تستخدم قواطع الدوائر المصغرة DC الكهروضوئية كتوزيع للطاقة الكهروضوئية ، ودور قواطع الدوائر المصغرة DC بارز بشكل خاص. إذن كيف يمكننا استخدام قواطع دوائر التيار المستمر بأمان؟
1. تحقق مما إذا كانت الأسلاك صحيحة بعد توصيل قاطع الدائرة المصغر DC. يمكن التحقق من ذلك باستخدام زر الاختبار. إذا كان من الممكن فصل قاطع الدائرة بشكل صحيح ، فهذا يعني أن واقي التسرب مثبت بشكل صحيح ؛ خلاف ذلك ، يجب فحص الدائرة للقضاء على الخطأ ؛
2. بعد فصل قاطع الدائرة بسبب ماس كهربائى الخط ، من الضروري التحقق من جهات الاتصال. إذا كان الاتصال الأساسي مصابا بحروق شديدة أو يحتوي على حفر ، فيجب إصلاحه ؛ يجب توصيل قاطع دائرة التسرب رباعي الأقطاب (DZ47LE ، TX47LE) بالخط المحايد. لجعل الدائرة الإلكترونية تعمل بشكل صحيح ؛
3. بعد تشغيل قاطع دائرة التسرب ، يجب على المستخدم التحقق مما إذا كان قاطع الدائرة يعمل عادة من خلال زر الاختبار في كل مرة بعد مرور بعض الوقت ؛ يتم تعيين خصائص التسرب والحمل الزائد وحماية الدائرة القصيرة لقاطع الدائرة من قبل الشركة المصنعة ولا يمكن تعديلها حسب الرغبة حتى لا تؤثر على الأداء ؛
4. تتمثل وظيفة زر الاختبار في التحقق من حالة تشغيل قاطع الدائرة في حالة الإغلاق والطاقة بعد تثبيته أو تشغيله حديثا لفترة معينة. اضغط على زر الاختبار ؛ يمكن فصل قاطع الدائرة ، مما يشير إلى أن العملية منتظمة ويمكن الاستمرار في استخدامها ؛ إذا تعذر فصل قاطع الدائرة ، فهذا يشير إلى أن قاطع الدائرة أو الدائرة معيبة وتحتاج إلى إصلاح ؛
5. إذا تم فصل قاطع الدائرة بسبب فشل الدائرة المحمية ، فإن مقبض التشغيل يكون في وضع التعثر. بعد معرفة السبب والقضاء على الخطأ ، يجب سحب مقبض التشغيل لأسفل أولا لجعل آلية التشغيل "إعادة مشبك" قبل إجراء عملية الإغلاق ؛
6. يجب أن تمر أسلاك الحمل الخاصة بقاطع دائرة التسرب عبر نهاية الحمل لقاطع الدائرة. لا يسمح لأي خط طور أو خط صفر من الحمل لا يمر عبر قاطع دائرة التسرب. خلاف ذلك ، فإنه سوف يسبب "تسرب" اصطناعي ويتسبب في فشل قاطع الدائرة في الإغلاق ، مما يؤدي إلى "خطأ".
نظرا للتحسين المستمر لتكنولوجيا قواطع الدوائر الكهروضوئية DC ،
كيف يعمل قاطع الدائرة الكهروضوئية DC في النظام الكهروضوئي؟
لفهم سير عمل قاطع دائرة التيار المستمر الكهروضوئي ، من الضروري أولا فهم سير عمل النظام الكهروضوئي بأكمله:
عندما يعمل نظام DC الكهروضوئي ، فإنه يعتمد على وظيفة المجموعة المربعة للوحدة الشمسية لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية كافية. تحت تأثير وحدة التحكم الكهروضوئية ، يتم تثبيت جهد الإخراج ، ويتم تحقيق الاتصال بنظام التيار المستمر. لنفترض أن خرج الجهد بواسطة الوحدة الشمسية يلبي متطلبات الجهد لنظام التيار المستمر. في هذه الحالة ، سيتم فصل موصل التيار المتردد الموجود في نهاية إدخال الشاحن تلقائيا تحت سيطرة وحدة التحكم الكهروضوئية ، وسيكمل مصدر الطاقة الكهروضوئي إمدادات الطاقة إلى نظام التيار المستمر للمحطة الفرعية. في المقابل ، لنفترض أن جهد الإخراج لا يمكنه تلبية متطلبات الجهد لنظام DC. في هذه الحالة ، سيتوقف عمل الإخراج تلقائيا تحت سيطرة وحدة التحكم الكهروضوئية ، وفي الوقت نفسه ، سيتم أيضا إغلاق موصل التيار المتردد في نهاية إدخال الشاحن. في هذا الوقت ، يكمل الشاحن أعمال إمداد الطاقة لنظام DC للمحطة الفرعية. تعمل وحدة التحكم الكهروضوئية والشاحن بالتناوب بموجب مبدأ العمل هذا لتحقيق التبديل التلقائي.
