EN
U modernim sustavima električne energije, tranzicijski napon i višak struje izazvan munjom predstavljaju ozbiljnu i često potcenjenu prijetnju pretvaračima, solarnim panelima, upravljačkim jedinicama i drugim osjetljivim elektroničkim uređajima. A. uređaj za zaštitu od nadmjer to je prva i najkritičnija linija obrane protiv tih destruktivnih energetskih vrhunaca, ograničavajući preopterećenje prije nego što može prodrijeti nizvodno u opremu. Točno razumijevanje kako uređaj za zaštitu od prelivanja izvršava tu zaštitnu funkciju od suštinskog je značaja za inženjere, integratore sustava i upravitelje objekata koji su odgovorni za dugoročnu pouzdanost opreme.
Bez obzira na to je li uređaj za zaštitu od prenapona postavljen u solarni sustav na krovu, u industrijski upravljački kabinet ili u električnu infrastrukturu komercijalne zgrade, radi se kroz precizan skup fizičkih i električnih mehanizama. Ovi mehanizmi otkrivaju, preusmjeravaju i zagrevaju tranzicione naponove u mikrosekundama, čuvajući integritet pretvarača i svakog osjetljivog elektroničkog dijela povezanog s krugom. Ovaj članak točno objašnjava kako ti mehanizmi djeluju, zašto su važni i zašto je zaštitna naprava od prelivanja nužna u svakoj snažnoj strategiji zaštite energije.
Osnovni mehanizam zaštite od prelivanja
Kako se stvaraju događaji prolaznog napona
Prolazni napon, koji se obično nazivaju poremećajima ili vrhovima, je iznenadni, kratkotrajni porast električnog napona koji daleko premašuje normalnu radnu razinu krugova. Oni mogu potjecati iz vanjskih izvora kao što su izravni ili neizravni udari munje, ili iz unutarnjih izvora kao što su prekidanje velikih induktivnih opterećenja, operacije kondenzatora i kvarovi mreže. U fotonaponski sustav, posebno, dug kabel između solarnih panela i pretvarača stvara idealne uvjete za induciran energijski porast koji putuje izravno u osjetljive komponente.
U slučaju udara munje, čak i na značajnom udaljenosti od instalacije, elektromagnetni puls koji se stvara može izazvati visokonaponske tranzicije na vodnicima izmijenjenog i jednokratnog strujanja. Ti tranzicioni mogu doseći nekoliko tisuća volti u milisekundama, daleko iznad razine napetosti modernih pretvarača i elektroničke kontrole. Bez zaštitnog uređaja, ova energija neprekidno putuje u opremu, uzrokujući trenutni katastrofalni kvar ili, još podmuklije, kumulativnu degradaciju koja skraćuje životni vijek opreme bez očitih simptoma.
Interni prekidači su jednako opasni. Variabilni frekvencijski pogoni, kontaktori i prekidači transformatora stvaraju vrhove napona koji se šire kroz električni sustav. Uređaj za zaštitu od prelivanja ugrađen u kritične čvorove u krugu presreće ove šiljke prije nego što mogu utjecati na osjetljivu opremu nizvodno, što zaštitu od prelivanja čini relevantnom ne samo za vanjska ili svjetlosna okruženja, već i za svaku industrijsku ili komercijal
Objasnjen proces pritvaranja i odvraćanja
U središtu svakog uređaja za zaštitu od prelivanja nalazi se skup komponenti za zaglavljanje napona, najčešće varistori metalnih oksida (MOV), diode za suzbijanje prijenosnog napona ili tehnologije iskrenosti. U normalnim radnim uvjetima, te komponente imaju vrlo visoku impedansu i ostaju nevidljive za krug. U trenutku kada prolazni napon premaši prag začepljenja napona uređaja, komponente brzo prelaze na stanje niske impedance i preusmjeravaju višak energije daleko od zaštićene opreme.
Ovaj put za preusmjeravanje vodi energiju na uzlivanje do sustava za uzemljivanje, gdje se sigurno raspršuje. Prelazak s visoke na nisku impedancu događa se u nanosekundama do mikrosekundama, što je dovoljno brzo da zaštiti čak i najosjetljiviju opremu zasnovanu na mikroprocesoru. Ostali napon koji stiže do opreme nakon začepljenja poznat je kao napon zaštitnog razina, a dobro dizajnirani uređaj za zaštitu od prelivanja održava tu vrijednost znatno ispod napona otpornog na impulse opreme koju štiti.
