DC relių pasirinkimo pagrindiniai fotoelektrinių sistemų taškai

Įvadas

Fotoelektrinėse (PV) sistemose paslėpta rizika dažnai slypi komponentams, kuriuos mes laikome savaime suprantamu dalyku. Viena neteisingai nurodyta dalis gali pakenkti visos saulės energijos instaliacijos saugai, patikimumui ir finansiniam gyvybingumui.

DC relė yra viena iš šių kritinių komponentų. Vis dėlto tai dažnai nesuprantama. Tai yra gyvybiškai svarbus saugos, izoliacijos ir valdymo jungiklis.

Tinkamas fotoelektrinių sistemų nuolatinės srovės relių pasirinkimas peržengia tiesiog įtampos ir dabartinių įvertinimų suderinimą. Reikia suprasti unikalius nuolatinės srovės iššūkius, ypač esant aukštai įtampai, esančioms šiuolaikinėse PV masyvuose.

Šis vadovas pateikia aiškią pagrįstų sprendimų priėmimo pagrindą. Mes ištirsime kritinius fotoelektrinės nuolatinės srovės relės parametrus. Mes juos sujungsime su realiais - pasaulio scenarijais ir pateiksime praktinius atrankos metodus, užtikrinančius sistemos vientisumą ir ilgaamžiškumą.

Unikali DC perjungimo iššūkiai

Aukštos - perjungimas Įtampos nuolatinės srovės (DC) yra iš esmės sunkiau, nei keičiant kintamąją srovę (AC). Pagrindinė problema slypi elektrinės lanko, kuris susidaro, kai kontaktai atsiskiria po apkrova, gesinimas.

AC grandinės natūraliai praeina per nulinę įtampą 100 arba 120 kartų per sekundę. Šis „nulinis - perėjimas“ suteikia lankui akimirką gesinti. DC neturi nulio - pervažos. Įtampa išlieka pastovi.

Ši ištisinė energija maitina lanką, todėl ją labai sunku numalšinti. Jei jis nėra tinkamai valdomas, nuolatinis nuolatinės srovės lankas gali sukelti didžiulę šilumą. Tai gali ištirpdyti kontaktus, sunaikinti estafetę ir sukelti rimtą gaisro pavojų.

Fotoelektrinės sistemos prideda savo specifinius iššūkius:

Aukštos nuolatinės srovės įtampa: modernūs styginių keitikliai ir naudingumas - mastelio projektai reguliariai veikia esant įtampai iki 1000 V ir net 1500 V.

Kintama srovė: srovė iš PV masyvo nuolat svyruoja su saulės spinduliais. Tai daro apkrovą nenuspėjamą.

Gedimų srovių potencialas: Sistema turi valdyti gedimų sroves iš paties PV masyvo arba iš integruotos akumuliatoriaus energijos kaupimo sistemos (BESS).

Aukšto patikimumo poreikis: PV sistemos yra skirtos 20–25 metų gyvenimo trukmei, dažnai atšiaurioje lauko aplinkoje, kuriai būdingi ekstremalios temperatūros svyravimai. Perjungimo komponentai turi atitikti šį ilgaamžiškumo poreikį.

Pirmasis žingsnis yra suprasti šią pagrindinę fiziką. Tai padeda įvertinti, kodėl konkrečios aukštos - įtampos DC relės savybės nėra tik pasirenkamos -, jos yra būtinos saugumui.

Pagrindiniai parametrai atrankai

DC estafetės duomenų lape yra daugybė informacijos. Neatmetei akiai tai gali būti stulbinantis. Inžinieriui tai yra pagrindinis įrankis sėkmingai pasirinkti nuolatinės srovės relės fotoelektrinėms sistemoms. Kiekvienas parametras pasakoja istoriją apie relės galimybes ir apribojimus.

