Precautions for installation and use of photovoltaic DC miniature circuit breakers

太陽光発電直流ミニチュア回路ブレーカーの設置および使用に関する注意事項

太陽光発電DCミニチュア回路ブレーカーは太陽光発電の電力分配として使用されており、DCミニチュア回路ブレーカーの役割は特に顕著です。では、どうすればDC回路ブレーカーを安全に使えるのでしょうか?
1. DCミニチュア回路ブレーカーを接続した後、配線が正しいか確認します。テストボタンで確認できます。もしブレーカーが正しく外れていれば、漏れ保護器が正しく取り付けられていることを意味します。そうでなければ、故障を排除するために回路の点検が必要です。
2. 線路のショートによりブレーカーが切断された後、接点を確認する必要があります。一次接点が重度の焼けや穴がある場合は修理が必要です。4極漏れ回路ブレーカー(DZ47LE、TX47LE)はニュートラルラインに接続されなければなりません。電子回路を正しく動作させるために;
3. 漏れ回路ブレーカーが作動した後、ユーザーは一定時間経過後、テストボタンを通じて通常動作しているかどうかを確認する必要があります。遮断器の漏れ、過負荷、短絡保護特性はメーカーによって設定されており、性能に影響を与えないように自由に調整することはできません。
4. テストボタンの機能は、新たに設置または一定期間運転した後、閉鎖および通電状態の回路ブレーカーの動作状態を確認することです。テストボタンを押せ;ブレーカーは切断可能で、動作が正常であり継続使用可能であることを示します。もしブレーカーが切断できない場合、それはブレーカーまたは回路自体が故障しており修理が必要であることを示します。
5. 保護された回路の故障によりブレーカーが切断された場合、動作ハンドルはトリップ位置にあります。原因を特定し故障を排除した後、閉鎖操作を行う前に、まず操作ハンドルを引き下げて操作機構を「再バックル」させる必要があります。
6. 漏れ回路ブレーカーの負荷配線は、回路ブレーカーの負荷側を通過しなければなりません。負荷の位相線やゼロ線が漏れ回路ブレーカーを通過しないことは許されません。そうしないと人工的な「漏れ」が発生し、ブレーカーが閉じられず「ミス」が発生します。
太陽光発電直流ブレーカー技術の継続的な改良により、
PVシステムにおけるPV直流回路ブレーカーはどのように機能するのですか?
太陽光発電直流遮断器のワークフローを理解するには、まず太陽光発電システム全体のワークフローを理解する必要があります:
太陽光発電直流システムが稼働しているとき、太陽光モジュールのスクエアアレイの機能に依存して、太陽エネルギーを十分な電力に変換します。太陽光発電コントローラの作用により出力電圧が安定化し、直流システムとの接続が実現されます。太陽光モジュールからの出力電圧が直流システムの電圧要件を満たしていると仮定します。その場合、充電器の入力端にある交流コンタクタは太陽光コントローラーの制御下で自動的に切断され、太陽光発電が変電所の直流システムへの電力供給を完了します。同様に、出力電圧が直流システムの電圧要件を満たせないとします。その場合、出力作業は太陽光コントローラの制御下で自動的に停止し、同時に充電器の入力端にある交流コンタクタも閉じます。この時点で、充電器は変電所の直流システムの電源供給作業を完了します。太陽光発電コントローラーと充電器はこの動作原理の下で交互に動作し、自動スイッチングを実現します。
太陽光発電直流回路ブレーカーは、一般的に接触システム、アーク消火システム、作動機構、リリース装置、そしてケーシングで構成されています。
太陽光発電ブレーカーの動作原理は以下の通りです:
  • ショートが起きると、大電流(一般的に10〜12倍)によって生じる磁場が反作用ばねを上回ります。
  • リリースは作動機構を引き寄せて作動させます。
  • スイッチは瞬時に作動します。
過負荷になると電流がより広くなり、熱発生が増加し、バイメタルシートは機構の作用を促進するためにある程度変形します(電流が大きいほど作用時間は短くなります)。現在、変圧器を使って各相の電流を集め、設定値と比較する電子式があります。風が異常な場合、マイクロプロセッサは電子リリースを促す信号を送り、動作機構を駆動させます。
直流回路ブレーカーの機能は、負荷回路を遮断して接続し、故障回路を遮断し、事故の拡大を防ぎ、安全な運転を確保することです。高電圧の遮断器は1500〜2000Aの電流で1500Vアークを切断する必要があります。これらのアークは2mまで伸ばされ、消えることなく燃え続けます。したがって、アーク消火は高電圧回路ブレーカーが解決すべき課題です。アークブローとアーク消火の原理は主にアークを冷却し、熱解離を低減させることにあります。
一方で、荷電粒子の再結合と拡散を強化するために角度を吹き飛ばして弧を延長します。同時に、アークギャップ内の荷電粒子は吹き飛ばされ、媒質の誘電強度は迅速に回復します。低電圧回路ブレーカー(自動エアスイッチとも呼ばれる)は、回路のオン・オフロードに使われ、また起動頻度が低いモーターの制御にも使われます。その機能は、ナイフスイッチ、過電流リレー、電圧損失リレー、熱リレー、漏電保護器など、電気機器の一部部品の合計に相当します。したがって、低電圧配電網において不可欠な保護電気機器です。
1. 定格作動電流、定格作動電圧、制動能力は、太陽光発電システム内の定格作動電圧および定格作動電圧に集中すべきです。ブレーキ容量は基準指標として使用すべきです。定格作動電圧と定格電流の選択により、遮断器の保護が信頼性が高く故障がないことが保証されます。太陽光発電システムにおける遮断器の選択は、主にモジュールのパラメータ、ストリング数、高度、ピーク輻照度、浅い温度、マージンなどに基づいています。モジュールのパラメータと線数が主な計算基準であり、長さ、放射ピーク、外部温度と設計マージンの測定も考慮すべきです。定格作動電圧は主に部品パラメータや弦数に直接関係し、設計マージンには高度や低温が考慮されます。定格作動電流は放射度ピーク値と経験マージンと合わせて評価されます。私たちの選択案は定格動作電圧と定格動作電圧に基づいています。まずはシステム電圧について話し、次に電流について話しましょう。
2. 計算の基準サンプルとして、UL1500V認証を通過した有名な国内モジュール工場のモジュールを選びます。モジュールの電力は550Wから530Wで、モジュール効率は20%以上です。部品工場の試料パラメータは大気中のAM1.5、放射照度1000W/m²、温度25°Cであることに注意が必要です。 したがって、フィールドピークデータは上記の条件とは大きく異なり、マージン設計の側面を計算する上で非常に重要です。部品パラメータの選択は、部品の3つの主要なパラメータに焦点を当てています:1. 最大動作電圧;2. 最大作動電流;3. 最大開回路電圧。
まずは電圧の計算について話しましょう。
 
STC STPXXXS-C72/Vmh
STCピーク電力(Pmax) 550W 545W 540W 535W 530W
最適作動電圧(Vmp) 42.05V 41.87V 41.75V 41.57V 41.39V
ベスト稼働電流(LMP) 13.08A 13.02A 12.94A 12.87A 12.81A
開回路電圧(Voc) 49.88V 49.69V 49.54V 49.39V 49.24V
短絡電流(ISC) 14.01A 13.96A 13.89A 13.83A 13.76A
部品変換効率 21.3% 21.1% 20.9% 20.7% 20.5%
部品動作温度 -40°Cから+85°C
最大システム電圧 1500V直流(IEC)
最大直列ヒューズ電流定格 25A
パワートレランス 0/+5W

表1:PVモジュールパラメータ表
試験データ環境指標:(大気AM1.5、放射照度1000W/m²、温度25°C)
システム電圧の主な影響は、部品の配置と単一ストリング内のモジュール数です。DC1500Vシステムの核心的価値は、システムの効率を向上させ、直流送電およびインバータのコストを効果的に削減することにあります。現在、主流の単弦コンポーネント配置は2×11を多く使っており、この解決策が現時点で最適なコスト解決策となっています。DC1500Vシステムは発電側と交流側の設計を変えないため、DC1500Vソリューションは現在の主流の部品配置の解決策を維持しつつ、単一弦ブロックの数を増やしてシステム電圧を上げるべきです。上記の理由に基づき、DC1500Vシステムのストリング配置とブロック数の最適な解は2×13であり、モジュールアレイを変更しずに鍵に基づいてケーブル、コンバイナーボックス、インバータの3つの側面でより高い効率を達成できると推奨します。これによりコスト削減が可能となります。1本の弦の部品ブロック数を決定すると、その背後にあるシステム電圧は完璧です。
 
コンポーネント電源 550Wp 545Wp 540Wp 535Wp 530Wp
最大作動電圧 1093.3 1088.62 1085.5 1080.82 1076.14
最大開回路電圧 1296.88 1291.94 1288.04 1284.14 1280.24

表2:26モジュールストリング基準電圧
試験データ環境指標:(大気AM1.5、放射照度1000W/m²、温度25°C)
表2の数値は実際のピークなのでしょうか?残念ながら、そうではありません。システム電圧に影響を与える主な要因は2つあります。まずは、ブレーカーの高度と温度、アーク消火性能について、サイズから議論されます。電圧問題の最大の課題はアーク消火です。電圧が高いほど、操作は難しくなります。サーキットブレーカーパラメータの実験環境は、高度2000メートルの大気AMベンチマークに基づいています。2000メートル以上では空気が比較的薄く、遮断器のアーク消火能力は高度上昇とともに線形に減少します。計算の便宜のために、定格動作電圧のデレーティング係数に変換されます。長年収集されたデータ分析によると、中国の大規模地上発電所の高度は1500〜3000メートルであるため、設計上の高度低下の10%を考慮することが推奨されており、これはほとんどのプロジェクトの高度をカバーできます。
さらに、周囲温度は部品の出力電圧に劇的な影響を与えます。25°Cから-10°Cの間の出力電圧は急勾配の上昇曲線を持ち、-10°C以降は電圧上昇の変化が少なくなります。 部品の電圧温度係数は-0.36%/k(メーカーによって若干異なります)です。温度係数のマージンについては、42*0.36%=15.12%を考慮することをお勧めします。高度と気温という2つのマージンを考慮してこのシステムを推奨します。電圧設計の余裕は20%です。以下はマージン補正後の推奨システム電圧です:
 