تتكون قواطع دوائر التيار المستمر الكهروضوئية عموما من نظام اتصال ، ونظام إطفاء قوس ، وآلية تشغيل ، وإطلاق ، وغلاف.
مبدأ عمل قاطع الدائرة الكهروضوئية هو كما يلي:
تتمثل وظيفة قاطع دائرة التيار المستمر في قطع دائرة التحميل وتوصيلها ، وقطع دائرة الخطأ ، ومنع الحادث من التوسع ، وضمان التشغيل الآمن. يحتاج قاطع الدائرة عالي الجهد إلى كسر أقواس 1500V بتيار 1500-2000A. يمكن تمديد هذه الأقواس إلى 2 متر والاستمرار في الاحتراق دون أن تنطفئ. لذلك ، يعد إطفاء القوس مشكلة يجب على قواطع الدوائر عالية الجهد حلها. مبدأ نفخ القوس وإطفاء القوس هو أساسا لتبريد القوس للحد من التفكك الحراري.
من ناحية أخرى ، قم بإطالة القوس عن طريق نفخ الزاوية لتعزيز إعادة تركيب ونشر الجسيمات المشحونة. في الوقت نفسه ، يتم تفجير الجسيمات المشحونة في فجوة القوس ، ويتم استعادة قوة العزل الكهربائي للوسط بسرعة. يمكن استخدام قواطع الدوائر ذات الجهد المنخفض ، والمعروفة أيضا باسم مفاتيح الهواء الأوتوماتيكية ، لتشغيل الدوائر وتفريغها ويمكن استخدامها أيضا للتحكم في المحركات التي تبدأ بشكل غير منتظم. وظيفتها تعادل مجموع بعض أجزاء الأجهزة الكهربائية مثل مفتاح السكين ، ترحيل التيار الزائد ، مرحل فقدان الجهد ، التتابع الحراري ، وحامي التسرب. لذلك ، فهو جهاز كهربائي وقائي أساسي في شبكة التوزيع ذات الجهد المنخفض.
1. يجب أن يركز تيار العمل المقنن ، وجهد العمل المقنن ، وقدرة كسر قاطع الدائرة على جهد العمل المقنن والعمل المقنن حاليا في النظام الكهروضوئي. وينبغي استخدام سعة الكسر كفهرس مرجعي. يجب أن يضمن اختيار جهد العمل المقنن والتيار المقنن أن تكون حماية قاطع الدائرة موثوقة ولا تحتوي على أي عطل. يعتمد اختيار قواطع الدوائر في الأنظمة الكهروضوئية بشكل أساسي على معلمات الوحدات ، وعدد السلاسل ، والارتفاع ، وذروة الإشعاع ، ودرجة الحرارة الضحلة ، والهامش ، وما إلى ذلك. معلمات الوحدات وعدد الأسطر هي أساس الحساب الأساسي. الطول ، ذروة الإشعاع ، يجب النظر في درجة الحرارة الخارجية جنبا إلى جنب مع قياس هامش التصميم. يرتبط جهد العمل المقنن بشكل أساسي مباشرة بمعلمات المكون وعدد السلاسل ، ويتم النظر في الارتفاع ودرجة الحرارة المنخفضة في هامش التصميم. يعتبر تيار العمل المقنن مع قيمة ذروة الإشعاع والهامش التجريبي. تعتمد أفكار الاختيار لدينا على جهد العمل المقنن والعمل المقنن حاليا. أولا ، دعنا نتحدث عن جهد النظام ، ثم نتحدث عن التيار.
2. نختار وحدة نمطية من مصنع وحدات محلي معروف حصل على شهادة UL1500V كعينة مرجعية للحساب ؛ طاقة الوحدة هي 550W إلى 530W ، وكفاءة الوحدة أكبر من 20٪. تجدر الإشارة إلى أن معلمات العينة لمصنع المكونات هي AM1.5 في الغلاف الجوي ، والإشعاع 1000W / m² ، ودرجة الحرارة 25 درجة مئوية. لذلك ، تختلف بيانات ذروة الحقل تماما عن الشروط المذكورة أعلاه ، وهو أمر بالغ الأهمية في حساب جانب تصميم الهامش. يركز اختيار معلمة المكون على ثلاث معلمات رئيسية للمكون: 1. الحد الأقصى لجهد التشغيل. 2. الحد الأقصى للعمل الحالي؛ 3. الحد الأقصى للجهد المفتوح الدائرة.
