Precautions for installation and use of photovoltaic DC miniature circuit breakers

太陽光発電DCミニチュアサーキットブレーカーの設置と使用に関する注意事項

太陽光発電DCミニチュアサーキットブレーカーは、太陽光発電の配電として使用され、DCミニチュアサーキットブレーカーの役割は特に顕著です。では、どうすればDCサーキットブレーカーを安全に使用できるのでしょうか。
1. DCミニチュアサーキットブレーカーを接続した後、配線が正しいか確認してください。テストボタンで確認できます。サーキットブレーカーを正しく取り外すことができる場合は、漏れ防止装置が正しく取り付けられていることを意味します。それ以外の場合は、回路をチェックして障害を排除する必要があります。
2.ラインの短絡により回路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。一次接点がひどく火傷を負ったり、穴が開いたりした場合は、修理する必要があります。4極漏れ回路ブレーカー(DZ47LE、TX47LE)は中性線に接続する必要があります。電子回路を適切に機能させるため。
3.漏れ回路ブレーカーが作動した後、ユーザーは、回路ブレーカーが通常、しばらくすると毎回テストボタンを介して動作するかどうかを確認する必要があります。サーキットブレーカーの漏れ、過負荷、および短絡保護特性はメーカーによって設定され、パフォーマンス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、サーキットブレーカーを新規に設置または一定期間操作した後、サーキットブレーカーを閉じて通電した状態での運転状態を確認することです。テストボタンを押します。サーキットブレーカーを切断することができ、操作が定期的であり、引き続き使用できることを示します。サーキットブレーカーを切断できない場合は、サーキットブレーカーまたは回路が故障しており、修理が必要であることを示しています。
5.保護回路の故障により回路ブレーカーが切断された場合、操作ハンドルはトリップ位置にあります。原因を突き止めて障害を取り除いた後、最初に操作ハンドルを引き下げて、閉鎖操作を実行する前に操作メカニズムを「再バックル」にする必要があります。
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端を通過する必要があります。負荷の位相線またはゼロ線が漏れ回路ブレーカーを通過しないことは許可されていません。そうしないと、人為的な「漏れ」が発生し、回路ブレーカーが閉じず、「ミス」が発生します。
太陽光発電DCサーキットブレーカー技術の継続的な改善により、
PV DCサーキットブレーカーはPVシステムでどのように機能しますか?
太陽光発電DCサーキットブレーカー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DCシステムが機能しているとき、それはソーラーモジュールの正方形の配列の機能に依存して、太陽エネルギーを適切な電力に変換します。太陽光発電コントローラーの作用により、出力電圧が安定し、DCシステムとの接続が実現されます。ソーラーモジュールによる電圧出力がDCシステムの電圧要件を満たしているとします。その場合、充電器の入力端にあるACコンタクタは、太陽光発電コントローラーの制御下で自動的に切断され、太陽光発電電源は変電所のDCシステムへの電力供給を完了します。これに対応して、出力電圧がDCシステムの電圧要件を満たすことができないと仮定します。その場合、太陽光発電コントローラーの制御下で出力作業が自動的に停止すると同時に、充電器の入力端にあるACコンタクタも閉じられます。このとき、充電器は変電所のDCシステム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、自動切り替えを実現します。