Įvertinta įtampa

Įtampos įvertinimas yra neabejotinai pirmasis patikrintas parametras. Bet tam reikia kruopštaus aiškinimo. Yra dvi pagrindinės įtampos specifikacijos: reitinguojama izoliacijos įtampa ir vardinė veikimo įtampa.

Nominali izoliacijos įtampa (arba dielektrinė stipris) rodo relės gebėjimą atlaikyti nurodytą įtampą tarp jos laidžių dalių ir kitų elementų be elektrinio skilimo. Tai matuoja komponento fizinę izoliaciją.

Kritiškesnis perjungimo parametras yra reitinguojama eksploatavimo įtampa. Kartais vadinama vardine perjungimo įtampa, tai apibrėžia maksimalią sistemos įtampą, kurioje relė gali saugiai ir patikimai atidaryti arba uždaryti savo kontaktus apkrovoje.

Norėdami atlikti PV programas, laikykitės šios kritinės taisyklės: Relės vardinė veikimo įtampa turi viršyti maksimalią sistemą Atidaryta - grandinės įtampa (LOJ). Apskaičiuokite šią LOJ vertę mažiausiai numatomai aplinkos temperatūrai montavimo vietoje. PV modulio įtampa didėja, kai temperatūra krenta.

Sistemos įtampos klasės PV pramonėje vystėsi. Nors senesnės gyvenamosios sistemos gali naudoti 600 V, šiuolaikinės komercinės ir naudingumo - mastelio projektai paprastai naudojami 1000 V ir, vis daugiau 1500 V architektūros. Tai pagerina efektyvumą ir sumažina - - sistemos išlaidas. Pasirinkta relė turi būti aiškiai įvertinta tikslinės sistemos įtampai.

Įvertinta srovė

Panašiai kaip įtampa, dabartiniai įvertinimai turi kelis aspektus. Du svarbiausi yra ištisinės nešiojimo srovės ir įvertintos lūžio srovė.

Nuolatinė nešiojimo srovė (ITH) yra didžiausia srovė, kurią relė gali nuolat valdyti, kai kontaktai uždaromi neviršijant temperatūros ribų. Šis įvertinimas turi būti didesnis nei maksimali sistemos veikimo srovė. Paprastai tai gaunama iš trumpos - grandinės srovės (ISC) iš PV eilučių.

Tačiau reiklesnis parametras yra įvertinta lūžio srovė. Ši vertė nurodo maksimalią srovę, kurią relė yra sertifikuota saugiai nutraukti esant tam tikrai veikimo įtampai. Relė gali nuolat neštis 40a, tačiau ji gali sulaužyti tik 40A varžinę apkrovą per dalį savo vardinės įtampos.

Keli veiksniai daro įtaką efektyviam estafetės dabartiniam įvertinimui. Peržiūrėkite juos duomenų lape:

Aplinkos temperatūra: aukštesnė temperatūra sumažina srovę - nešiojimo talpą. Tai vadinama „Deracing“.

Apkrovos tipas: Indukcinės apkrovos sulaužymas yra sunkiau, nei sulaužyti varžinę apkrovą dėl kaupiamos energijos. Duomenų lapas dažnai pateiks skirtingus įvertinimus kiekvienam.

Perjungimo dažnis: dažnas perjungimas sukuria daugiau šilumos. Tam gali prireikti ištisinės srovės.

Lūžio gebėjimas ir lankai

Laužymo talpa yra pagrindinis DC relės saugos funkcijos išbandymas. Tai apibrėžia maksimalią perspektyvos gedimo srovę, kurią relė gali nutraukti esant nurodytai įtampai, nepažeisdama žalos ar sukeliančios pavojaus.

Šis parametras tiesiogiai siejasi su relės lanku - gesinimo technologija. Atsižvelgiant į tai, kad nėra nulio - pervažos DC, aukštas - įtampos DC relės turi naudoti aktyvius metodus, kad užgesintų galingą lanką, kuris susidaro kontaktų atskyrimo metu.

Įprasti lankai - gesinimo metodai apima magnetinius pūtimus. Nuolatiniai magnetai sukuria magnetinį lauką, kuris ištempia ir priverčia lanką atokiau nuo kontaktų, kol jis nutrūks. Kitas patobulintas metodas apima hermetiškai užklijuojant kontaktus keraminėje kameroje, užpildytoje inertinėmis dujomis, tokiomis kaip vandenilis ar azotas. Dujų mišinyje yra didelis šilumos laidumas, kuris greitai vėsia ir de - jonizuoja lanko plazmą, gesindamas jį milisekundėmis.

Dažna ir pavojinga sistemos projektavimo klaida yra relės pasirinkimas, pagrįstas tik jos nuolatiniu dabartiniu įvertinimu. Ši priežiūra gali sukelti katastrofišką nesėkmę. Gedimo sąlygos metu, jei srovė viršija relės lūžio talpą, kontaktai gali suvirinti. Arba pati relė gali sprogti, nesugebėdama atskirti gedimo ir sukurti sunkią saugos riziką. Atrankos procesas turi nustatyti prioritetus, kad būtų pakankama lūžio pajėgumui, kad būtų galima valdyti galimas sistemos gedimo sroves.

Poliškumo svarba

Daugybė aukštų - įtampos nuolatinės relės, ypač tos, kurios naudoja magnetinius pūtimus lanko gesinimui, yra poliarizuotos. Jie paskyrė teigiamus (+) ir neigiamus (-) apkrovos grandinės terminalus.

Šis poliškumas nėra savavališkas. Magnetinis laukas yra skirtas veikti viena kryptimi. Jei relė sujungta atvirkščiai, magnetinis laukas stumia lanką link vidinių komponentų, o ne nuo jų. Tai smarkiai pakenkia lūžio gebėjimui ir potencialiai sukelia gaisrą.

Patikrinkite relės duomenų lapą ir fizinius ženklus, kad būtų užtikrintas teisingas poliškumas montavimo metu. To nepadarius relės pirminės saugos funkcija.

Gyvenimo trukmė: mechaninis ir elektrinis

Relės eksploatavimo laikas nurodytas dviem skirtingais būdais: mechaniniu ir elektros tarnavimo tarnyba.

Mechaninė gyvenimo trukmė reiškia perjungimo ciklų skaičių, kurį relė gali ištverti be elektros apkrovos kontaktų. Šis skaičius paprastai yra labai didelis, dažnai milijonų ciklų. Tai atspindi judančių dalių patvarumą.

Tačiau bet kokiam praktiniam pritaikymui elektros tarnavimo laikas yra daug svarbesnis. Tai nurodo perjungimo ciklų skaičių, kurį relė gali atlikti pagal apibrėžtą elektrinę apkrovą (pvz., Sulaužė 30A esant 1000 VDC). Šis skaičius visada yra žymiai mažesnis nei mechaninis tarnavimo laikas, nes kiekviena perjungimo operacija sukelia nedidelį lanko kiekį - sukeltą eroziją ant kontaktinių paviršių.

Reikalinga elektros tarnavimo laikas visiškai priklauso nuo taikymo. Pagrindiniam saugos atjungimui, kuris veikia tik kelis kartus per metus arba esant avarijai, mažesnis elektrinis tarnavimo laikas gali būti priimtinas, jei tai reiškia didesnę lūžio pajėgumą. Atvirkščiai, relė, naudojama kasdieniniam akumuliatoriaus įkrovimui/išleidimo dviračiui pv - plius - laikymo sistemai, reikalinga labai aukšta elektrinė tarnavimo laikas, kad būtų užtikrintas ilgas - termino patikimumas.

Kontaktinis pasipriešinimas

Kontaktinis pasipriešinimas yra elektrinis pasipriešinimas per uždaras relės kontaktus. Mažesnė vertė visada yra geresnė.