أولا ، دعنا نناقش حساب الجهد:
الجدول 1: جدول معلمات الوحدة الكهروضوئية
بيانات الاختبار المؤشرات البيئية: (الغلاف الجوي AM1.5 ، الإشعاع 1000 واط / متر مربع ، درجة الحرارة 25 درجة مئوية)
التأثير الأساسي لجهد النظام هو ترتيب المكونات وعدد الوحدات في سلسلة واحدة. يجب أن تكون القيمة الأساسية لنظام DC1500V هي تحسين كفاءة النظام وتقليل تكلفة نقل التيار المستمر والعاكس بشكل فعال. في الوقت الحاضر ، يستخدم ترتيب المكونات أحادي السلسلة السائد لدينا 2 * 11 أكثر ، وهذا الحل هو الحل الأمثل للتكلفة في الوقت الحالي. لا يغير نظام DC1500V التصميم على جانب توليد الطاقة وجانب التيار المتردد ، لذلك يجب أن يحتفظ حل DC1500V بالحل السائد الحالي لترتيب المكونات وزيادة عدد كتل السلسلة الواحدة لتحقيق جهد أعلى للنظام. بناء على الأسباب المذكورة أعلاه ، نوصي بأن يكون أفضل حل لترتيب السلسلة وعدد كتل نظام DC1500V هو 2 * 13 بحيث استنادا إلى المفتاح دون تغيير صفيف الوحدة النمطية ، من الممكن تحقيق كفاءة أكبر في الجوانب الثلاثة للكابلات وصناديق الدمج والمحولات - تقليل التكلفة. إذا حددنا عدد كتل المكونات في سلسلة واحدة ، فإن جهد النظام خلفها مثالي.
الجدول 2: الجهد المرجعي لسلسلة 26 وحدة
بيانات الاختبار المؤشرات البيئية: (الغلاف الجوي AM1.5 ، الإشعاع 1000 واط / متر مربع ، درجة الحرارة 25 درجة مئوية)
هل الأرقام الواردة في الجدول 2 هي القمم الفعلية؟ لسوء الحظ ، هذا ليس هو الحال. هناك عاملان رئيسيان يؤثران على جهد النظام. الارتفاع ودرجة الحرارة ، تتم مناقشة أداء إطفاء القوس لقاطع الدائرة لأول مرة من الحجم. التحدي الأكبر لمشكلة الجهد لقاطع الدائرة هو إطفاء القوس. كلما ارتفع الجهد ، زادت صعوبة. تعتمد البيئة التجريبية لمعلمات قاطع الدائرة على معيار AM في الغلاف الجوي على ارتفاع 2000 متر. فوق 2000 متر ، يكون الهواء رقيقا نسبيا ، وتنخفض قدرة إطفاء القوس لقاطع الدائرة خطيا مع زيادة الارتفاع. لراحة الحساب ، يتم تحويله إلى عامل خفض التصنيف لجهد العمل المقنن. وفقا لتحليل البيانات الذي تم جمعه لسنوات عديدة ، يتراوح ارتفاع محطات الطاقة الأرضية واسعة النطاق في الصين من 1500 إلى 3000 متر ، لذلك يوصى بالنظر في 10٪ في هامش تصميم خفض الارتفاع ، والذي يمكن أن يغطي ارتفاع معظم المشاريع.
بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر درجة الحرارة المحيطة بشكل كبير على الجهد الناتج للمكون. يحتوي جهد خرج المكون بين 25 درجة مئوية و -10 درجات مئوية على منحنى ارتفاع حاد ، ويتغير ارتفاع الجهد أقل بعد -10 درجات مئوية. معامل درجة حرارة الجهد للمكون هو -0.36٪ / k (تختلف الشركات المصنعة المختلفة قليلا). من حيث هامش معامل درجة الحرارة ، نوصي بالنظر في 42 * 0.36 ٪ = 15.12 ٪. نوصي بالنظام فيما يتعلق باعتباري الهامش للارتفاع ودرجة الحرارة. هامش تصميم الجهد هو 20٪. فيما يلي جهد النظام الموصى به بعد تصحيح الهامش:
الجدول 3: جهد تصحيح النظام لمكونات الطاقة المختلفة للنظام الكهروضوئي DC1500V
من الجدول أعلاه ، وجدنا أنه باستخدام بيانات الذروة لحساب أن الحد الأقصى لجهد التشغيل للنظام أقل من 1320 فولت ، يمكن لقاطع الدائرة الكهروضوئية بجهد تشغيل مقنن يبلغ DC1500V تلبية متطلبات النظام. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة لتصحيح النظام يتجاوز الحد الأقصى لجهد العمل الفعال المقنن لقاطع الدائرة بنسبة 1.5٪. على الرغم من أن هذه ليست سوى النتيجة المصححة ولا تمثل قيمة الذروة الفعلية ، إلا أن جهد الدائرة المفتوحة سيتجاوز الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة لقاطع الدائرة بعد أن يتجاوز الارتفاع 3000 متر. لذلك ، يجب ألا يتجاوز جهد العمل الفعال جهد الدائرة المفتوحة للنظام الحد الأقصى لجهد العمل الفعال لقاطع الدائرة هو القاعدة الأساسية لاختيارنا.