太陽光発電DCサーキットブレーカーは、一般に、接点システム、アーク消火システム、操作メカニズム、リリース、およびケーシングで構成されています。
太陽光発電回路ブレーカーの動作原理は次のとおりです。
  • 短絡が発生すると、大電流(通常は10〜12倍)によって発生する磁場が反力スプリングを克服します。
  • リリースは操作機構を引っ張って作動させます。
  • スイッチは瞬時にトリップします。
過負荷になると、電流が大きくなると、発熱が増加し、バイメタルシートがある程度変形してメカニズムの作用が促進されます(電流が大きいほど、作用時間は短くなります)。現在、変圧器を使用して各相の電流を収集し、それを設定値と比較する電子タイプがあります。風が異常な場合、マイクロプロセッサは信号を送信して、電子リリースを動作メカニズムに駆動させます。
DC回路ブレーカーの機能は、負荷回路を遮断して接続し、障害回路を遮断し、事故の拡大を防ぎ、安全な動作を確保することです。高電圧回路ブレーカーは、1500〜2000Aの電流で1500Vアークを遮断する必要があります。これらの弧は2mまで伸ばすことができ、消火することなく燃焼し続けます。したがって、アーク消火は高電圧回路ブレーカーが解決しなければならない問題です。アークブローイングとアーク消火の原理は、主にアークを冷却して熱解離を減らすことです。
一方、荷電粒子の再結合と拡散を強化するために、角度を吹き飛ばすことで弧を長くします。同時に、アークギャップ内の荷電粒子が吹き飛ばされ、媒体の絶縁耐力が迅速に回復します。低電圧回路ブレーカーは、自動エアスイッチとも呼ばれ、負荷回路のオンとオフロードを切り替えるために使用でき、起動頻度の低いモーターの制御にも使用できます。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、サーマルリレー、漏れ防止装置などの電化製品の一部の部分の合計に相当します。したがって、低電圧配電ネットワークに不可欠な保護電気機器です。
1.回路ブレーカーの定格動作電流、定格動作電圧、および遮断容量は、太陽光発電システムの定格動作電圧と現在定格動作に焦点を当てる必要があります。破断容量は参照インデックスとして使用する必要があります。定格動作電圧と定格電流の選択により、回路ブレーカーの保護が信頼性が高く、誤動作がないことを確認する必要があります。太陽光発電システムのサーキットブレーカーの選択は、主にモジュールのパラメータ、ストリングの数、高度、ピーク放射照度、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行数が主要な計算基準です。長さ、放射照度のピーク、外部温度は、設計マージン測定と一緒に考慮する必要があります。定格動作電圧は、主にコンポーネントのパラメータとストリングの数に直接関係しており、高度と低温は設計マージンで考慮されます。定格動作電流は、放射照度のピーク値と経験的マージンで考慮されます。私たちの選択アイデアは、定格動作電圧と定格動作電流に基づいています。まず、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.UL1500V認証に合格した有名な国内モジュール工場からモジュールを計算の参照サンプルとして選択します。モジュールの電力は550Wから530Wで、モジュールの効率は20%を超えています。コンポーネント工場のサンプルパラメータは、大気AM1.5、放射照度1000W /m²、温度25°Cであることに注意してください。 したがって、フィールドピークデータは上記の条件とはかなり異なり、マージン設計の側面を計算する上で重要です。コンポーネントパラメータの選択は、コンポーネントの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.最大動作電流;3.最大開回路電圧。
まず、電圧の計算について説明しましょう。
 
