Od redakcji 8/2018

EL 8 2018 INTERNETDrodzy Czytelnicy,

do Waszych rąk oddajemy ostatni w tym roku numer „Elektroinstalatora”. Dziękujemy za zainteresowanie czasopismem i jednocześnie zapraszamy do pozostania z nami w przyszłym roku. W 2019 roku zwiększamy liczbę „Elektroinstalatora" do 10 numerów!

W sezonie zimowym do ochrony gruntu oraz dachu przed śniegiem i lodem przydają się systemy przeciwoblodzeniowe zbudowane na bazie stałooporowych lub samoregulujących przewodów grzejnych.

Więcej…

Ochrona przed zagrożeniami

Zabezpieczenia elektrowni fotowoltaicznych w praktyce (2)

W poprzednim numerze „Elektroinstalatora” przedstawiono problematykę zabezpieczeń przetężeniowych i skutków zacienienia w instalacjach fotowoltaicznych. Kontynuując tematykę ochrony tych instalacji przed zagrożeniami, prezentujemy drugą część artykułu poświęconą zabezpieczeniom przeciwprzepięciowym.

Zabezpieczenie przed przepięciami

Ochrona przeciwprzepięciowa to kolejny ważny rodzaj ochrony, którą należy zastosować do części DC systemu modułów PV. Źródłem niebezpiecznych przepięć w systemach PV najczęściej są wyładowania atmosferyczne i przepięcia indukowane w pętlach szeregowo połączonych modułów PV. Na zwiększenie napięcia w systemie PV wpływa również zależność temperaturowa samych modułów PV. Przy obliczaniu poziomu ochrony przed przepięciami, jak również przy wyborze typu ochrony przeciwprzepięciowej (typ T1 lub T2), warto stosować pewne wytyczne, zaprezentowane poniżej.

18

10. Spalona rozdzielnica DC

 

Prawidłowy dobór ograniczników przepięć (SPD) i konsekwencje niewłaściwego podejścia

Tak jak w przypadku doboru zabezpieczenia przetężeniowego, również w przypadku ochrony przeciwprzepięciowej, przy określaniu napięcia UC (maksymalne napięcie trwałej pracy) wymagane jest branie pod uwagę odpowiednich współczynników korekcyjnych. Wg normy EN 50539 oraz wg zaleceń większości producentów ograniczników przepięć (SPD) napięcie UC ogranicznika określone jest zależnością:

 

UC ≥ 1,2xUoc stc

 

Uocstc – jest to napięcie na zaciskach nieobciążonego modułu PV (przy jego otwartych stykach) lub rzędu szeregowo połączonych modułów PV w typowych warunkach testowych (Open Circuit voltage under Standard Test Conditions). Warunki te są zdefiniowane w normie PN-EN 60904-3:

gęstość strumienia świetlnego 1000 W/m2;

rozkład widmowy AM 1.5;

temperatura 25±2°C.

 

Parametr Uoc stc można znaleźć w danych technicznych podawanych przez producenta modułów PV.

Przykładowo dla podanego przez producenta napięcia Uoc stc=36 V i 24 modułów w rzędzie, napięcie Uoc stc rzędu wynosi 24xUoc stc=864 V. Po zastosowaniu współczynnika korekcyjnego otrzymuje się wartość Uc ogranicznika (SPD) do ochrony pierwszego rzędu modułów:

Uc ≥ 1,2xUoc stc rzędu

Uc ≥ 1,2x864 V

Uc ≥ 1036,8 V

To znaczy, że ogranicznika (SPD) o napięciu Uc=1000 V nie można zastosować, a należy użyć ogranicznika na napięcie najbliższe, tj. Uc=1200 V.

Skąd wziął się współczynnik korekcyjny 1,2? Napięcie na zaciskach nieobciążonego modułu PV podane jest dla temperatury 25°C, a moduły PV mają charakterystykę napięciową z ujemnym współczynnikiem temperatury, co oznacza, że w niższych temperaturach (np. w zimie) napięcie na zaciskach nieobciążonego modułu PV może wzrosnąć nawet o 20%. Konsekwencje nieprawidłowego doboru napięcia UC ogranicznika (bez zastosowania współczynnika 1,2) są pokazane na rys. 10.Taka sytuacja może się zdarzyć także w przypadku awarii – przebicia przekształtnika bez wbudowanego transformatora.

 

19a

Rys. 11. Ogólny schemat systemu modułów fotowoltaicznych i ochrony przeciwprzepięciowej; A – AC rozdzielnica pomiarowa (z licznikiem); B – DC rozdzielnica (przed przekształtnikiem); C – AC wyjście przekształtnika; D – PV rozdzielnica pomiędzy modułami PV a przekształtnikiem

 

System PV bez zewnętrznej instalacji odgromowej.