ثانيا: دعونا نلقي نظرة على اختيار التيار. طريقة الحساب السريع لأخذ القيمة المثلى لقاطع الدائرة بعد حساب كل سلسلة من 12A في نظام DC1000V هي الطريقة السائدة. لا يوجد شيء خاطئ في طريقة الحساب في نظام DC1500V ، ولكن لم يعد من الممكن استخدام هذه النتيجة. تحسين كفاءة الوحدة هو السبب الرئيسي لانخفاض أسعار الوحدات في السنوات الأخيرة. أي ، ارتفاع إنتاج الطاقة في نفس منطقة الوحدة ، لا تزيد مساحة الوحدة النمطية - ومع ذلك ، تزداد الطاقة ، مما سيؤدي حتما إلى زيادة جهد الوحدة والناتج الحالي عند 400 واط. في الأنظمة الكهروضوئية المذكورة أعلاه ، من الضروري النظر تدريجيا في زيادة تيار العمل المقنن لقاطع الدائرة. الزيادة الأخيرة لا علاقة لها بنظام DC1500V أو DC1000V. هذه مشكلة ناجمة عن تحسين معلمات الإخراج للمكونات.
الجدول 4: جدول حساب الحد الأقصى للتيار التشغيلي
لحساب الاختيار الحالي لقواطع الدوائر الكهروضوئية ، نوصي بخوارزمية سريعة ومباشرة للحد الأقصى الاسمي لتيار العمل للوحدة * 150٪. في عام 2016 ، أظهرت نتائج مسح المتابعة أن تصميم الهامش التجريبي بنسبة 130٪ هو قيمة حرجة ، عرضة للرحلات الخاطئة. حادث.
هناك ثلاثة أسباب للهامش الموصى به بنسبة 50٪ لقواطع الدائرة:
. تأثير الإشعاع: المعلمة الحالية للوحدة هي المعيار للإشعاع من 1000W / m². تبلغ ذروة الإشعاع في المناطق ذات ظروف التشعيع الجيدة حوالي 1200 واط / متر مربع ، وتستهلك ما لا يقل عن 20٪ من هامش التصميم. يمكن الوصول إليها للإرسال الفائق.
. بيئة تركيب المعدات قاسية نسبيا ، وتبديد الحرارة ضعيف ، ودرجة الحرارة الداخلية للمعدات عالية جدا ، مما يؤثر على خفض تصنيف قاطع الدائرة. وجد القياس الميداني أن أعلى درجة حرارة تجاوزت 70 درجة مئوية.
. هناك فرق كبير في التحكم في ارتفاع درجة الحرارة لقواطع الدوائر الكهربائية لمختلف الشركات المصنعة. يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة قواطع الدوائر الكهروضوئية لدينا بعد توصيلها في سلسلة 60K ، بشكل عام فوق 70K. المنتجات غير المؤهلة التي تتجاوز 80K تحظى بشعبية أيضا. السبب الرئيسي لارتفاع درجة الحرارة التي تتجاوز 80K هو اتصال السلسلة. لا يتم استخدام جزء من طريقة اللحام ، وتسخين مسامير قضيب النحاس مرتفع جدا.
في عام 2012 ، كان منتج قاطع الدائرة الكوري للعلامة التجارية في المنطقة الشمالية الغربية لا يزال يتذكر بوضوح لأن ارتفاع درجة حرارة السلسلة لا يمكن أن يلبي استخدام الرحلات الكاذبة واسعة النطاق. لذلك ، فإن اختيار التصميم الدقيق الموصى به للهامش الحالي هو 30٪ هامش تجريبي + (ذروة الإشعاع / 1000-1) * 100٪ = هامش التصميم الحالي الفعلي للمشروع ، ويتم حساب الحساب البسيط والسريع وفقا ل 50٪.
أخيرا ، ملخص: يوصي نظام DC1500V الكهروضوئي بوحدة أحادية السلسلة من 2 * 13 = 26 قطعة. الجهد التشغيلي لصندوق الدمج وقاطع دائرة مدخل العاكس هو DC1500V ، والحد الأدنى للتيار هو 500A. بالنسبة لطرق الاتصال غير الملحومة مثل الصف، يوصى بتحديد تيار أعلى إلى 630A. يوصى باستخدام معلمات الذروة كأساس حسابي لاختيار قواطع الدوائر الكهروضوئية.