STCの STPXXXS-C72/VMHの
STCピーク電力(Pmax) 550W 545W 540W 535W 530W
最高の動作電圧(Vmp) 42.05V 41.87V 41.75V 41.57V 41.39V
最適動作電流(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%
コンポーネントの動作温度 -40°Cから+85°C
最大システム電圧 1500V DC (IEC)
最大直列ヒューズ電流定格 25Aの
電力許容差 0/+5W

表1:PVモジュールパラメータテーブル
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、1つのストリング内のコンポーネントの配置とモジュールの数です。DC1500Vシステムのコアバリューは、システムの効率を向上させ、DC送電とインバーターのコストを効果的に削減することです。現在、私たちの主流のシングルストリングコンポーネントの配置は2 * 11以上を使用しており、このソリューションは現在最適なコストソリューションです。DC1500Vシステムは発電側とAC側の設計を変更しないため、DC1500Vソリューションは、コンポーネント配置の現在の主流ソリューションを保持し、シングルストリングブロックの数を増やして、より高いシステム電圧を達成する必要があります。以上の理由から、DC1500Vシステムのストリング配置やブロック数については、モジュール配列を変更することなくキーに基づいて、ケーブル、コンバイナーボックス、インバーターの3つの側面でより高い効率を達成し、コスト削減を実現するための最適なソリューションを2*13にすることをお勧めします。1つのストリング内のコンポーネントブロックの数を決定すると、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 550Wの 545Wp 540Wの 535Wp 530Wの
最大動作電圧 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ですか?残念ながら、そうではありません。システム電圧には、主に2つの要因が影響します。高度と温度、サーキットブレーカーの消弧性能は、まずサイズから議論されます。電圧問題の最大の課題は、サーキットブレーカーの消火です。電圧が高いほど、難易度が高くなります。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メートルを超えると、空気は比較的薄くなり、サーキットブレーカーのアーク消火能力は高度の増加に伴って直線的に減少します。計算の便宜上、定格動作電圧のディレーティング係数に変換されます。長年にわたって収集されたデータ分析によると、中国の大規模な地上発電所の高度は1500〜3000メートルであるため、ほとんどのプロジェクトの高度をカバーできる高度ディレーティングの設計マージンを10%考慮することをお勧めします。
さらに、周囲温度はコンポーネントの出力電圧に大きく影響します。25°Cから-10°Cの間のコンポーネントの出力電圧は急な上昇曲線を持ち、-10°C以降では電圧上昇の変化が少なくなります。 コンポーネントの電圧温度係数は-0.36%/ kです(メーカーが異なれば若干異なります)。温度係数マージンに関しては、42 * 0.36%= 15.12%を検討することをお勧めします。高度と温度の 2 つのマージンに関する考慮事項に関して、システムをお勧めします。電圧設計マージンは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 550Wの 545Wp 540Wの 535Wp 530Wの
最大動作電圧 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システムのさまざまな電源コンポーネントのシステム補正電圧
上記の表から、ピークデータを使用してシステムの最大動作電圧が1320V未満であると計算すると、定格動作電圧がDC1500Vの太陽光発電回路ブレーカーがシステム要件を満たすことができることがわかりました。ただし、システム補正の最大開回路電圧が回路ブレーカーの最大定格実効動作電圧を1.5%超えていることは注目に値します。これは修正された結果であり、実際のピーク値を表すものではありませんが、開回路電圧は、高度が3000メートルを超えると、回路ブレーカーの最大開回路電圧を超えます。したがって、システムの開回路電圧が回路ブレーカーの最大有効動作電圧を超えてはならない実効動作電圧は、私たちの選択の基本的なルールです。
次に、電流の選択を見てみましょう。DC1000Vシステムにおける12Aの各ストリングを計算した後、サーキットブレーカーの最適値を取るという迅速な計算方法が主流です。DC1500Vシステムの計算方法に問題はありませんが、この結果は使用できなくなりました。モジュール効率の向上は、近年のモジュール価格の下落の主な理由です。つまり、同じ単位面積で高出力の電力出力が発生すると、モジュール面積は増加しませんが、それでも電力は増加するため、必然的にモジュールの電圧と電流の出力が400Wで増加します。上記の太陽光発電システムでは、サーキットブレーカーの定格動作電流を徐々に増やすことを検討する必要があります。最近の増加は、DC1500VやDC1000Vシステムとは何の関係もありません。これは、コンポーネント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 550Wの 545Wp 540Wの 535Wp 530Wの
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シンク最大動作電流1 470.88 468.72 465.84 463.32 461.16

表4:最大動作電流計算表
太陽光発電回路ブレーカーの電流選択計算には、モジュールの公称最大動作電流* 150%の高速で簡単なアルゴリズムをお勧めします。2016年の追跡調査の結果、130%の経験的マージン設計は重要な値であり、誤ったトリップが発生しやすいことが示されました。事故。
サーキットブレーカーの50%の推奨マージンには、次の3つの理由があります。
.放射照度の影響:モジュールの電流パラメータは、1000W /m²の放射照度のベンチマークです。照射条件が良好な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。スーパーセンドにアクセスできます。
.機器の設置環境は比較的過酷で、放熱性が低く、機器の内部温度が非常に高いため、回路ブレーカーのディレーティングに影響を与えます。フィールド測定では、最高温度が70°Cを超えていることがわかりました。
.異なるメーカーのサーキットブレーカーの温度上昇制御には大きな違いがあります。直列に接続した後の太陽光発電回路ブレーカーの温度上昇は、一般に70Kを超えて60Kを超えてはなりません。80Kを超える未認定製品も人気があります。80Kを超える温度上昇の主な理由は、直列接続です。溶接方法の一部が使用されておらず、銅棒ネジの加熱が高すぎます。
2012年、北西部の韓国ブランドのサーキットブレーカー製品は、シリーズの温度上昇が大規模な誤トリップの使用に対応できなかったため、まだ鮮明に記憶されていました。したがって、現在のマージンの推奨される正確な設計選択は、30%の経験的マージン+(ピーク放射照度/ 1000-1)* 100%=プロジェクトの実際の現在の設計マージンであり、シンプルで迅速な計算は50%に従って計算されます。
最後に、要約:太陽光発電DC1500Vシステムは、2 * 13 = 26個の単一ストリング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ーインレットサーキットブレーカーの動作電圧はDC1500Vで、最小電流は500Aです。列などの非溶接接続方法の場合は、630Aまでの高電流を選択することをお勧めします。太陽光発電回路ブレーカーを選択するための計算基準として、ピークパラメータを使用することをお勧めします。

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