εταιρικά νέα για AC SPD για εφαρμογές μετατροπέων: Πλήρης οδηγός για τον σχεδιασμό προστασίας από υπερτάσεις

Τα συστήματα inverter χρησιμοποιούνται ευρέως σε εφαρμογές ηλιακής ενέργειας, αποθήκευσης μπαταριών και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ενώ οι μετατροπείς έχουν σχεδιαστεί για να μετατρέπουν την ισχύ συνεχούς ρεύματος σε χρησιμοποιήσιμο ηλεκτρισμό εναλλασσόμενου ρεύματος, περιέχουν ευαίσθητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα που μπορεί να καταστραφούν από ξαφνικές αιχμές τάσης. Αυτό εγείρει ένα σημαντικό ερώτημα: Χρειάζεστε ένα σύστημα προστασίας από υπέρταση AC για συστήματα μετατροπέα;

Η απάντηση είναι ναι. Ένα προστατευτικό υπέρτασης εναλλασσόμενου ρεύματος είναι μια βασική συσκευή προστασίας που συμβάλλει στη μείωση του κινδύνου αστοχίας του μετατροπέα που προκαλείται από ηλεκτρικές υπερτάσεις από κεραυνούς, μεταγωγή ηλεκτρικού ρεύματος και διαταραχές στο δίκτυο.

Γιατί τα συστήματα μετατροπέων χρειάζονται προστασία από υπερτάσεις AC;

Οι σύγχρονοι μετατροπείς χρησιμοποιούν προηγμένα εξαρτήματα ημιαγωγών όπως IGBT, MOSFET και κυκλώματα ελέγχου. Αυτά τα ηλεκτρονικά μέρη μπορούν να λειτουργήσουν αποτελεσματικά, αλλά είναι πολύ ευαίσθητα σε παροδική υπέρταση.

Οι κοινές πηγές υπερτάσεων περιλαμβάνουν:

1)        Κεραυνός χτυπά κοντά σε κτίρια ή ηλεκτροφόρα καλώδια

2)        Λειτουργίες μεταγωγής δικτύου κοινής ωφέλειας

3)        Ξαφνικές αλλαγές φορτίου στο ηλεκτρικό δίκτυο

4)        Βλάβες στο σύστημα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας

Χωρίς την κατάλληλη προστασία από υπερτάσεις, αυτές οι μεταβατικές τάσεις μπορούν να εισέλθουν μέσω της πλευράς εξόδου AC του μετατροπέα και να καταστρέψουν τα εσωτερικά κυκλώματα, μειώνοντας την αξιοπιστία του συστήματος και αυξάνοντας το κόστος συντήρησης.

Ένα προστατευτικό υπέρτασης εναλλασσόμενου ρεύματος για συστήματα μετατροπέα λειτουργεί ανιχνεύοντας μη φυσιολογικές αυξήσεις τάσης και εκτρέποντας γρήγορα την υπερβολική ενέργεια υπέρτασης μακριά από τον ευαίσθητο εξοπλισμό.

Πού πρέπει να εγκατασταθεί ένα AC Surge Protector;

Η θέση εγκατάστασης μιας συσκευής προστασίας από υπέρταση AC (SPD) είναι κρίσιμη για αποτελεσματική προστασία.

Για τις περισσότερες εφαρμογές μετατροπέα, το AC SPD είναι εγκατεστημένο:

Σύνδεση δικτύου→Κύριος Πίνακας Διανομής→Προστατευτικό AC Surge Protector→Έξοδος εναλλασσόμενου ρεύματος μετατροπέα

Η εγκατάσταση του SPD κοντά στον μετατροπέα συμβάλλει στη μείωση του μήκους σύνδεσης και στη μείωση της σύνθετης αντίστασης της διαδρομής προστασίας. Η κοντύτερη καλωδίωση επιτρέπει την αποτελεσματικότερη εκφόρτιση της υπέρτασης ενέργειας.

Για μεγαλύτερα ηλιακά συστήματα ή συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, ενδέχεται να απαιτούνται πολλαπλά επίπεδα προστασίας από υπερτάσεις:

1)        Τύπος 1 SPD: Χρησιμοποιείται στην κύρια είσοδο ρεύματος, ειδικά όπου υπάρχουν εξωτερικά συστήματα αντικεραυνικής προστασίας.

2)        Τύπος 2 SPD: Συνήθως εγκαθίσταται στην πλευρά εναλλασσόμενου ρεύματος των μετατροπέων για προστασία από προκαλούμενες υπερτάσεις κεραυνών και μεταβατικές αλλαγές.

3)        Τύπος 3 SPD: Χρησιμοποιείται για ευαίσθητο ηλεκτρονικό εξοπλισμό που απαιτεί πρόσθετη προστασία.