1. تحقق مما إذا كانت الأسلاك صحيحة بعد توصيل قاطع الدائرة المصغر DC. يمكن التحقق من ذلك باستخدام زر الاختبار. إذا كان من الممكن فصل قاطع الدائرة بشكل صحيح ، فهذا يعني أن واقي التسرب مثبت بشكل صحيح ؛ خلاف ذلك ، يجب فحص الدائرة للقضاء على الخطأ ؛
2. بعد فصل قاطع الدائرة بسبب ماس كهربائى الخط ، من الضروري التحقق من جهات الاتصال. إذا كان الاتصال الأساسي مصابا بحروق شديدة أو يحتوي على حفر ، فيجب إصلاحه ؛ يجب توصيل قاطع دائرة التسرب رباعي الأقطاب (DZ47LE ، TX47LE) بالخط المحايد. لجعل الدائرة الإلكترونية تعمل بشكل صحيح ؛
3. بعد تشغيل قاطع دائرة التسرب ، يجب على المستخدم التحقق مما إذا كان قاطع الدائرة يعمل عادة من خلال زر الاختبار في كل مرة بعد مرور بعض الوقت ؛ يتم تعيين خصائص التسرب والحمل الزائد وحماية الدائرة القصيرة لقاطع الدائرة من قبل الشركة المصنعة ولا يمكن تعديلها حسب الرغبة حتى لا تؤثر على الأداء ؛
4. تتمثل وظيفة زر الاختبار في التحقق من حالة تشغيل قاطع الدائرة في حالة الإغلاق والطاقة بعد تثبيته أو تشغيله حديثا لفترة معينة. اضغط على زر الاختبار ؛ يمكن فصل قاطع الدائرة ، مما يشير إلى أن العملية منتظمة ويمكن الاستمرار في استخدامها ؛ إذا تعذر فصل قاطع الدائرة ، فهذا يشير إلى أن قاطع الدائرة أو الدائرة معيبة وتحتاج إلى إصلاح ؛
5. إذا تم فصل قاطع الدائرة بسبب فشل الدائرة المحمية ، فإن مقبض التشغيل يكون في وضع التعثر. بعد معرفة السبب والقضاء على الخطأ ، يجب سحب مقبض التشغيل لأسفل أولا لجعل آلية التشغيل "إعادة مشبك" قبل إجراء عملية الإغلاق ؛
6. يجب أن تمر أسلاك الحمل الخاصة بقاطع دائرة التسرب عبر نهاية الحمل لقاطع الدائرة. لا يسمح لأي خط طور أو خط صفر من الحمل لا يمر عبر قاطع دائرة التسرب. خلاف ذلك ، فإنه سوف يسبب "تسرب" اصطناعي ويتسبب في فشل قاطع الدائرة في الإغلاق ، مما يؤدي إلى "خطأ".
نظرا للتحسين المستمر لتكنولوجيا قواطع الدوائر الكهروضوئية DC ،
كيف يعمل قاطع الدائرة الكهروضوئية DC في النظام الكهروضوئي؟
لفهم سير عمل قاطع دائرة التيار المستمر الكهروضوئي ، من الضروري أولا فهم سير عمل النظام الكهروضوئي بأكمله:
عندما يعمل نظام DC الكهروضوئي ، فإنه يعتمد على وظيفة المجموعة المربعة للوحدة الشمسية لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية كافية. تحت تأثير وحدة التحكم الكهروضوئية ، يتم تثبيت جهد الإخراج ، ويتم تحقيق الاتصال بنظام التيار المستمر. لنفترض أن خرج الجهد بواسطة الوحدة الشمسية يلبي متطلبات الجهد لنظام التيار المستمر. في هذه الحالة ، سيتم فصل موصل التيار المتردد الموجود في نهاية إدخال الشاحن تلقائيا تحت سيطرة وحدة التحكم الكهروضوئية ، وسيكمل مصدر الطاقة الكهروضوئي إمدادات الطاقة إلى نظام التيار المستمر للمحطة الفرعية. في المقابل ، لنفترض أن جهد الإخراج لا يمكنه تلبية متطلبات الجهد لنظام DC. في هذه الحالة ، سيتوقف عمل الإخراج تلقائيا تحت سيطرة وحدة التحكم الكهروضوئية ، وفي الوقت نفسه ، سيتم أيضا إغلاق موصل التيار المتردد في نهاية إدخال الشاحن. في هذا الوقت ، يكمل الشاحن أعمال إمداد الطاقة لنظام DC للمحطة الفرعية. تعمل وحدة التحكم الكهروضوئية والشاحن بالتناوب بموجب مبدأ العمل هذا لتحقيق التبديل التلقائي.
تتكون قواطع دوائر التيار المستمر الكهروضوئية عموما من نظام اتصال ، ونظام إطفاء قوس ، وآلية تشغيل ، وإطلاق ، وغلاف.
مبدأ عمل قاطع الدائرة الكهروضوئية هو كما يلي:
- عندما تحدث دائرة كهربائية قصيرة ، يتغلب المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكبير (عادة من 10 إلى 12 مرة) على نابض قوة التفاعل.
- يسحب الإصدار آلية التشغيل للعمل.
- يسافر المفتاح على الفور.
تتمثل وظيفة قاطع دائرة التيار المستمر في قطع دائرة التحميل وتوصيلها ، وقطع دائرة الخطأ ، ومنع الحادث من التوسع ، وضمان التشغيل الآمن. يحتاج قاطع الدائرة عالي الجهد إلى كسر أقواس 1500V بتيار 1500-2000A. يمكن تمديد هذه الأقواس إلى 2 متر والاستمرار في الاحتراق دون أن تنطفئ. لذلك ، يعد إطفاء القوس مشكلة يجب على قواطع الدوائر عالية الجهد حلها. مبدأ نفخ القوس وإطفاء القوس هو أساسا لتبريد القوس للحد من التفكك الحراري.