W punktach A i B zainstalowano ograniczniki T2 bez względu na odległości d1 i d2

  • gdy d1 > 10 m, to w punkcie C należy dodać SPD T2;
  • gdy d2 > 10 m, to w punkcie D należy dodać SPD T2.

System PV z izolowanym systemem zewnętrznej ochrony odgromowej.

Pomiędzy instalacją odgromową a modułami PV zachowane są odległości S wg normy IEC62305 (rys. 12). W punkcie A bez względu na odległości d1 i d2 zainstalowano ogranicznik T1, a w punkcie B ogranicznik T2.

  • gdy d1 > 10 m, to w punkcie C należy dodać SPD T2;
  • gdy d2 > 10 m, to w punkcie D należy dodać SPD T2.

 

System PV z nieizolowanym systemem zewnętrznej ochrony odgromowej.

Moduły PV i instalacja odgromowa są ze sobą połączone lub nie są niezachowane odległości S. W każdym przypadku bez względu na odległości muszą być zainstalowane w punkcie A ograniczniki T1, a typ ogranicznika w punkcie B zależy od odległości d2:

  • gdy d2 < 10 m, to w punkcie B trzeba zastosować SPD T2;
  • gdy d2 > 10 m, to w punkcie B trzeba zastosować SPD T1, a w punkcie D należy dodać T1;
  • gdy d1 > 10 m, to w punkcie C należy dodać SPD T2.

 

19b

Rys. 12. Przykład izolowanego systemu ochrony odgromowej

 

 

Dzisiaj większość oferowanych przekształtników wykonanych jest w technologii IGBT (tranzystor bipolarny z izolowaną bramką), która w porównaniu do technologii z transformatorem ma wiele zalet: większa wydajność, mniejszy ciężar, mniejsze wymiary itp. Mają jednak wadę – może nastąpić przebicie napięcia (udar) ze strony AC na stronę DC. Na stronie DC przekształtnika może pojawić się suma napięć UDC+UAC, która może szybko przekroczyć wartość napięcia trwałej pracy ogranicznika – UC, a tym samym doprowadzić do jego zniszczenia.

 

20a

20b

Rys. 13. Przykład dobrego prowadzenia przewodów oraz złego wykonania instalacji ze złączami konektorowymi bez zamocowania

 

 

Dlaczego do takich uszkodzeń i ich skutków w ogóle dochodzi przy nieprawidłowym użytkowaniu? Odpowiedź jest w technologii produkcji dzisiejszych ograniczników (SPD), które spełniają wymagania aktualnych norm. Ogranicznik przepięć (SPD) jest zbudowany z elementu nieliniowego – warystora (MOV – Metal Oxide Varistor) i bezpiecznika termicznego, który przy przeciążeniu – przegrzaniu warystora odłączy ogranicznik z obwodu prądowego. Ta technologia nie jest przewidziana do wyłączeń dużych przeciążeń w obwodach prądu stałego DC, a zatem może pojawić się łuk elektryczny długotrwały (seryjny), który ma inny charakter niż przy prądzie przemiennym. Wartość chwilowa prądu przemiennego co 10 ms osiąga 0, co powoduje, że z dużym prawdopodobieństwem łuk zostanie zgaszony samoistnie. Przy prądzie stałym trzeba łuk elektryczny zgasić za pomocą jego rozciągania (odstępy i specjalne komory gaszące) lub za pomocą innych technik. Przy dużych prądach i napięciach DC odstępy te muszą być bardzo duże i mogą przekraczać gabaryty samych aparatów zabezpieczających. Aktualne ograniczniki przepięć (SPD) tych warunków nie spełniają i niewłaściwe ich użytkowanie może stanowić zagrożenie. W przypadku przepięć wywołanych wyładowaniami atmosferycznymi ogranicznik (SPD) zareaguje prawidłowo i wyłączy obwód w czasie przeciążenia bez pojawienia się łuku elektrycznego. W czasie burzy elektrownia fotowoltaiczna PV pracuje „na minimum” i zarówno napięcie, jak i prąd, nie są aż tak duże, aby były źródłem niebezpiecznego łuku elektrycznego.

 

W normie EN 50539, która jeszcze w Polsce się nie ukazała, istnieje wymóg ograniczania łuku elektrycznego DC, co wymusza na producentach ograniczników stosowania w nich bardzo złożonych mechanicznych odłączników prądu i ograniczników łuku elektrycznego. Wielu producentów aktualnie nie ma w tym zakresie skutecznych rozwiązań.