Τι τύπος προστασίας από υπέρταση εναλλασσόμενου ρεύματος είναι κατάλληλος για έναν μετατροπέα;

Η επιλογή του σωστού SPD AC εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένου του επιπέδου τάσης, του συστήματος γείωσης και του περιβάλλοντος εγκατάστασης.

Οι σημαντικές παράμετροι περιλαμβάνουν:

1.      Μέγιστη τάση συνεχούς λειτουργίας (Uc)

Το Uc ορίζει τη μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει συνεχώς το SPD. Η επιλεγμένη τιμή πρέπει να ταιριάζει με την τάση του συστήματος AC του μετατροπέα.

2.      Επίπεδο προστασίας τάσης (Πάνω)

Το Up δείχνει την τάση που απομένει μετά τη λειτουργία του SPD. Μια χαμηλότερη τιμή Up παρέχει καλύτερη προστασία για τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά του μετατροπέα.

3.      Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης (In) και μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης (Imax)

Αυτές οι παράμετροι περιγράφουν την ικανότητα ρεύματος υπέρτασης του SPD. Οι υψηλότερες τιμές γενικά υποδεικνύουν ισχυρότερη ικανότητα διαχείρισης ενέργειας υπέρτασης.

4.      Αξιολόγηση ρεύματος βραχυκυκλώματος (SCCR / ISCCR)

Το SPD πρέπει να είναι κατάλληλο για το διαθέσιμο ρεύμα βραχυκυκλώματος στο σημείο εγκατάστασης για να διασφαλίζεται η ασφαλής λειτουργία υπό συνθήκες σφάλματος.

Μπορεί ένας μετατροπέας να λειτουργήσει χωρίς προστατευτικό υπέρτασης AC;

Ένας μετατροπέας μπορεί να λειτουργήσει χωρίς SPD AC, αλλά το σύστημα είναι πιο ευάλωτο σε ηλεκτρικές διαταραχές.

Πολλές βλάβες του μετατροπέα δεν προκαλούνται από κανονική λειτουργία αλλά από απροσδόκητα παροδικά συμβάντα. Ένα μόνο κύμα που σχετίζεται με κεραυνούς μπορεί να καταστρέψει τις πλακέτες ελέγχου, τις διεπαφές επικοινωνίας και τις μονάδες ισχύος, με αποτέλεσμα δαπανηρές επισκευές ή διακοπές λειτουργίας.

Σε σύγκριση με το κόστος αντικατάστασης ενός μετατροπέα, η εγκατάσταση ενός προστατευτικού από υπέρταση AC είναι μια σχετικά μικρή επένδυση που βελτιώνει τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία του συστήματος.

Η προστασία από υπέρταση εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ένα σημαντικό μέρος του σχεδιασμού του συστήματος μετατροπέα

Η προστασία από υπερτάσεις δεν πρέπει να θεωρείται προαιρετικό εξάρτημα για συστήματα μετατροπέα. Είτε χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις ηλιακών φωτοβολταϊκών, σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών ή σε βιομηχανικές εφαρμογές ισχύος, ένα προστατευτικό από υπέρταση AC παρέχει ένα επιπλέον επίπεδο ασφάλειας έναντι απρόβλεπτων υπερτάσεων.

Ένα σωστά επιλεγμένο και σωστά εγκατεστημένο SPD συμβάλλει στην παράταση της διάρκειας ζωής του μετατροπέα, στη βελτίωση της διαθεσιμότητας του συστήματος και στην προστασία του πολύτιμου ηλεκτρικού εξοπλισμού.

Συχνές Ερωτήσεις

1.      Χρειάζονται όλοι οι ηλιακοί μετατροπείς προστασία από υπερτάσεις AC;

Τα περισσότερα ηλιακά συστήματα και μετατροπείς αποθήκευσης ενέργειας επωφελούνται από προστασία από υπερτάσεις AC, ειδικά εγκαταστάσεις που εκτίθενται σε κεραυνική δραστηριότητα ή ασταθή δίκτυα.

2.      Πού είναι εγκατεστημένο το AC SPD σε ένα σύστημα μετατροπέα;

Το AC SPD συνήθως εγκαθίσταται μεταξύ της εξόδου AC του μετατροπέα και του πίνακα διανομής ή του σημείου σύνδεσης στο δίκτυο.

3.      Ποιο πρότυπο ισχύει για τα προστατευτικά υπέρτασης AC;

Οι συσκευές προστασίας από υπέρταση χαμηλής τάσης αξιολογούνται συνήθως σύμφωνα με διεθνή πρότυπα όπως το IEC 61643-11.