من ناحية أخرى ، قم بإطالة القوس عن طريق نفخ الزاوية لتعزيز إعادة تركيب ونشر الجسيمات المشحونة. في الوقت نفسه ، يتم تفجير الجسيمات المشحونة في فجوة القوس ، ويتم استعادة قوة العزل الكهربائي للوسط بسرعة. يمكن استخدام قواطع الدوائر ذات الجهد المنخفض ، والمعروفة أيضا باسم مفاتيح الهواء الأوتوماتيكية ، لتشغيل الدوائر وتفريغها ويمكن استخدامها أيضا للتحكم في المحركات التي تبدأ بشكل غير منتظم. وظيفتها تعادل مجموع بعض أجزاء الأجهزة الكهربائية مثل مفتاح السكين ، ترحيل التيار الزائد ، مرحل فقدان الجهد ، التتابع الحراري ، وحامي التسرب. لذلك ، فهو جهاز كهربائي وقائي أساسي في شبكة التوزيع ذات الجهد المنخفض.
1. يجب أن يركز تيار العمل المقنن ، وجهد العمل المقنن ، وقدرة كسر قاطع الدائرة على جهد العمل المقنن والعمل المقنن حاليا في النظام الكهروضوئي. وينبغي استخدام سعة الكسر كفهرس مرجعي. يجب أن يضمن اختيار جهد العمل المقنن والتيار المقنن أن تكون حماية قاطع الدائرة موثوقة ولا تحتوي على أي عطل. يعتمد اختيار قواطع الدوائر في الأنظمة الكهروضوئية بشكل أساسي على معلمات الوحدات ، وعدد السلاسل ، والارتفاع ، وذروة الإشعاع ، ودرجة الحرارة الضحلة ، والهامش ، وما إلى ذلك. معلمات الوحدات وعدد الأسطر هي أساس الحساب الأساسي. الطول ، ذروة الإشعاع ، يجب النظر في درجة الحرارة الخارجية جنبا إلى جنب مع قياس هامش التصميم. يرتبط جهد العمل المقنن بشكل أساسي مباشرة بمعلمات المكون وعدد السلاسل ، ويتم النظر في الارتفاع ودرجة الحرارة المنخفضة في هامش التصميم. يعتبر تيار العمل المقنن مع قيمة ذروة الإشعاع والهامش التجريبي. تعتمد أفكار الاختيار لدينا على جهد العمل المقنن والعمل المقنن حاليا. أولا ، دعنا نتحدث عن جهد النظام ، ثم نتحدث عن التيار.
2. نختار وحدة نمطية من مصنع وحدات محلي معروف حصل على شهادة UL1500V كعينة مرجعية للحساب ؛ طاقة الوحدة هي 550W إلى 530W ، وكفاءة الوحدة أكبر من 20٪. تجدر الإشارة إلى أن معلمات العينة لمصنع المكونات هي AM1.5 في الغلاف الجوي ، والإشعاع 1000W / m² ، ودرجة الحرارة 25 درجة مئوية. لذلك ، تختلف بيانات ذروة الحقل تماما عن الشروط المذكورة أعلاه ، وهو أمر بالغ الأهمية في حساب جانب تصميم الهامش. يركز اختيار معلمة المكون على ثلاث معلمات رئيسية للمكون: 1. الحد الأقصى لجهد التشغيل. 2. الحد الأقصى للعمل الحالي؛ 3. الحد الأقصى للجهد المفتوح الدائرة.
أولا ، دعنا نناقش حساب الجهد:
| شركة الاتصالات السعودية | STPXXXS-C72/Vmh | ||||
| طاقة الذروة لشركة الاتصالات السعودية (Pmax) | 550 واط | 545 واط | 540 واط | 535 واط | 530 واط |
| أفضل جهد العمل (Vmp) | 42.05 فولت | 41.87 فولت | 41.75 فولت | 41.57 فولت | 41.39 فولت |
| أفضل تيار عمل (lmp) | 13.08 أمبير | 13.02 أمبير | 12.94 أمبير | 12.87 أمبير | 12.81 أمبير |
| جهد الدائرة المفتوحة (Voc) | 49.88 فولت | 49.69 فولت | 49.54 فولت | 49.39 فولت | 49.24 فولت |
| تيار الدائرة القصيرة (ISC) | 14.01 أمبير | 13.96 أمبير | 13.89 أمبير | 13.83 أمبير | 13.76 أمبير |
| كفاءة تحويل المكونات | 21.3% | 21.1% | 20.9% | 20.7% | 20.5% |
| درجة حرارة تشغيل المكونات | -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية | ||||
| الحد الأقصى لجهد النظام | 1500 فولت تيار مستمر (IEC) | ||||
| الحد الأقصى لتصنيف سلسلة الصمامات الحالية | 25 أمبير | ||||
| تحمل الطاقة | 0/+5 واط | ||||
الجدول 1: جدول معلمات الوحدة الكهروضوئية
بيانات الاختبار المؤشرات البيئية: (الغلاف الجوي AM1.5 ، الإشعاع 1000 واط / متر مربع ، درجة الحرارة 25 درجة مئوية)
التأثير الأساسي لجهد النظام هو ترتيب المكونات وعدد الوحدات في سلسلة واحدة. يجب أن تكون القيمة الأساسية لنظام DC1500V هي تحسين كفاءة النظام وتقليل تكلفة نقل التيار المستمر والعاكس بشكل فعال. في الوقت الحاضر ، يستخدم ترتيب المكونات أحادي السلسلة السائد لدينا 2 * 11 أكثر ، وهذا الحل هو الحل الأمثل للتكلفة في الوقت الحالي. لا يغير نظام DC1500V التصميم على جانب توليد الطاقة وجانب التيار المتردد ، لذلك يجب أن يحتفظ حل DC1500V بالحل السائد الحالي لترتيب المكونات وزيادة عدد كتل السلسلة الواحدة لتحقيق جهد أعلى للنظام. بناء على الأسباب المذكورة أعلاه ، نوصي بأن يكون أفضل حل لترتيب السلسلة وعدد كتل نظام DC1500V هو 2 * 13 بحيث استنادا إلى المفتاح دون تغيير صفيف الوحدة النمطية ، من الممكن تحقيق كفاءة أكبر في الجوانب الثلاثة للكابلات وصناديق الدمج والمحولات - تقليل التكلفة. إذا حددنا عدد كتل المكونات في سلسلة واحدة ، فإن جهد النظام خلفها مثالي.