Šis parametras yra labai svarbus sistemos efektyvumui. Bet koks pasipriešinimas pagrindiniame galios kelyje lemia galios nuostolius, apskaičiuotus kaip I²R (dabartinis kvadrato laiko pasipriešinimas). Šis nuostolis pasireiškia kaip šiluma, sukuriama relyje.

Didelis kontaktinis atsparumas ne tik sumažina bendrą PV sistemos energijos derlių, bet ir pagreitina relės ir aplinkinių komponentų senėjimą dėl šilumos pertekliaus. Gerbiami relių gamintojai siekia labai mažo ir stabilaus kontaktinio pasipriešinimo, dažnai viename - skaitmens „Milliohm“ diapazonas, kad būtų maksimaliai padidintas sistemos našumas ir komponentų ilgaamžiškumas.

Suderinimas su PV programomis

Visoms fotoelektrinėms sistemoms nėra vienos „geriausios“ nuolatinės srovės relės. Optimalus pasirinkimas yra kruopščiai laikoma prekyba - išjungta tarp našumo parametrų, išlaidų ir konkrečių programos reikalavimų. Sėkmingas fotoelektrinių sistemų nuolatinės srovės relių pasirinkimas priklauso nuo komponento stipriosios pusės suderinimo su darbu, kurio reikia atlikti.

Taikymas - skatinama strategija

Inžinierius pirmiausia turi apibrėžti relės vaidmenį sistemoje. Ar tai dėl avarinio išjungimo, įprastos priežiūros izoliacijos, dažnas apkrovos valdymas ar tinklelio atjungimas? Atsakymas į šį klausimą diktuos, kuriuos parametrus pirmenybę teikia.

Šioje lentelėje pateikiama relės reikalavimų suderinimo su įprastais PV taikymo scenarijais sistema. Tai iliustruoja, kaip skirtingų parametrų prioritetas keičiasi pagal sistemos architektūrą ir funkcijas.

Palyginimo lentelė: Relės reikalavimai pagal PV programą

Atvejo analizė

Eikime per realų atrankos procesą. Apsvarstykite 1500 V naudingumą - skalės saulės energijos projektą, kuris plėtojamas Arizonoje. Aplinka yra atšiauri, su ekstremalia vasaros šiluma ir puiki, abrazyvinės dulkės. Relės bus įdiegtos „Combiner“ dėžutėse, skirtoms masyvo - lygio atjungimui.

Šiame scenarijuje mes prioritetą teikėme reliui, turinčiam ypač aukštą laužymo pajėgumą. Gebėjimas saugiai nutraukti pilną - apkrovos gedimo srovę esant blogiausiam - atvejo sąlygoms buvo ne - sutartinis pirminis parametras. Mes pasirinkome modelį su hermetiškai uždarytu, dujomis - užpildytu dizainu. Ši konstrukcija yra nepralaidi dulkėms ir drėgmei, todėl dėl aukščio dėl aukščio yra mažiau įtakos išorinis oro slėgio pokyčiai.

1500 VDC reitingas buvo privalomas. Mes taip pat patikrinome temperatūros krintančias kreives, kad užtikrintume relę, kad gaubtavimo viduje esančioje aptvaro viduje būtų reikalinga ištisinė srovė. Nors elektros gyvenimo trukmė buvo svarbi, perjungimo dažnis buvo mažas (visų pirma priežiūra ar gedimai), todėl ekstremaliomis sąlygomis laužymas buvo svarbiausias. Šis metodinis požiūris paskatino mūsų galutinį DC relės pasirinkimą šiai fotoelektrinei sistemai, užtikrinant maksimalų saugumą ir patikimumą.

Už duomenų lapo

Relės našumas lauke gali smarkiai skirtis nuo jo našumo idealiomis laboratorinėmis sąlygomis. Patyrę inžinieriai žvelgia ne tik į pirminius duomenų lapų numerius. Jie mano, kad aplinkos ir eksploatavimo veiksniai, galintys „sumažinti“ arba paveikti ilgą komponento - terminų patikimumą.