 

 

...pełna wersja artykułu w EI 03/2013

Zabezpiecz instalację elektrowni słonecznej nowymi wkładkami gPV SIEMENSA

20130312siemens160Bezpieczniki SIEMENSA o charakterystyce gPV, zgodne z nową normą IEC 60269-6, skutecznie chronią całą instalację fotowoltaiczną w przypadku wadliwych modułów lub zwarcia. Bezpieczniki wytrzymują duże wahania temperatury bez uszkodzenia, a ich charakterystyka przepalenia jest dostosowana pod rozwiązania fotowoltaiczne.
Wkładki cylindryczne 3NW6 do 16 A i napięciu znamionowym 1000 V DC stosowane są bezpośrednio do ochrony modułów PV oraz zabezpieczania kabli zasilających. Do ochrony dużych elementów elektrowni słonecznej stosuje się bezpieczniki 3NE1 w wykonaniu nożowym do 400 A i napięciu znamionowym do 1500 V DC. Obudowy rozłączników bezpiecznikowych zapewniają bezpieczeństwo podczas wymiany przepalonych wkładek na nowe. Otwarcie rozłącznika zapewnia również bezpieczną przerwę izolacyjną.
(SIEMENS)

Zabezpieczenia elektrowni fotowoltaicznych w praktyce (1)

Myśląc o elektrowni słonecznej ma się często przed oczami tylko moduły PV. Typowa elektrownia fotowoltaiczna jest jednak bardziej rozbudowana i składa się m.in. z modułów fotowoltaicznych, rozdzielnic z zabezpieczeniami DC, przekształtników, rozdzielnic pomiarowych AC – przystosowanych do podłączenia do sieci energetycznej, specjalnych przewodów i elementów łączących oraz konstrukcji wsporczych. Wszystkie z nich wymagają odpowiednich zabezpieczeń. W pierwszej części artykułu prezentujemy problematykę zabezpieczeń przetężeniowych i przeciwprzepięciowych.

Więcej...

Ochrona kabli i przewodów

Podstawowym elementem każdej instalacji elektrycznej są tworzące ją kable i przewody, które podobnie jak pozostałe urządzenia instalacji mogą ulec uszkodzeniu. Źródłami uszkodzeń przewodów i kabli są najczęściej przeciążenia, zwarcia oraz uszkodzenia mechaniczne. Dlatego przewody należy chronić skutecznymi zabezpieczeniami przetężeniowymi, powodującymi samoczynne wyłączenie w przypadkach zwarć i przeciążeń oraz nieprawidłowej pracy innych urządzeń.

Więcej...

Moduły do monitorowania prądów sekcji fotowoltaicznych Solarcheck

System Solarcheck firmy PHOENIX CONTACT to niezawodne narzędzie do monitorowania prądów sekcji w dużych instalacjach fotowoltaicznych. System może być łatwo zintegrowany z istniejącymi strukturami sieciowymi. Pozwala na szybką identyfikację błędów, jak i kwestii związanych z wydajnością systemu fotowoltaicznego, dzięki czemu konkretne środki zaradcze mogą zostać natychmiast podjęte. Poprawia on niezawodność systemu i zwiększa przychody wygenerowane przez instalację PV.

20121206phoenix650

Więcej...

Elektryczność statyczna

Elektryczność statyczna może być niebezpieczna dla urządzeń elektronicznych, a co najważniejsze, dla ludzi. Jednak w wielu procesach produkcyjnych ładunki elektrostatyczne są celowo generowane dla uzyskania zjawiska tzw. lepkości.


Elektrycznością statyczną nazywany jest zespół zjawisk towarzyszących pojawieniu się niezrównoważonego ładunku elektrycznego na materiałach o małej przewodności, którymi są dielektryki i materiały izolacyjne. Ładunek elektrostatyczny może pojawić się również na odizolowanych od ziemi obiektach przewodzących. Ładunki wytwarzają wokół siebie pole elektrostatyczne, którego natężenie jest tym większe, im wyższa jest wartość ładunków. Jeżeli obiekt jest umieszczony w polu elektrostatycznym, na jego powierzchni może pojawić się niezrównoważony ładunek elektryczny.

Więcej...

Ochrona odgromowa obiektów i przestrzeni otwartych za pomocą piorunochronów z wczesną emisją lidera

W procesie projektowania oraz realizowania inwestycji często dochodzi do dylematów, jakie rozwiązanie techniczne zastosować w danym obiekcie. Intencją autora artykułu jest przedstawienie praktycznych rozwiązań ochrony odgromowej z wykorzystaniem piorunochronów z wczesną emisją lidera jako ochrony odgromowej zewnętrznej – na wybranych przykładach zrealizowanych na terenie województwa kujawsko-pomorskiego.

 

34

 

Według obowiązującego prawa jesteśmy zobowiązani działać zgodnie z przepisami i zasadami wiedzy technicznej. Przy projektowaniu powinniśmy uwzględniać wszystkie okoliczności oraz uwarunkowania dotyczące chronionego obiektu w sposób indywidualny. W ochronie odgromowej często wiele okoliczności przemawia za zastosowaniem niekonwencjonalnego rozwiązania.

 

Więcej...

Wyszukiwarka

like Nowości!

quote Na skróty

like Najczęściej czytane!

like Polecamy!

like Newsletter!

Znajdź nas na facebooku!

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem