Précautions d’installation et d’utilisation des disjoncteurs miniatures photovoltaïques CC

Précautions d’installation et d’utilisation des disjoncteurs miniatures photovoltaïques CC

Les disjoncteurs miniatures CC photovoltaïques sont utilisés comme distribution d’énergie photovoltaïque, et le rôle des disjoncteurs miniatures CC est particulièrement important. Alors, comment pouvons-nous utiliser les disjoncteurs CC en toute sécurité?
1. Vérifiez si le câblage est correct après le branchement du disjoncteur miniature CC. Il peut être vérifié avec le bouton de test. Si le disjoncteur peut être déconnecté correctement, cela signifie que le protecteur de fuite est installé correctement; sinon, le circuit doit être vérifié pour éliminer le défaut;
2. Une fois le disjoncteur déconnecté en raison du court-circuit de la ligne, il est nécessaire de vérifier les contacts. Si le contact primaire est gravement brûlé ou a des fosses, il doit être réparé; le disjoncteur de fuite à quatre pôles (DZ47LE, TX47LE) doit être connecté à la ligne neutre. Faire fonctionner correctement le circuit électronique;
3. Une fois le disjoncteur de fuite mis en service, l’utilisateur doit vérifier si le disjoncteur fonctionne habituellement via le bouton de test à chaque fois après un certain temps; les caractéristiques de protection contre les fuites, les surcharges et les courts-circuits du disjoncteur sont définies par le fabricant et ne peuvent pas être réglées à volonté de manière à ne pas affecter les performances;
4. La fonction du bouton de test est de vérifier l’état de fonctionnement du disjoncteur dans l’état de fermeture et de mise sous tension après sa nouvelle installation ou son fonctionnement pendant un certain temps. Appuyez sur le bouton de test; le disjoncteur peut être déconnecté, indiquant que le fonctionnement est régulier et peut continuer à être utilisé; si le disjoncteur ne peut pas être déconnecté, cela indique que le disjoncteur ou le circuit est défectueux et doit être réparé;
5. Si le disjoncteur est déconnecté en raison d’une défaillance du circuit protégé, la poignée de commande est en position de déclenchement. Après avoir découvert la cause et éliminé le défaut, la poignée de commande doit d’abord être abaissée pour que le mécanisme de fonctionnement ne se « boucle à nouveau » avant que l’opération de fermeture puisse être effectuée;
6. Le câblage de charge du disjoncteur de fuite doit passer par l’extrémité de charge du disjoncteur. Il n’est pas permis qu’une ligne de phase ou une ligne de mise à zéro de la charge ne traverse pas le disjoncteur de fuite. Sinon, cela provoquera une « fuite » artificielle et ne se fermera pas du disjoncteur, ce qui entraînera une « erreur ».
En raison de l’amélioration continue de la technologie des disjoncteurs CC photovoltaïques,
Comment fonctionne un disjoncteur PV DC dans un système PV ?
Pour comprendre le flux de travail du disjoncteur CC photovoltaïque, il est d’abord nécessaire de comprendre le flux de travail de l’ensemble du système photovoltaïque:
Lorsque le système photovoltaïque CC fonctionne, il s’appuie sur la fonction du réseau carré du module solaire pour convertir l’énergie solaire en énergie électrique adéquate. Sous l’action du contrôleur photovoltaïque, la tension de sortie est stabilisée et la connexion avec le système DC est réalisée. Supposons que la tension de sortie du module solaire réponde aux exigences de tension du système CC. Dans ce cas, le contacteur AC à l’extrémité d’entrée du chargeur sera automatiquement déconnecté sous le contrôle du contrôleur photovoltaïque et l’alimentation photovoltaïque complétera l’alimentation du système DC de la sous-station. En conséquence, supposons que la tension de sortie ne puisse pas répondre aux exigences de tension du système CC. Dans ce cas, le travail de sortie s’arrêtera automatiquement sous le contrôle du contrôleur photovoltaïque et, en même temps, le contacteur AC à l’extrémité d’entrée du chargeur sera également fermé. À ce stade, le chargeur termine le travail d’alimentation du système CC de la sous-station. Le contrôleur photovoltaïque et le chargeur fonctionnent alternativement selon ce principe de fonctionnement pour réaliser la commutation automatique.
Les disjoncteurs photovoltaïques à courant continu comprennent généralement un système de contact, un système d’extinction d’arc, un mécanisme de fonctionnement, un déclencheur et un boîtier.
Le principe de fonctionnement du disjoncteur photovoltaïque est le suivant:
  • Lorsqu’un court-circuit se produit, le champ magnétique généré par le grand courant (généralement 10 à 12 fois) surmonte le ressort de force de réaction.
  • Le relâchement tire le mécanisme de fonctionnement pour agir.
  • Le commutateur se déclenche instantanément.
Lorsqu’elle est surchargée, le courant devient plus étendu, la production de chaleur augmente et la tôle bimétallique se déforme dans une certaine mesure pour favoriser l’action du mécanisme (plus le courant est important, plus le temps d’action est court). Maintenant, il existe un type électronique, qui utilise le transformateur pour collecter le courant de chaque phase et le compare avec la valeur définie. Lorsque le vent est anormal, le microprocesseur envoie un signal pour que le déclencheur de libération électronique soit le mécanisme de fonctionnement pour agir.
La fonction du disjoncteur CC est de couper et de connecter le circuit de charge, de couper le circuit de défaut, d’empêcher l’accident de se dilater et d’assurer un fonctionnement sûr. Le disjoncteur haute tension doit casser des arcs de 1500V avec un courant de 1500-2000A. Ces arcs peuvent être étirés jusqu’à 2m et continuer à brûler sans s’éteindre. Par conséquent, l’extinction d’arc est un problème que les disjoncteurs haute tension doivent résoudre. Le principe du soufflage à l’arc et de l’extinction de l’arc est principalement de refroidir l’arc pour réduire la dissociation thermique.
D’autre part, allonger l’arc en soufflant l’angle pour renforcer la recombinaison et la diffusion des particules chargées. Dans le même temps, les particules chargées dans l’espace d’arc sont emportées et la force diélectrique du milieu est rapidement restaurée. Les disjoncteurs basse tension, également connus sous le nom d’interrupteurs automatiques à air, peuvent être utilisés pour allumer et décharger des circuits et peuvent également être utilisés pour contrôler des moteurs qui démarrent rarement. Sa fonction est équivalente à la somme de certaines parties des appareils électriques tels que l’interrupteur à couteaux, le relais de surintensité, le relais de perte de tension, le relais thermique et le protecteur de fuite. Il s’agit donc d’un appareil électrique de protection essentiel dans le réseau de distribution basse tension.
1. Le courant de fonctionnement nominal, la tension de fonctionnement nominale et la capacité de rupture du disjoncteur doivent être axés sur la tension de fonctionnement nominale et le fonctionnement nominal actuellement dans l’installation photovoltaïque. La capacité de rupture doit être utilisée comme indice de référence. Le choix de la tension de fonctionnement nominale et du courant nominal doit garantir que la protection des disjoncteurs est fiable et ne présente aucun dysfonctionnement. Le choix des disjoncteurs dans les systèmes photovoltaïques est principalement basé sur les paramètres des modules, le nombre de chaînes, l’altitude, l’irradiance maximale, la température peu profonde, la marge, etc. Les paramètres des modules et le nombre de lignes constituent la base de calcul principale; La longueur, le pic d’éclairement énergétique, la température extérieure doivent être pris en compte avec la mesure de la marge de conception. La tension de fonctionnement nominale est principalement directement liée aux paramètres des composants et au nombre de chaînes, et l’altitude et la basse température sont prises en compte dans la marge de conception. Le courant de travail nominal est considéré avec la valeur de crête d’éclairement énergétique et la marge empirique. Nos idées de sélection sont basées sur la tension de fonctionnement nominale et le fonctionnement nominal actuel. Tout d’abord, parlons de la tension du système, puis parlons du courant.
2. Nous choisissons un module d’une usine de modules domestique bien connue qui a passé la certification UL1500V comme échantillon de référence pour le calcul; la puissance du module est de 550W à 530W, et l’efficacité du module est supérieure à 20%. Il convient de noter que les paramètres d’échantillon de l’usine de composants sont AM1,5 atmosphérique, irradiance 1000W / m² et température 25 ° C. Par conséquent, les données de pic de champ sont très différentes des conditions ci-dessus, ce qui est essentiel pour calculer l’aspect de conception de la marge. La sélection des paramètres du composant se concentre sur trois paramètres principaux du composant: 1. Tension de fonctionnement maximale; 2. Courant de service maximal; 3. Tension maximale en circuit ouvert.
Tout d’abord, discutons du calcul de la tension:
 