Uređaji za zaštitu od prelivanja na bazi MOV-a široko se koriste jer nude odličan kapacitet apsorpcije energije u širokom rasponu amplituda prelivanja. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 3. točkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 3. točkom (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 3. točkom (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i Kombinacija brzog vremena odgovora i visokog energetskog kapaciteta čini ovu tehnologiju pouzdanom i u okruženjima s visokim frekvencijama i rijetkim, ali teškim udjelima munje.
Kako zaštitna naprava za zaštitu od prelivanja specifično štiti invertere
U slučaju da se ne primjenjuje, to se može učiniti na temelju podataka iz članka 4. stavka 2.
Inverter je jedna od najosjetljivijih komponenti na napon u bilo kojem sustavu obnovljive energije ili industrijskog napajanja. Oni sadrže izolirane transistore, kondenzatore, upravljače vrata i kontrolne ploče, a svi oni imaju precizne tolerancije napona. Čak i prolazni događaj koji traje samo nekoliko mikrosekundi i premašuje naponsku snagu komponente može trajno oštetiti sloj oksida vrata IGBT-a ili uzrokovati dijelektorski kvar kondenzatora.
U solarnoj fotonaponskoj instalaciji, pretvarač se nalazi na preseku žica za jednokratni tok i izlazne mreže za pretvoreni tok, što ga čini izloženim tranzicijima s obje strane istovremeno. Na strani DC-a, munje potiču struju koja putuje duž kablova. Na strani AC-a, događaji prebacivanja mreže i susjedna oprema mogu ubrizgati tranziente kroz izlazne terminale. Uređaj za zaštitu od prelivanja instaliran na ulazu u isto vrijeme i izlazu u pretvorniku stvara zaštitnu omotu koja dramatično smanjuje rizik od kvarova pretvarača povezanih s tranzicijom.
U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 Komisija je u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (b) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 utvrdila da je proizvod koji se koristi za proizvodnju električne energije u Uniji, koji je proizveden u Uniji, bio proizvođa Zamjena kvarenog pretvarača nije samo skupa u smislu same jedinice, već uključuje i gubitak prihoda od proizvodnje, troškove rada i potencijalne komplikacije u vezi s jamstvom. Uređaj za zaštitu od prelivanja u osnovi se isplaćuje izbjegavanjem jednog zamjene pretvarača.
U skladu s člankom 4. stavkom 2.
Priključci za zaštitu od prenapona u sustavu su jednako važni kao i električni parametri uređaja. Za optimalnu zaštitu, uređaj za zaštitu od prelivanja mora biti postavljen što je moguće bliže opremi za zaštitu. Što je duži provodnik između uređaja za zaštitu od prelivanja i pretvarača, to je u tom vodiču prisutna više rezidualne induktivnosti, što može omogućiti da se dio prolaznog napona još uvijek pojavi preko terminala pretvarača.
U PV sustavima najbolja praksa zahtijeva uređaj za zaštitu od prelivanja na jednokratnom kombinacijska kutija ili niz spojna kutija za upravljanje višim pritiskom na stranice niza i dodatni uređaj za zaštitu od viška na ulaznim terminalima pretvarača za drugi sloj zaštite. Na strani AC-a, na izlazu pretvornika i opet na glavnoj distribucijskoj ploči postavljen je uređaj za zaštitu od prelivanja kako bi se spriječilo povratak tranzicija iz mreže u pretvornik. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 Komisija može, ako je potrebno, provesti provjeru u skladu s člankom 3. stavkom 2.
U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, to se može smatrati primjenom članka 4. stavka 1. U slučaju da se ne provede primjena ovog pravila, sustav mora biti u stanju da primijeni sve potrebne mjere za zaštitu od pojačanja. Inženjeri koji projektiraju instalacije moraju osigurati da otpor na uzemljivanje ispunjava zahtjeve navedene u relevantnim standardima kao što su IEC 62305 i IEC 61643 te da su svi uzemljeni provodnici uređaja za zaštitu od prelivanja što kraći kako bi se smanjila induktivnost olova na uz
Zaštita osjetljive opreme za upravljanje i praćenje
Zašto su elektroničke kontrole posebno ugrožene
Osim pretvarača, moderne energetske instalacije oslanjaju se na gustu mrežu osjetljive elektroničke kontrole uključujući programirane logičke kontrolere, zapisnike podataka, komunikacijske kapije, senzore temperature i daljinske jedinice za praćenje. Ovi uređaji obično rade na niskim signalnim naponima, često 5V, 12V ili 24V, što ih čini redovima veličine ranjivijim na čak i male prolazne preobremenitve u usporedbi s napajnom opremom. Promenljiva koja može biti tolerirana u napajnom kabla bez oštećenja može odmah uništiti mikrokontroler ili pokvaren firmware.
