Protetor contra surtos de baixa tensão (SPD) em sistema fotovoltaico

Visão geral

Surto é um tipo de interferência transitória, que faz com que a tensão instantânea na rede elétrica exceda a tensão normal nominal sob certas condições. Normalmente, o transiente não dura muito, mas o alcance pode ser bem alto. É possível aumentar repentinamente em apenas 1/1000000 segundos, como um trovão, ou desconectar a carga do indutor, ou ligar uma carga grande terá um grande impacto na rede elétrica. Na maioria dos casos, se o equipamento ou circuito conectado à rede elétrica não tiver medidas de proteção contra surtos, o dispositivo será facilmente danificado, e o grau de dano estará relacionado ao nível de resistência à tensão do dispositivo.

Os sistemas fotovoltaicos são expostos a grandes áreas de espaço aberto, geralmente na natureza ou no topo de edifícios. Nuvens de chuva carregadas que se acumulam acima desses locais abertos tendem a liberar cargas na forma de raios. Nesse caso, é provável que ocorra um surto de tensão. Quanto maior o espaço, maior a possibilidade de danos. Surtos podem facilmente danificar equipamentos eletrônicos em uma falha catastrófica. Se alguém estiver presente durante o surto, isso também pode colocar em risco sua segurança pessoal.
Sistemas fotovoltaicos mal protegidos sofrerão danos sérios repetidos, resultando em um grande número de custos de manutenção e substituição, tempo de inatividade do sistema e perda de receita. Protetores contra surtos (SPD) instalados corretamente minimizarão o impacto potencial de raios.

Para evitar que alta energia passe por equipamentos eletrônicos e cause danos de alta voltagem ao sistema fotovoltaico, o surto de voltagem deve ter um caminho de aterramento. Por esse motivo, todas as superfícies condutoras devem ser aterradas diretamente, e toda a fiação de entrada e saída do sistema (como cabos Ethernet e fontes de alimentação CA) deve ser aterrada por meio de protetores contra surtos. Um protetor contra surtos é necessário para cada conjunto de caixas de matriz, caixas de barramento e isoladores CC.

Classificação dos protetores contra surtos

Tipo 1

O protetor contra surtos tipo 1 é recomendado para situações específicas no setor de serviços e edifícios industriais, pois protege os dispositivos elétricos de raios diretos e libera a contracorrente causada pela difusão do raio do condutor aterrado para o condutor da rede.

O protetor contra surtos tipo 1 é caracterizado por uma onda de corrente de 10/350 μs.

O protetor contra surtos tipo 1 pode ser usado no sistema fotovoltaico entre o conjunto fotovoltaico e o interruptor de isolamento do serviço principal, que é usado principalmente no inversor central.

Tipo 2

O protetor contra surtos tipo 2 é o principal sistema de proteção para todos os dispositivos elétricos de baixa tensão e é projetado para ser usado para serviço. Um dispositivo no lado da carga de um dispositivo de sobrecorrente; inclui um protetor contra surtos e um protetor contra surtos de invólucro plástico localizado no painel de derivação. O valor Imax é a corrente máxima de descarga única representada pela forma de onda de 8/20 μ s que o protetor contra surtos pode suportar.

Tipo 3

O tipo 3 é geralmente usado em equipamentos de distribuição de energia terminal, o protetor contra surtos deve ser um para-raios de fonte de alimentação limitadora de tensão em série, sua capacidade de corrente de raio não pode ser menor que 10KA. O comprimento mínimo do condutor instalado do painel de serviço elétrico até o ponto de uso é de 10 metros, e o condutor conectado ao protetor contra surtos ou usado para conectar o protetor contra surtos não deve ser instalado a uma distância de 10 metros.

Como selecionar protetor contra surtos para sistema fotovoltaico

Devido às características únicas dos sistemas fotovoltaicos, é necessário usar protetores contra surtos especialmente projetados para sistemas fotovoltaicos. Para determinar como escolher o módulo protetor contra surtos certo para seu sistema fotovoltaico e suas instalações, você precisa saber:

1. A temperatura de operação do sistema;
2. A voltagem do sistema;
3. A corrente nominal de curto-circuito do sistema.
4. Tipo de queda de raio (direta ou indireta)
5. Corrente de descarga nominal

Seleção do protetor contra surtos no lado CA

O protetor contra surtos usado para proteger a medição de CA de sistemas fotovoltaicos deve estar em conformidade com os requisitos da IEC 60364-5-53. Em particular, é indicado que a tensão de trabalho entre a linha de transmissão CA e o solo é devido à natureza técnica da fonte de alimentação do inversor, e a tensão de trabalho CA senoidal nem sempre é padronizada. A seleção do protetor contra surtos no lado CA deve considerar a distorção da forma de onda da tensão de trabalho. Picos significativos, comumente chamados de efeitos de corrente harmônica. Portanto, ao selecionar um SPD, não apenas os vários parâmetros principais disponíveis, mas também o SPD com efeito de corrente anti-harmônica devem ser selecionados.

Seleção do protetor contra surtos no lado CC

O protetor contra surtos no lado CC do sistema fotovoltaico deve atender aos requisitos da norma IEC 61643-31.
Na seleção, além dos parâmetros principais básicos, preste atenção especial a dois parâmetros principais: Ucpv, Iscpv.
Ucpv: A tensão operacional contínua máxima Ucpv de todos os modos de segurança SPD (positivo/negativo, positivo/terra e negativo/terra) deve ser maior ou igual à tensão máxima de circuito aberto Uoc max do conjunto fotovoltaico em todas as condições de aplicação.
Iscpv: Quando a bateria é conectada ao circuito de energia CC, regulamentações adicionais precisam ser atendidas, porque a corrente de curto-circuito fornecida pela bateria provavelmente será muito maior do que a corrente que o conjunto fotovoltaico pode fornecer.

Conclusão

Danos por raios são uma das principais ameaças enfrentadas pelo sistema fotovoltaico durante a operação. Para garantir a operação normal do sistema fotovoltaico, é particularmente importante instalar o tipo correto de protetor contra surtos em um local confiável no sistema fotovoltaico.

A ETEK Electric fornece a você diferentes tipos de dispositivos de proteção contra surtos. Se você não tem certeza de como encontrar um dispositivo de proteção contra surtos que atenda totalmente às suas necessidades, consulte-nos e forneceremos a você uma orientação abrangente.