コンポーネント電源 550Wp 545Wp 540Wp 535Wp 530Wp
最大作動電圧 1311.96 1306.344 1302.6 1296.984 1291.368
最大開回路電圧 1556.256 1550.328 1545.648 1540.968 1536.288

表3:太陽光発電DC1500Vシステムの異なる電力成分のシステム補正電圧
上記の表から、ピークデータを使ってシステムの最大動作電圧が1320V未満であることを計算すると、定格動作電圧DC1500Vの太陽光発電ブレーカーがシステム要件を満たすことがわかりました。ただし、システム補正の最大開放回路電圧は、ブレーカーの最大定格有効作動電圧を1.5%上回ることに注意が必要です。これは補正後の結果であり、実際のピーク値を表すものではありませんが、高度が3000メートルを超えると、開回路電圧はブレーカーの最大開回路電圧を上回ります。したがって、システムの開回路電圧は、遮断器の最大有効作動電圧を超えてはならないというのが、選択の基本ルールです。
次に、電流の選択を見てみましょう。DC1000Vシステム内の12Aの各ストリングを計算した後、ブレーカーの最適値を迅速に計算する方法が主流です。DC1500Vシステムの計算方法自体に問題はありませんが、この結果はもはや使用できません。近年のモジュール価格下落の主な理由はモジュール効率の向上です。つまり、同じ単位面積で出力が高まるとモジュール面積は増加しませんが、それでも出力は増加し、400Wでモジュールの電圧と電流出力は必然的に増加します。上記の太陽光発電システムでは、ブレーカーの定格動作電流を徐々に増加させることを検討する必要があります。最近の増加はDC1500VやDC1000Vシステムとは関係ありません。これは、部品の出力パラメータの改善によって引き起こされる問題です。
 
コンポーネント電源 550Wp 545Wp 540Wp 535Wp 530Wp
最大動作電流 13.08 13.02 12.94 12.87 12.81
補正後の最大動作電流 19.62 19.53 19.41 19.305 19.215
24個のシンク、1つの最大作動電流 470.88 468.72 465.84 463.32 461.16

表4:最大動作電流計算表
太陽光発電ブレーカーの電流選択計算には、モジュールの公称最大作動電流×150%の高速かつ分かりやすいアルゴリズムを推奨します。2016年の追跡調査結果では、130%の経験的マージン設計が臨界値であり、誤ったトリップが起こりやすいことが示されました。事故だ。
サーキットブレーカーの推奨マージンが50%である理由は3つあります。
.放射度影響:モジュールの現在のパラメータは放射度の基準値1000W/m²です。良好な照射条件の地域でのピーク放射照度は約1200W/m²で、設計マージンの少なくとも20%を消費します。スーパー送信が可能。
.機器の設置環境は比較的過酷で、熱の放散が乏しく、機器内部温度が非常に高いため、ブレーカーの減格に影響を及ぼします。現地での測定では、最高気温が70°Cを超えていることが判明しました。
.メーカーによってブレーカーの温度上昇制御には大きな違いがあります。直列接続後の太陽光発電ブレーカーの温度上昇は60Kを超えてはならず、一般的には70Kを超えます。80,000ドルを超える無資格商品も人気があります。温度上昇が80Kを超える主な原因は直列接続です。溶接方法の一部は使われず、銅棒のねじの加熱が高すぎます。
2012年、韓国のブランドの回路ブレーカー製品は、北西部地域で大規模な偽トリップの使用に対応できなかったため、シリーズ温度上昇が今も鮮明に記憶されています。したがって、推奨される現在のマージンの正確な設計選択は、30%の経験マージン+(ピーク放射照度/1000-1)× 100%=プロジェクトの実際の設計マージンであり、簡素で迅速な計算は50%に基づいて計算されます。
最後にまとめると、太陽光発電DC1500Vシステムは2×13=26ピースの単一弦モジュールを推奨しています。コンバイナーボックスとインバータのインレットブレーカーの動作電圧はDC1500Vで、最小電流は500Aです。非溶接接続方式(例えば列)では、630Aまで高めの電流を選ぶことが推奨されます。太陽光発電遮断器を選ぶ際は、ピークパラメータを計算基準として使用することが推奨されます。

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