Aplinkos temperatūros poveikis

Šiluma yra daugelio elektrinių komponentų priešas. Aukšta aplinkos temperatūra, ypač uždaromame gaubte, veikiančiame tiesioginiuose saulės spinduliuose, gali žymiai sumažinti relės nuolatinę srovę - nešiojamąją talpą ir sutrumpinti savo eksploatacinę eksploatavimo laiką.

Duomenų lapas turėtų pateikti temperatūros kreivę. Tai rodo, kiek didžiausia nuolatinė srovė turi būti sumažinta, kylant aplinkos temperatūrai. Nepaisydami šios kreivės, gali atsirasti perkaitimas, per anksti gedimas ir galimi saugos pavojai. Relė turi būti nurodyta atsižvelgiant į blogiausią - atvejo temperatūrą, kurią ji patirs savo įdiegtoje aplinkoje.

Aukščio sumetimai

Instaliacijoms dideliame aukštyje oras yra ne toks tankus. Šis sumažėjęs oro tankis mažina jo dielektrinį stiprumą, kuris gali pakenkti izoliacijai ir lankai - gesinimo galimybė atviros - rėmo relės, kurios priklauso nuo aplinkinio oro.

Šis poveikis yra ypač svarbus norint sulaužyti pajėgumus. Esant 3000 metrų, estafetės įtampos įvertinimas gali būti nustatytas 20 - 30%. Hermetiškai užklijuotos, dujos - užpildytos relės yra iš esmės imuninės. Jų vidinė aplinka yra izoliuota iš lauko oro, todėl jie yra puikus pasirinkimas didelio aukščio projektams.

Ritės charakteristikos

Relė suaktyvinama elektromagnetine ritė. Įsitikinkite, kad relės ritės charakteristikos yra suderinamos su sistemos valdymo grandine.

Tai apima ritės įtampos (pvz., 12 VDC, 24 VDC) suderinimą su valdiklio, PLC ar keitiklio išvestimi. Be to, ritės energijos suvartojimas (Watts mieste) turi būti valdymo grandinės pavaros galimybės. Dėl neatitikimo relė gali patikimai ar plepėti, o tai gali sugadinti relę ir valdymo elektroniką.

Praktinis atrankos kontrolinis sąrašas

Norėdami susisteminti atrankos procesą, mes naudojame kontrolinį sąrašą, kad užtikrintume visus kritinius veiksnius.

Sistemos apibrėžimas:

[] Kokia yra maksimali sistemos įtampa (LOJ esant žemiausiam tempui)?

[] Kokia yra maksimali darbo srovė (ISC)?

[] Kokia yra potenciali gedimo srovė?

[] Kokia yra programa (pvz., Gyvenamasis, naudingumas, saugykla)?

Relės parametrų atitikimas:

[] Įvertinta įtampa> Maksimali sistemos įtampa

[] Nuolatinė srovė> Maksimali veikimo srovė

[] Laužymo pajėgumas> Potencialios gedimo srovė

[] Elektros gyvenimo trukmė atitinka numatomą perjungimo dažnį.

Aplinkos ir galutiniai čekiai:

[] Ar relė, skirta darbinės temperatūros diapazonui (su dingimu)?

[] Ar aukštis yra veiksnys?

[] Ar relės poliarizuota? Ar patikrinome ryšio schemą?

[] Ar estafetėje yra reikiami saugos sertifikatai?

Pažymėjimų vaidmuo

Aukšto - galios elektrinių komponentų pasaulyje saugos sertifikatai nėra tik formalumas. Jie yra pagrindinis pasitikėjimo ir patikimumo ženklas. Jie pateikia nepriklausomą patikrinimą, kad produktas buvo griežtai išbandytas ir atitinka griežtus saugos ir veiklos kriterijus.

Naršymo standartai

Standartų kraštovaizdis gali atrodyti sudėtingas, tačiau keli pagrindiniai sertifikatai yra svarbiausi nuolatinės srovės relės, naudojamos PV sistemose. Šių ženklų buvimas rodo gamintojo atsidavimą kokybei ir saugai.

IEC 60947 - 4 - 1: Tai yra tarptautinis kontaktorių ir variklių startuolių standartas, tačiau griežti jo veikimo, saugos ir lūžimo pajėgumų bandymo reikalavimai dažnai taikomi didelės galios nuolatinės srovės relėse.

UL 508: Kritinis standartas Šiaurės Amerikoje visoje pramoninės kontrolės įrangoje, įskaitant reles. UL sertifikavimas dažnai yra būtina sąlyga, kad būtų laikomasi vietinių elektrinių kodų.

„Tüv Rheinland 2 PFG 2380“: Tai yra specifinis vokiečių standartas, sukurtas aiškiai bandant nuolatinės srovės kontaktorius fotoelektrinėse sistemose. Buvo patikrinta estafetė, turinti šį sertifikatą, atsižvelgiant į unikalius PV programų įtempius, todėl tai yra stiprus tinkamumo rodiklis.

CE žymėjimas: Šis ženklas rodo, kad produktas atitinka Europos ekonominės zonos (EEA) parduodamų produktų sveikatos, saugos ir aplinkos apsaugos standartus.

Neįtikėta relės rizika

Naudojant ne sertifikuotas reles PV sistemoje, atsiranda nepriimtina rizika. Šie produktai galėjo būti neišbandyti dėl jų reikalaujamo lūžio pajėgumų, sukeldami didelius gaisro ir saugos pavojus. Incidento atveju jų naudojimas gali panaikinti draudimo pretenzijas ir sukelti atsakomybės problemas. Be to, jie greičiausiai nesilaikys vietinių elektros kodų, dėl kurių bus padaryta nepavykusiu patikrinimais ir brangiai kainuojančiais pakeitimais. Pretenzijos dėl veiklos yra abejotinos, o patikimumas nežinomas. Reikalauti, kad sertifikuoti komponentai yra ne - sutartinis profesionalios inžinerijos praktikos aspektas.

Išvada

Fotoelektrinių sistemų nuolatinės relės pasirinkimas yra metodinis inžinerijos procesas, o ne paprastas komponentų pirkinys. Tai reikalauja giliai suprasti programos reikalavimus ir griežtą komponento galimybių analizę.

Norėdami padaryti pasitikėjimą savimi ir patikimą pasirinkimą, atlikite šiuos pagrindinius veiksmus:

Supraskite unikalius jūsų specifinės PV programos reikalavimus, pradedant nuo gyvenamųjų namų saugojimo iki naudingumo - mastelio generavimo.

Griežtai išanalizuokite visus pagrindinius fotoelektrinės nuolatinės srovės relės parametrus ant duomenų lapo, atkreipdami ypatingą dėmesį į lūžio talpą ir elektrinį laiką, o ne tik nominalią įtampą ir srovę.

Apsvarstykite visą aplinkos kontekstą, įskaitant temperatūrą ir aukštį, ir taikykite būtinus nykimo veiksnius.

Visada reikalaukite relių, turinčių galiojančius, svarbius saugos sertifikatus iš pripažintų trečiojo - vakarėlių bandymo įstaigų.

Gerai - pasirinkta DC relė yra ne tik jungiklis. Tai yra ilgas - terminas investicija į visos fotoelektrinės sistemos saugą, patikimumą ir veikimo efektyvumą.

Taip pat žiūrėkite

Kas yra laiko relė? Apibrėžimas, darbas ir naudojimas

Kaip užprogramuoti savo šviesos laiko jungiklį kasdieniam tvarkaraščiui

Kas yra relės modulis ir kaip jis veikia?

Kodėl mano 12 V estafetės šurmuliuoja? Užbaigtas trikčių šalinimo vadovas 2025