| طاقة المكونات | 550Wp | 545Wp | 540 واط | 535 واط | 530 واط |
| الحد الأقصى لجهد العمل | 1093.3 | 1088.62 | 1085.5 | 1080.82 | 1076.14 |
| الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة | 1296.88 | 1291.94 | 1288.04 | 1284.14 | 1280.24 |
الجدول 2: الجهد المرجعي لسلسلة 26 وحدة
بيانات الاختبار المؤشرات البيئية: (الغلاف الجوي AM1.5 ، الإشعاع 1000 واط / متر مربع ، درجة الحرارة 25 درجة مئوية)
هل الأرقام الواردة في الجدول 2 هي القمم الفعلية؟ لسوء الحظ ، هذا ليس هو الحال. هناك عاملان رئيسيان يؤثران على جهد النظام. الارتفاع ودرجة الحرارة ، تتم مناقشة أداء إطفاء القوس لقاطع الدائرة لأول مرة من الحجم. التحدي الأكبر لمشكلة الجهد لقاطع الدائرة هو إطفاء القوس. كلما ارتفع الجهد ، زادت صعوبة. تعتمد البيئة التجريبية لمعلمات قاطع الدائرة على معيار AM في الغلاف الجوي على ارتفاع 2000 متر. فوق 2000 متر ، يكون الهواء رقيقا نسبيا ، وتنخفض قدرة إطفاء القوس لقاطع الدائرة خطيا مع زيادة الارتفاع. لراحة الحساب ، يتم تحويله إلى عامل خفض التصنيف لجهد العمل المقنن. وفقا لتحليل البيانات الذي تم جمعه لسنوات عديدة ، يتراوح ارتفاع محطات الطاقة الأرضية واسعة النطاق في الصين من 1500 إلى 3000 متر ، لذلك يوصى بالنظر في 10٪ في هامش تصميم خفض الارتفاع ، والذي يمكن أن يغطي ارتفاع معظم المشاريع.
بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر درجة الحرارة المحيطة بشكل كبير على الجهد الناتج للمكون. يحتوي جهد خرج المكون بين 25 درجة مئوية و -10 درجات مئوية على منحنى ارتفاع حاد ، ويتغير ارتفاع الجهد أقل بعد -10 درجات مئوية. معامل درجة حرارة الجهد للمكون هو -0.36٪ / k (تختلف الشركات المصنعة المختلفة قليلا). من حيث هامش معامل درجة الحرارة ، نوصي بالنظر في 42 * 0.36 ٪ = 15.12 ٪. نوصي بالنظام فيما يتعلق باعتباري الهامش للارتفاع ودرجة الحرارة. هامش تصميم الجهد هو 20٪. فيما يلي جهد النظام الموصى به بعد تصحيح الهامش:
| طاقة المكونات | 550Wp | 545Wp | 540 واط | 535 واط | 530 واط |
| الحد الأقصى لجهد العمل | 1311.96 | 1306.344 | 1302.6 | 1296.984 | 1291.368 |
| الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة | 1556.256 | 1550.328 | 1545.648 | 1540.968 | 1536.288 |
الجدول 3: جهد تصحيح النظام لمكونات الطاقة المختلفة للنظام الكهروضوئي DC1500V
من الجدول أعلاه ، وجدنا أنه باستخدام بيانات الذروة لحساب أن الحد الأقصى لجهد التشغيل للنظام أقل من 1320 فولت ، يمكن لقاطع الدائرة الكهروضوئية بجهد تشغيل مقنن يبلغ DC1500V تلبية متطلبات النظام. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة لتصحيح النظام يتجاوز الحد الأقصى لجهد العمل الفعال المقنن لقاطع الدائرة بنسبة 1.5٪. على الرغم من أن هذه ليست سوى النتيجة المصححة ولا تمثل قيمة الذروة الفعلية ، إلا أن جهد الدائرة المفتوحة سيتجاوز الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة لقاطع الدائرة بعد أن يتجاوز الارتفاع 3000 متر. لذلك ، يجب ألا يتجاوز جهد العمل الفعال جهد الدائرة المفتوحة للنظام الحد الأقصى لجهد العمل الفعال لقاطع الدائرة هو القاعدة الأساسية لاختيارنا.
