Përzgjedhja e Pajisjeve të Mbrojtjes nga Rryma e Temperaturës Përzgjedhja për Sistemet PV - Llojet e SPD-ve
Prodhimi i energjisë fotovoltaike (PV) është një burim kyç i energjisë së rinovueshme dhe është shumë konkurrues ekonomikisht krahasuar me prodhimin tradicional të energjisë. Sistemet e vogla fotovoltaike të shpërndara, të tilla si panelet diellore në çati, po bëhen gjithnjë e më popullore. Sistemet fotovoltaike në çati përfshijnë shpërndarjen e rrymës alternative dhe të vazhdueshme (AC) me tensione që arrijnë deri në 1500V. Ana e vazhdueshme (DC), veçanërisht panelet fotovoltaike, mund të ekspozohen drejtpërdrejt ndaj goditjeve nga rrufeja në zona me rrezik të lartë, duke i bërë ato të ndjeshme ndaj dëmtimeve nga rrufeja.
Mbrojtja nga rrufeja për ndërtesat ndahet në mbrojtje të jashtme (Sistemi i Mbrojtjes nga Rrufeja, LPS) dhe mbrojtje të brendshme (Masat Mbrojtëse nga Rryma e Tensionit, SPM), bazuar në rrezikun e rrufeve. Pajisjet Mbrojtëse nga Rryma e Tensionit (SPD), si pjesë e mbrojtjes së brendshme, mbrojnë nga mbitensionet kalimtare të shkaktuara nga rrufeja atmosferike ose operacionet e ndërrimit. SPD-të instalohen jashtë pajisjeve të mbrojtura dhe funksionojnë kryesisht si më poshtë: kur nuk ka rritje të tensionit në sistemin e energjisë, SPD-ja nuk ndikon ndjeshëm në funksionimin normal të sistemit që mbron. Kur ndodh një rritje e tensionit, SPD-ja ofron impedancë të ulët, duke devijuar rrymën e rritjes së tensionit përmes vetes dhe duke kufizuar tensionin në një nivel të sigurt. Pasi të ketë kaluar rritja e tensionit dhe çdo rrymë e mbetur të jetë shuar, SPD-ja kthehet në një gjendje impedance të lartë.
1. Vendndodhja e instalimit të pajisjeve mbrojtëse nga mbingarkesa (SPD)
Vendndodhja e instalimit të SPD-ve përcaktohet sipas shkallës së kërcënimit nga rrufeja dhe bazuar në konceptin e Zonave të Mbrojtjes nga Rrufeja (LPZ) në IEC 62305. Mbitensionet kalimtare reduktohen progresivisht në një nivel të sigurt, i cili duhet të jetë nën tensionin e përballueshëm të pajisjeve të mbrojtura. Siç ilustrohet në Figurë, SPD-të instalohen në kufijtë e këtyre zonave, duke dhënë shkas për konceptin e mbrojtjes nga mbingarkesat shumënivelëshe të përdorura në sistemet me tension të ulët. Për sistemet fotovoltaike, fokusi është në parandalimin e mbingarkesave nga rrufeja që hyjnë përmes anëve AC dhe DC, duke mbrojtur kështu komponentët kritikë siç janë invertorët.
2. Klasat e Testimit të Pajisjeve Mbrojtëse nga Rryma (SPD)
Sipas IEC 61643-11, SPD-të klasifikohen në tre kategori testimi bazuar në llojin e impulsit të rrymës së rrufesë që janë projektuar të përballojnë. Testet e Tipit I (të shënuara si T1) kanë për qëllim të simulojnë rrymat e pjesshme të rrufesë që mund të përçohen në një ndërtesë. Këto përdorin një formë vale 10/350 µs, siç tregohet në Figurën Blow, dhe zakonisht aplikohen në kufirin midis LPZ0 dhe LPZ1 - siç janë në tabelat kryesore të shpërndarjes ose hyrjet e transformatorëve të tensionit të ulët. SPD-të për këtë nivel janë zakonisht të tipit të ndërrimit të tensionit, me komponentë si tubat e shkarkimit të gazit ose boshllëqet e shkëndijave (p.sh., boshllëqet e bririt ose boshllëqet e grafitit).
Testet e Tipit II (T2) dhe Tipit III (T3) përdorin impulse me kohëzgjatje më të shkurtër. SPD-të e Tipit II janë zakonisht pajisje kufizuese të tensionit që përdorin komponentë të tillë si varistorët e oksidit të metalit (MOV). Ato testohen me një rrymë shkarkimi nominale duke përdorur një formë vale rryme 8/20 µs (shih Figurën e detajuar) dhe janë përgjegjëse për kufizimin e mëtejshëm të tensionit të mbetur të mbingarkesës që vjen nga pajisja mbrojtëse në rrjedhën e sipërme. Testet e Tipit III përdorin një gjenerator vale të kombinuar me një tension 1.2/50 µs dhe një impuls rryme 8/20 µs (shih Figurën më poshtë), duke simuluar mbingarkesat më afër pajisjeve të përdorimit fundor.
3. Lloji i lidhjes së pajisjes mbrojtëse nga mbingarkesa (SPD)
Ekzistojnë dy mënyra kryesore të mbrojtjes kundër mbitensioneve kalimtare. E para është mbrojtja me modalitet të përbashkët (CT1), e cila është projektuar për të mbrojtur kundër mbingarkesave midis përçuesve të lidhur dhe PE (tokëzimit mbrojtës). Goditjet nga rrufeja, për shembull, mund të sjellin tensione të larta në lidhje me tokëzimin në një sistem. Mbrojtja me modalitet të përbashkët ndihmon në zbutjen e ndikimit të shqetësimeve të tilla të jashtme, si rrufeja, siç ilustrohet më poshtë.
E dyta është mbrojtja me modalitet diferencial (CT2), e cila mbron nga mbingarkesat midis përcjellësit të linjës (L) dhe përcjellësit neutral (N). Ky lloj mbrojtjeje është veçanërisht i rëndësishëm për adresimin e shqetësimeve të brendshme, siç janë zhurma elektrike ose ndërhyrjet e gjeneruara brenda vetë sistemit, siç tregohet në diagramin më poshtë.
Duke zbatuar njërën ose të dyja këto mënyra mbrojtjeje, sistemet elektrike mund të mbrohen më mirë nga burimet e mundshme të mbingarkesës, duke rritur në fund të fundit jetëgjatësinë dhe besueshmërinë e pajisjeve të lidhura.
Është e rëndësishme të theksohet se përzgjedhja e mënyrave të mbrojtjes SPD duhet të përputhet me sistemin e tokëzimit në vend. Për sistemet TN, mund të përdoren të dyja mënyrat e mbrojtjes CT1 dhe CT2. Megjithatë, në sistemet TT, CT1 mund të aplikohet vetëm poshtë një RCD. Në sistemet IT - veçanërisht ato pa një përcjellës neutral - mbrojtja CT2 nuk është e zbatueshme. Ky është një konsideratë kritike në sistemet e shpërndarjes DC që përdorin konfigurime të tokëzimit IT. Detajet mund të gjenden në tabelën më poshtë.
4. Parametrat kryesorë të pajisjeve mbrojtëse nga mbingarkesa (SPD)
Sipas standardit ndërkombëtar IEC 61643-11, karakteristikat dhe testet e SPD-ve të lidhura me sistemet e shpërndarjes së energjisë me tension të ulët janë përcaktuar, siç tregohet në Figurën 7.
(1) Niveli i Mbrojtjes së Tensionit (Lart)
Aspekti më i rëndësishëm në zgjedhjen e një SPD është niveli i mbrojtjes së tensionit (Up), i cili karakterizon performancën e SPD-së në kufizimin e tensionit midis terminaleve. Kjo vlerë duhet të jetë më e lartë se tensioni maksimal i fiksimit. Arrihet kur rryma që rrjedh përmes SPD-së është e barabartë me rrymën nominale të shkarkimit In. Niveli i zgjedhur i mbrojtjes së tensionit duhet të jetë më i ulët se tensioni i rezistencës ndaj impulsit Uw i ngarkesës. Në rastin e goditjeve të rrufesë, tensioni nëpër terminalet e SPD-së në përgjithësi mbahet nën Up. Për sistemet PV DC, ngarkesa zakonisht i referohet moduleve dhe invertorëve PV.
(2) Tensioni Maksimal i Vazhdueshëm i Funksionimit (Uc)
Uc është tensioni maksimal DC që mund të aplikohet vazhdimisht në modalitetin e mbrojtjes SPD. Ai zgjidhet bazuar në tensionin e vlerësuar dhe konfigurimin e tokëzimit të sistemit dhe shërben si prag aktivizimi i SPD. Për anën DC të sistemeve fotovoltaike, Uc duhet të jetë më i madh ose i barabartë me Uoc Max të grupit fotovoltaik. Uoc Max i referohet tensionit më të lartë të qarkut të hapur midis terminaleve të tensionit të lartë dhe midis terminalit të tensionit të lartë dhe tokëzimit në pikën e caktuar të grupit fotovoltaik.
(3) Rryma nominale e shkarkimit (In)
Kjo është vlera maksimale e një rryme valore prej 8/20 μs që rrjedh përmes SPD-së, e përdorur për testet e Tipit II dhe për testet e parakushtëzimit në Tipin I dhe Tipi IIIEC kërkon që SPD-ja të mund t'i rezistojë të paktën 19 shkarkimeve të rrymës së formës së valës 8/20 μs. Sa më e lartë të jetë vlera In, aq më e gjatë është jetëgjatësia e SPD-së, por edhe kostoja rritet.
(4) Rryma e impulsit (Iimp)
E përcaktuar nga tre parametra: kulmi i rrymës (Ipeak), ngarkesa (Q) dhe energjia specifike (W/R), kjo rrymë përdoret në Tipi I teste. Forma tipike e valës është 10/350 μs.