STC STPXXXS-C72/VMH
Puissance de crête STC (Pmax) 550W 545W 540W 535W 530W
Meilleure tension de travail (Vmp) 42.05V 41.87V 41.75V 41.57V 41.39V
Meilleur courant de travail (lmp) 13.08A 13.02A 12.94A 12.87A 12.81A
Tension en circuit ouvert (COV) 49.88V 49.69V 49.54V 49.39V 49.24V
Courant de court-circuit (Isc) 14.01A 13.96A 13.89A 13.83A 13.76A
Efficacité de conversion des composants 21.3% 21.1% 20.9% 20.7% 20.5%
Température de fonctionnement des composants -40 °C à +85 °C
Tension maximale du système 1500V DC (IEC)
Courant nominal maximal de fusible série 25A
Tolérance de puissance 0/+5W

Tableau 1 : Tableau des paramètres du module PV
Données d’essai Indicateurs environnementaux: (atmosphère AM1.5, irradiance 1000W/m², température 25°C)
L’influence principale de la tension du système est la disposition des composants et le nombre de modules dans une seule chaîne. La valeur fondamentale du système DC1500V devrait être d’améliorer l’efficacité du système et de réduire efficacement le coût de la transmission CC et de l’onduleur. À l’heure actuelle, notre arrangement de composants à chaîne unique utilise 2 * 11 de plus, et cette solution est la solution de coût optimale à l’heure actuelle. Le système DC1500V ne modifie pas la conception du côté de la production d’énergie et du côté CA, de sorte que la solution DC1500V devrait conserver la solution courante actuelle de disposition des composants et augmenter le nombre de blocs à chaîne unique pour obtenir une tension système plus élevée. Sur la base des raisons ci-dessus, nous recommandons que la meilleure solution pour la disposition des chaînes et le nombre de blocs du système DC1500V soit 2 * 13 afin que, sur la base de la clé sans changer la matrice de modules, il soit possible d’obtenir une plus grande efficacité dans les trois aspects des câbles, des boîtiers de combinaison et des onduleurs - réduction des coûts. Si nous déterminons le nombre de blocs de composants dans une seule chaîne, la tension du système derrière elle est parfaite.
 
Puissance des composants 550Wc 545Wc 540Wc 535Wc 530Wc
Tension de service maximale 1093.3 1088.62 1085.5 1080.82 1076.14
Tension maximale en circuit ouvert 1296.88 1291.94 1288.04 1284.14 1280.24

Tableau 2 : tension de référence de la chaîne à 26 modules
Données d’essai Indicateurs environnementaux: (atmosphère AM1.5, irradiance 1000W/m², température 25°C)
Les chiffres du tableau 2 sont-ils les pics réels? Malheureusement, ce n’est pas le cas. Deux facteurs principaux affectent la tension du système. L’altitude et la température, les performances d’extinction d’arc du disjoncteur sont d’abord discutées à partir de la taille. Le plus grand défi du problème de tension pour le disjoncteur est l’extinction de l’arc. Plus la tension est élevée, plus c’est difficile. L’environnement expérimental des paramètres des disjoncteurs est basé sur le benchmark AM atmosphérique à une altitude de 2000 mètres. Au-dessus de 2000 mètres, l’air est relativement mince et la capacité d’extinction d’arc du disjoncteur diminue linéairement avec l’augmentation de l’altitude. Pour faciliter le calcul, il est converti en facteur de déclassement de la tension de fonctionnement nominale. Selon l’analyse des données recueillies depuis de nombreuses années, l’altitude des grandes centrales électriques au sol en Chine est de 1500 à 3000 mètres, il est donc recommandé de considérer 10% dans la marge de conception du déclassement d’altitude, ce qui peut couvrir l’altitude de la plupart des projets.
De plus, la température ambiante influence considérablement la tension de sortie du composant. La tension de sortie du composant entre 25°C et -10°C a une courbe de montée abrupte, et l’augmentation de tension change moins après -10°C. Le coefficient de température de tension du composant est de -0,36% / k (différents fabricants sont légèrement différents). En termes de marge de coefficient de température, nous recommandons de considérer 42 * 0,36% = 15,12%. Nous recommandons le système en tenant compte des deux considérations de marge d’altitude et de température. La marge nominale de tension est de 20 %. Voici la tension système recommandée après la correction de marge :
 
Puissance des composants 550Wc 545Wc 540Wc 535Wc 530Wc
Tension de service maximale 1311.96 1306.344 1302.6 1296.984 1291.368
Tension maximale en circuit ouvert 1556.256 1550.328 1545.648 1540.968 1536.288

Tableau 3: Tension de correction du système des différents composants de puissance du système photovoltaïque DC1500V
À partir du tableau ci-dessus, nous avons constaté qu’en utilisant les données de crête pour calculer que la tension de fonctionnement maximale du système est inférieure à 1320V, un disjoncteur photovoltaïque avec une tension de fonctionnement nominale de DC1500V peut répondre aux exigences du système. Cependant, il convient de noter que la tension maximale en circuit ouvert de la correction du système dépasse de 1,5% la tension de fonctionnement effective nominale maximale du disjoncteur. Bien qu’il ne s’agisse que du résultat corrigé et ne représente pas la valeur de crête réelle, la tension en circuit ouvert dépassera la tension maximale en circuit ouvert du disjoncteur après que l’altitude dépasse 3000 mètres. Par conséquent, la tension de fonctionnement effective de la tension en circuit ouvert du système ne doit pas dépasser la tension de fonctionnement effective maximale du disjoncteur est la règle de base de notre sélection.
Deuxièmement: regardons la sélection du courant. La méthode de calcul rapide consistant à prendre la valeur optimale du disjoncteur après avoir calculé chaque chaîne de 12A dans le système DC1000V est la méthode courante. Il n’y a rien de mal avec la méthode de calcul dans le système DC1500V, mais ce résultat ne peut plus être utilisé. L’amélioration de l’efficacité des modules est la principale raison de la baisse des prix des modules au cours des dernières années; c’est-à-dire qu’une puissance de sortie plus élevée dans la même zone unitaire, la surface du module n’augmente pas, mais la puissance augmente, ce qui augmentera inévitablement la tension et la sortie de courant du module à 400W. Dans les systèmes photovoltaïques ci-dessus, il est nécessaire d’envisager progressivement d’augmenter le courant de fonctionnement nominal du disjoncteur. L’augmentation récente n’a rien à voir avec le système DC1500V ou DC1000V. Il s’agit d’un problème causé par l’amélioration des paramètres de sortie des composants.
 
Puissance des composants 550Wc 545Wc 540Wc 535Wc 530Wc
Courant de fonctionnement maximal 13.08 13.02 12.94 12.87 12.81
Courant de fonctionnement maximal après correction 19.62 19.53 19.41 19.305 19.215
24 puits 1 courant de travail maximal 470.88 468.72 465.84 463.32 461.16

Tableau 4 : Tableau de calcul du courant de fonctionnement maximal
Pour le calcul de sélection du courant des disjoncteurs photovoltaïques, nous recommandons un algorithme rapide et simple du courant de travail maximal nominal du module * 150%. En 2016, les résultats de l’enquête de suivi ont montré que la conception empirique de la marge de 130% est une valeur critique, sujette aux faux voyages. Accident.
Il y a trois raisons à la marge recommandée de 50 % pour les disjoncteurs :
. Impact de l’éclairement énergétique : Le paramètre actuel du module est la référence pour l’irradiance de 1000W/m². Le pic d’éclairement énergétique dans les zones où les conditions d’irradiation sont bonnes est d’environ 1200W/m², consommant au moins 20% de la marge de conception. Accessible pour super envoyer.
. L’environnement d’installation de l’équipement est relativement rude, la dissipation de chaleur est faible et la température interne de l’équipement est très élevée, ce qui a un impact sur le déclassement du disjoncteur. La mesure sur le terrain a révélé que la température la plus élevée dépassait 70 ° C.
. Il existe une grande différence dans le contrôle de l’augmentation de la température des disjoncteurs de différents fabricants. L’élévation de température de nos disjoncteurs photovoltaïques après avoir été raccordés en série ne doit pas dépasser 60K, généralement au-dessus de 70K. Les produits non qualifiés dépassant 80K sont également populaires. La principale raison de l’augmentation de température supérieure à 80K est la connexion en série. Une partie de la méthode de soudage n’est pas utilisée et le chauffage des vis à barres de cuivre est trop élevé.
En 2012, on se souvenait encore vivement d’un disjoncteur de marque coréenne dans la région du nord-ouest parce que l’augmentation de température en série ne pouvait pas répondre à l’utilisation de faux voyages à grande échelle. Par conséquent, la sélection précise recommandée de la marge actuelle est de 30% de marge empirique + (irradiance maximale / 1000-1) * 100% = marge de conception actuelle réelle du projet, et le calcul simple et rapide est calculé en fonction de 50%.
Enfin, un résumé: Le système photovoltaïque DC1500V recommande un module à chaîne unique de 2 * 13 = 26 pièces. La tension de fonctionnement du boîtier combinateur et du disjoncteur d’entrée de l’onduleur est DC1500V et le courant minimum est de 500A. Pour les méthodes de connexion non soudées telles qu’une ligne, il est recommandé de sélectionner un courant supérieur à 630A. Il est recommandé d’utiliser les paramètres de crête comme base de calcul pour sélectionner les disjoncteurs photovoltaïques.

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