ثانيا: دعونا نلقي نظرة على اختيار التيار. طريقة الحساب السريع لأخذ القيمة المثلى لقاطع الدائرة بعد حساب كل سلسلة من 12A في نظام DC1000V هي الطريقة السائدة. لا يوجد شيء خاطئ في طريقة الحساب في نظام DC1500V ، ولكن لم يعد من الممكن استخدام هذه النتيجة. تحسين كفاءة الوحدة هو السبب الرئيسي لانخفاض أسعار الوحدات في السنوات الأخيرة. أي ، ارتفاع إنتاج الطاقة في نفس منطقة الوحدة ، لا تزيد مساحة الوحدة النمطية - ومع ذلك ، تزداد الطاقة ، مما سيؤدي حتما إلى زيادة جهد الوحدة والناتج الحالي عند 400 واط. في الأنظمة الكهروضوئية المذكورة أعلاه ، من الضروري النظر تدريجيا في زيادة تيار العمل المقنن لقاطع الدائرة. الزيادة الأخيرة لا علاقة لها بنظام DC1500V أو DC1000V. هذه مشكلة ناجمة عن تحسين معلمات الإخراج للمكونات.
| طاقة المكونات | 550Wp | 545Wp | 540 واط | 535 واط | 530 واط |
| الحد الأقصى لتيار التشغيل | 13.08 | 13.02 | 12.94 | 12.87 | 12.81 |
| الحد الأقصى لتيار التشغيل بعد التصحيح | 19.62 | 19.53 | 19.41 | 19.305 | 19.215 |
| 24 بالوعة 1 الحد الأقصى للعمل الحالي | 470.88 | 468.72 | 465.84 | 463.32 | 461.16 |
الجدول 4: جدول حساب الحد الأقصى للتيار التشغيلي
لحساب الاختيار الحالي لقواطع الدوائر الكهروضوئية ، نوصي بخوارزمية سريعة ومباشرة للحد الأقصى الاسمي لتيار العمل للوحدة * 150٪. في عام 2016 ، أظهرت نتائج مسح المتابعة أن تصميم الهامش التجريبي بنسبة 130٪ هو قيمة حرجة ، عرضة للرحلات الخاطئة. حادث.
هناك ثلاثة أسباب للهامش الموصى به بنسبة 50٪ لقواطع الدائرة:
. تأثير الإشعاع: المعلمة الحالية للوحدة هي المعيار للإشعاع من 1000W / m². تبلغ ذروة الإشعاع في المناطق ذات ظروف التشعيع الجيدة حوالي 1200 واط / متر مربع ، وتستهلك ما لا يقل عن 20٪ من هامش التصميم. يمكن الوصول إليها للإرسال الفائق.
. بيئة تركيب المعدات قاسية نسبيا ، وتبديد الحرارة ضعيف ، ودرجة الحرارة الداخلية للمعدات عالية جدا ، مما يؤثر على خفض تصنيف قاطع الدائرة. وجد القياس الميداني أن أعلى درجة حرارة تجاوزت 70 درجة مئوية.
. هناك فرق كبير في التحكم في ارتفاع درجة الحرارة لقواطع الدوائر الكهربائية لمختلف الشركات المصنعة. يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة قواطع الدوائر الكهروضوئية لدينا بعد توصيلها في سلسلة 60K ، بشكل عام فوق 70K. المنتجات غير المؤهلة التي تتجاوز 80K تحظى بشعبية أيضا. السبب الرئيسي لارتفاع درجة الحرارة التي تتجاوز 80K هو اتصال السلسلة. لا يتم استخدام جزء من طريقة اللحام ، وتسخين مسامير قضيب النحاس مرتفع جدا.
في عام 2012 ، كان منتج قاطع الدائرة الكوري للعلامة التجارية في المنطقة الشمالية الغربية لا يزال يتذكر بوضوح لأن ارتفاع درجة حرارة السلسلة لا يمكن أن يلبي استخدام الرحلات الكاذبة واسعة النطاق. لذلك ، فإن اختيار التصميم الدقيق الموصى به للهامش الحالي هو 30٪ هامش تجريبي + (ذروة الإشعاع / 1000-1) * 100٪ = هامش التصميم الحالي الفعلي للمشروع ، ويتم حساب الحساب البسيط والسريع وفقا ل 50٪.
أخيرا ، ملخص: يوصي نظام DC1500V الكهروضوئي بوحدة أحادية السلسلة من 2 * 13 = 26 قطعة. الجهد التشغيلي لصندوق الدمج وقاطع دائرة مدخل العاكس هو DC1500V ، والحد الأدنى للتيار هو 500A. بالنسبة لطرق الاتصال غير الملحومة مثل الصف، يوصى بتحديد تيار أعلى إلى 630A. يوصى باستخدام معلمات الذروة كأساس حسابي لاختيار قواطع الدوائر الكهروضوئية.