AC2 mungkin diabaikan. Sila rujuk jadual konfigurasi untuk panduan terperinci.
(2) Sistem PV dengan LPS Luaran yang Memenuhi Jarak Pemisahan yang Diperlukan (LPS Terasing)
Seperti yang ditunjukkan dalam rajah, apabila sesebuah bangunan mempunyai sistem perlindungan kilat luaran (seperti rod atau pita penamatan udara) dan susunan PV atas bumbung dilindungi oleh sistem ini dengan jarak pemisahan yang betul dikekalkan, sistem PV dianggap dilengkapi dengan LPS terpencil. Walaupun dalam kes ini, pemasangan SPD masih diperlukan.
Bagi sistem dengan LPS terpencil, persediaan SPD adalah serupa dengan sistem tanpa sebarang perlindungan kilat luaran. SPD DC Jenis 2 harus dipasang berhampiran kotak penggabung, atau berhampiran susunan PV jika tiada kotak penggabung digunakan. SPD DC Jenis 2 yang lain harus diletakkan berhampiran bahagian DC penyongsang, dan SPD AC Jenis 2 berhampiran bahagian AC penyongsang. Walau bagaimanapun, kerana sistem PV bersambung masuk dan keluar dari bangunan, SPD AC Jenis 1 juga diperlukan di papan agihan AC utama tempat kuasa utiliti memasuki bangunan. Rujuk jadual konfigurasi untuk panduan susun atur terperinci.
(3) Sistem PV dengan LPS Luaran Yang Tidak Memenuhi Jarak Pemisahan Yang Diperlukan (LPS Tidak Terasing)
Dalam sistem PV atas bumbung di mana panel terlalu dekat dengan sistem perlindungan kilat luaran (LPS) dan tidak dapat memenuhi jarak keselamatan yang diperlukan, semua bahagian logam sistem PV perlu disambungkan ke LPS untuk memastikan ikatan saksama keupayaan kilat yang betul. Ini adalah pendekatan biasa yang digunakan untuk perlindungan kilat atas bumbung. Dalam persediaan ini, kedua-dua kabel AC dan DC dianggap seperti konduktor selari dalam sistem ikatan, yang bermaksud ia boleh terjejas secara langsung oleh arus kilat. Itulah sebabnya IEC mengesyorkan penggunaan peranti pelindung lonjakan Jenis 1 (SPD)—biasanya bersama-sama dengan SPD Jenis 2—pada titik utama dalam sistem: tempat kabel PV memasuki bangunan, dan pada kedua-dua sisi AC dan DC peranti penting seperti penyongsang.
Seperti yang ditunjukkan dalam gambar rajah, DC1 harus dipasang sedekat mungkin dengan kotak penggabung, atau berhampiran susunan PV jika tiada kotak penggabung. DC2 dan AC2 harus diletakkan berhampiran penyongsang untuk memberikannya perlindungan yang lebih baik. Dalam kebanyakan kes, AC1 (pada panel utama) dan AC2 (berhampiran penyongsang) kedua-duanya diperlukan. Tetapi jika penyongsang dipasang di dalam panel utama dan ia berkongsi pembumian yang sama, dengan panjang kabel kurang daripada atau sama dengan 0.5 meter, maka AC2 mungkin tidak diperlukan. Anda boleh menyemak jadual untuk panduan pemasangan terperinci.
1：DC1 boleh diabaikan di bawah syarat-syarat berikut: Jika panjang kabel antara DC1 dan inverter kurang daripada 10 meter, dan tahap perlindungan voltan (Naik) AC2 adalah kurang daripada atau sama dengan 0.8 kali ganda voltan tahan impuls undian (Uw) susunan PV; atau jika Naik AC2 adalah kurang daripada atau sama dengan 0.5 kali ganda Uw dan konduktor PE (pelindung bumi) dihalakan berhampiran dengan kabel DC.
2：AC2 boleh diabaikan di bawah syarat-syarat berikut: Jika panjang kabel antara AC1 dan AC2 kurang daripada 10 meter; atau jika inverter dan papan agihan utama berkongsi elektrod pembumian yang sama, dan kabel sambungan SPD masing-masing tidak lebih daripada 0.5 meter—contohnya, jika inverter dipasang di dalam panel utama.
3: Luas keratan rentas minimum untuk konduktor pembumian SPD: Untuk SPD Jenis 2, konduktor pembumian kuprum hendaklah tidak kurang daripada 6 mm²; untuk SPD Jenis 1, ia hendaklah tidak kurang daripada 16 mm².
Pilihan SPD sisi DC dalam sistem PV atas bumbung bergantung terutamanya pada bagaimana bangunan dilindungi daripada kilat dan bagaimana sistem diwayarkan. Menurut jadual konfigurasi dan piawaian IEC, pelindung lonjakan harus sentiasa ada pada bahagian DC penyongsang. Tetapi SPD tambahan berhampiran kotak penggabung—atau berhampiran panel PV jika tiada kotak penggabung—hanya diperlukan jika kabel antara panel dan penyongsang lebih panjang daripada 10 meter.
Walau bagaimanapun, ini bukanlah cara ia dilakukan di mana-mana. Di sesetengah negara—Jerman, sebagai contoh—peraturannya pada dasarnya sebaliknya. Di sana, perlindungan lonjakan DC sentiasa dipasang betul-betul di sebelah panel PV, dan anda hanya perlu menambah satu berhampiran penyongsang jika jarak kabel melebihi 10 meter.