U industrijskim okruženjima, kontrolni ormari često sadrže stotine tisuća dolara vrijedne precizne instrumente. Jedini pojačan udar koji dolazi od prekidača induktivnog opterećenja na istoj električnoj autobus može putovati uz signalne kablove u PLC-ove i I/O module, uzrokujući istovremene kvarove na više kontrolnih točaka. U tom slučaju ne nastaju samo troškovi popravaka, već i prekid proizvodnje, opasnosti za sigurnost i potencijalni gubitak podataka. Ugradnja uređaja za zaštitu od prelivanja za signalne i podatkovne linije na svakoj ulaznoj točki u upravljački kabinet standardna je praksa u dobro konstruiranim industrijskim objektima.
Komunikacijski sučelja kao što su RS-485, Ethernet i Modbus linije koje povezuju terenske uređaje s sustavima za praćenje također su vrlo osjetljivi na prolazna oštećenja. Uređaj za zaštitu od prelivanja dizajniran posebno za signalne linije koristi niže napone za pričvršćivanje i brže komponente za odgovor u usporedbi s uređajima za električne linije, osiguravajući da komunikacijska oprema ostane operativna čak i nakon događaja nadražaja u blizini. U skladu s člankom 4. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 Komisija može oduzeti od primjene Direktive 2008/57/EZ ako je to potrebno za provedbu njezine primjene.
Koordinacija zaštite u više vrsta opreme
Za učinkovitu zaštitu od prelivanja u složenom postrojenju potreban je koordinirani sustavni pristup, a ne izolirano postavljanje uređaja. Uređaj za zaštitu od prelivanja koji je odabran za glavnu ulaznu opskrbu mora biti sposoban za rukovanje najvećim prelivanjem energije, dok uređaji dalje nizvodno rješavaju postupno niže, ali brže prolazne. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, zaštitni sloj može se koristiti za zaštitu od pojačanja ili za zaštitu od pojačanja.
U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, "sredstva za zaštitu od prenapona" uključuju: U slučaju da se primjenjuje primjena ovog članka, sustav za zaštitu od uznemiravanja mora biti u skladu s člankom 6. stavkom 2. Ova koordinacija posebno je važna u postrojenjima u kojima se istodobno koriste i uređaji za zaštitu od pojačanja napajanja i signala.
U slučaju da se sustav ne može koristiti za zaštitu od prelivanja, potrebno je utvrditi vrijeme reakcije na to. Ubijanje svjetlosti uzrokovano munjom obično traje oko 8 mikrosekundi, dok se prijenos tranzicijskih valova može dogoditi mnogo brže. U skladu s člankom 4. stavkom 1. stavkom 2.
U skladu s člankom 4. stavkom 2.
Električna oznaka i parametri učinkovitosti
Izbor ispravnog uređaja za zaštitu od prelivanja počinje razumijevanjem električnih parametara sustava koji će se štititi. U slučaju solarnih fotonaponskih uređaja iz iste struje, maksimalni neprekidni radni napon (Ucpv) uređaja za zaštitu od prelivanja mora biti veći od maksimalne napetosti otvorenog kružnog spoja fotonaponske žice u najnižim uvjetima očekivane temperature. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, "sistem za zaštitu od PV-izbijanja" znači sustav za zaštitu od PV-izbijanja koji se koristi za zaštitu od PV-izbijanja.
U slučaju da je uređaj za praćenje struje u stanju da se izbaci iz sustava, mora se upotrebljavati sustav za praćenje struje. U slučaju da je sustav za zaštitu od pojačanja u području s učestalom aktivnošću munje, mora se upotrijebiti uređaj za zaštitu od pojačanja s vrijednostima Imax-a od 40 kA ili više kako bi se osiguralo da uređaj preživi višestruke pojave bez degradacije. U slučaju da je to moguće, mora se utvrditi da je to u skladu s člankom 6. stavkom 2.
U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2. Potvrda priznatih tijela, kao što su TUV i oznaka CE, također pokazuje sukladnost s relevantnim europskim direktivama o sigurnosti, što je posebno važno za projekte koji podliježu zahtjevima osiguranja ili regulatornoj inspekciji.
Razmatranja o instalaciji i održavanju
Uređaj za zaštitu od prelivanja treba odabrati ne samo zbog svojih električnih performansi, nego i zbog jednostavnosti ugradnje i održavanja. U skladu s člankom 1. stavkom 2. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za smanjenje emisija emisija iz obnovljivih izvora energije u skladu s člankom 2. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 u skladu s člankom 3. to U slučaju da je sustav za zaštitu od prelivanja u stanju djelovati, potrebno je osigurati da je sustav za zaštitu od prelivanja u stanju djelovati.
U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za sve proizvode koji se upotrebljavaju u proizvodnji električne energije, za koje se primjenjuje točka (b) ovog članka, za koje se primjenjuje točka (c) ovog članka, za koje se primjenjuje točka (d) ovog članka, za koje se Većina industrijskih kontrolnih ormarića koristi standardne skupove DIN šina, tako da se uređaj za zaštitu od prelivanja dizajniran za postavljanje DIN šina čisto integrira u postojeći raspored ormara bez potrebe za dodatnom hardverom. Kompaktni dizajn posebno je koristan u aplikacijama za modernizaciju gdje je prostor ormara ograničen, ali se u postojeću instalaciju dodaje zaštita od prelivanja.
U skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za zaštitu od prekida mora se upotrebljavati sustav za zaštitu od prekida. Ako je potrebno, mora se provjeriti da je sustav za zaštitu od pojačanja u području koji je pogođen eksplozivom u skladu s člankom 6. stavkom 2. Ako je rezervni uređaj pri ruci, zaštita se neće dugo odustati nakon pojave.
Često se javljaju pitanja
Koja je razlika između zaštitnog uređaja od prenapona i prekidača?
Prekidač je dizajniran za zaštitu od trajnog prekoračenja struje ili kratkog spoja prekidom spoja kada pretjerana struja teče značajno vrijeme. Naprotiv, uređaj za zaštitu od prelivanja napravljen je tako da može nositi izuzetno brze, visokoenergetske prijelazne napone koje traju samo mikrosekunde. Ove dvije funkcije su komplementarne, ali različite. Prekidač ne može reagirati dovoljno brzo da spriječi oštećenje od prelivanja, a uređaj za zaštitu od prelivanja nije dizajniran za rukovanje stalnom strujom kvarova. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 i člankom 3. stavkom (b) Uredbe (EU) br. 525/2012 i člankom 3. stavkom (b) Uredbe (EU) br. 525/2012 i člankom 3. stavkom (c) Uredbe (EU) br. 525/2012 i
Koliko često treba mijenjati zaštitnu opremu protiv prenapona?
U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, zaštitni uređaj za zaštitu od prelivanja može se koristiti za zaštitu od prelivanja. Svaki pojava poremećaja djelomično troši kapacitet apsorpcije energije unutarnjih komponenti, posebno MOV-ova. Mnogi moderni uređaji za zaštitu od prelivanja uključuju indikator stanja koji mijenja boju ili aktivira daljinski kontaktni signal kada uređaj dostigne kraj svog korisnog života. U skladu s općim smjernicama, uređaji za zaštitu od prenapona u područjima s jakim munjom trebali bi se provjeravati svake godine, a svaki uređaj koji je bio izložen poznatom jakom prenaponu trebao bi se ispitati ili zamijeniti bez obzira na vrijeme koje je prošlo od ugradnje.
Može li se uređaj za zaštitu od prelivanja koristiti i za AC i DC sustave?
Ne, uređaji za zaštitu od pretjeranih struja izmijenjivača i izmijenjivača tekućeg struje nisu zamjenjivi. Uređaji za zaštitu od kontinuiranog porasta posebno su dizajnirani tako da se nose s kontinuiranim naponom jednakoga toka bez degradacije, jer jednako struja ne prelazi prirodno nulu kao struja pretvornog struje, što otežava prekid bilo kakve daljnje struje nakon pojave porasta. Upotreba uređaja za zaštitu od prenapona na DC krugu može rezultirati upornošću luka, kvarom uređaja ili čak požarom. U svakom slučaju, ako je potrebno, potrebno je upotrijebiti sustav za zaštitu od prelivanja koji je odobren za određenu vrstu napona i za određenu primjenu.
Ako je to moguće, mora se provjeriti da li je to moguće.
Uobičajeni radni uvjeti: U slučaju da je to potrebno za zaštitu, zaštitni elementi moraju se koristiti za zaštitu od otpadnih struja. Uređaj se aktivira samo tijekom prolaznih događaja kada napon premaši prag za začepljanje. U skladu s člankom 4. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. stavkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. stavkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. stavkom (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i