Làm thế nào để tích hợp thiết bị bảo vệ chống sét cả ở phía AC và DC của hệ thống quang điện?

Tích hợp một thiết bị bảo vệ xung việc tích hợp vào một hệ thống quang điện không đơn thuần chỉ là cắm một thành phần vào và tiếp tục công việc. Đây là một quá trình đòi hỏi cách tiếp cận có chủ đích, dựa trên nền tảng kỹ thuật, tính đến các đặc tính điện riêng biệt của cả phía xoay chiều (AC) và một chiều (DC) trong hệ thống lắp đặt. Các xung sét, xung do đóng/ngắt mạch và các nhiễu loạn lưới điện đều có thể gây ra các đỉnh điện áp phá hủy lan truyền qua toàn bộ hệ thống, làm hư hại bộ nghịch lưu, tủ kết hợp (combiner box), thiết bị giám sát và thậm chí cả các mô-đun pin mặt trời (PV). Nếu không bố trí thiết bị bảo vệ chống xung (SPD) đúng cách ở cả hai phía, chỉ một sự kiện xung đột ngắn cũng có thể dẫn đến thời gian ngừng hoạt động tốn kém và chi phí thay thế thiết bị.

Bài viết này trình bày toàn bộ logic tích hợp cho việc triển khai thiết bị bảo vệ quá áp trên cả phía chuỗi DC và mảng pin mặt trời (array side) lẫn phía kết nối lưới điện xoay chiều (AC grid-connection side) của hệ thống điện mặt trời (PV). Dù bạn đang thiết kế hệ thống lắp đặt thương mại trên mái nhà hay dự án lắp đặt quy mô lớn trên mặt đất (utility-scale ground-mount), việc hiểu rõ vị trí lắp đặt từng thiết bị bảo vệ quá áp, cách lựa chọn thông số kỹ thuật phù hợp cũng như cách đấu nối và bảo trì các thành phần này một cách chính xác đều rất quan trọng nhằm đảm bảo độ tin cậy lâu dài cho toàn bộ hệ thống. Các hướng dẫn được nêu ở đây dựa trên kinh nghiệm thực tế từ công trường và tuân thủ các tiêu chuẩn IEC 61643 và IEC 62305 quy định về bảo vệ quá áp trong môi trường quang điện.

Hiểu rõ rủi ro do sóng xung trong hệ thống điện mặt trời

Tại sao hệ thống điện mặt trời đặc biệt dễ bị tổn thương

Các hệ thống quang điện liên tục chịu tác động của môi trường ngoài trời, do đó vốn dĩ dễ bị ảnh hưởng bởi sét và các hiện tượng phóng điện khí quyển. Các tuyến cáp dài nối giữa giàn pin mặt trời (PV) và bộ biến tần hoạt động như những ăng-ten, thu năng lượng điện từ cảm ứng phát sinh từ các vụ sét đánh gần đó, ngay cả khi không xảy ra sét đánh trực tiếp. Năng lượng cảm ứng này lan truyền dưới dạng điện áp quá độ dọc theo cả đường dây DC từ các mô-đun và đường dây AC hướng về điểm kết nối với lưới điện.

Ở phía DC, điện áp hở mạch của một chuỗi pin mặt trời (PV) đã có thể đạt vài trăm vôn trong điều kiện tiêu chuẩn. Khi một điện áp quá độ chồng lên điện áp nền này, đỉnh điện áp tổng hợp dễ dàng vượt quá khả năng chịu đựng của các tầng đầu vào bộ biến tần, các đi-ốt phân nhánh (bypass diodes) và hộp nối các thành phần. Ở phía xoay chiều (AC), các sự kiện chuyển mạch lưới điện, hoạt động của tụ bù và sự cố từ phía nhà cung cấp điện tạo ra các xung quá áp tăng nhanh có thể làm hỏng tầng đầu ra bộ nghịch lưu cũng như bất kỳ thiết bị đo lường hoặc truyền thông nào được kết nối.

Một thiết bị bảo vệ chống sét được lựa chọn và lắp đặt phù hợp ở mỗi phía sẽ chặn các xung quá áp này trước khi chúng đến các linh kiện điện tử nhạy cảm. Thiết bị này kẹp điện áp ở mức an toàn và dẫn dòng xung về đất, từ đó bảo vệ thiết bị phía hạ nguồn. Nếu thiếu lớp bảo vệ này, ngay cả một xung quá áp ở mức độ vừa phải cũng có thể làm suy giảm cách điện, gây nhảy aptomat sai do nhiễu hoặc dẫn đến hư hỏng linh kiện ngay lập tức.

Tính chất hai phía của nguy cơ sét đánh đối với hệ thống điện mặt trời

Một trong những sai lầm phổ biến nhất trong việc lập kế hoạch bảo vệ chống xung cho hệ thống điện mặt trời (PV) là coi hệ thống chỉ có một điểm dễ bị tổn thương. Trên thực tế, xung điện có thể xâm nhập từ cả hai hướng. Một sự kiện sét gần giàn pin sẽ truyền năng lượng vào phía DC, trong khi một sự cố trên lưới điện hoặc việc đóng/ngắt tải công nghiệp ở gần sẽ truyền năng lượng từ phía AC. Cả hai đường dẫn này đều phải được bảo vệ độc lập bằng một thiết bị bảo vệ chống xung chuyên dụng tại mỗi vị trí.

Bộ đổi nguồn (inverter) nằm giữa hai phía này và thường là thành phần đắt nhất trong hầu hết các hệ thống điện mặt trời. Đồng thời, đây cũng là thành phần dễ bị tổn thương nhất vì các linh kiện điện tử công suất của nó hoạt động gần giới hạn điện áp trong điều kiện vận hành bình thường. Việc lắp đặt một thiết bị bảo vệ chống xung tại các đầu nối đầu vào DC của bộ đổi nguồn và một thiết bị khác tại các đầu nối đầu ra AC sẽ tạo thành một 'vỏ bọc bảo vệ' bao quanh thành phần then chốt này. Cách tiếp cận bảo vệ hai phía này không phải là lựa chọn mà là bắt buộc đối với các hệ thống ở khu vực có nguy cơ cao về sét đánh hoặc đối với bất kỳ công trình nào mà chi phí gián đoạn vận hành là đáng kể.

Tích hợp Thiết bị Bảo vệ Chống Sóng Xung ở Phía DC

Đặt tại Hộp Kết hợp Dây chuyền (String Combiner Box)

Vị trí đầu tiên và quan trọng nhất để lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sóng xung ở phía DC là tại dây chuyền pin mặt trời (PV string) hộp kết hợp , còn được gọi là hộp kết hợp DC hoặc hộp nối mảng. Đây là nơi nhiều dây chuyền pin mặt trời (PV strings) được tập hợp lại trước khi đầu ra DC tổng được đưa đến bộ biến tần. Việc lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sóng xung tại vị trí này giúp chặn các xung quá áp ngay từ điểm sớm nhất trong mạch DC, ngăn chúng lan truyền sâu hơn vào hệ thống.

Đối với vị trí này, thiết bị bảo vệ quá áp phải được định mức cho điện áp hở mạch một chiều (DC) tối đa của dàn pin trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt nhất. Đối với các hệ thống vận hành ở điện áp 1000 V DC, thiết bị phải có xếp hạng bảo vệ điện áp và điện áp làm việc liên tục tối đa vượt trội một cách thoải mái so với giá trị này. Các xếp hạng phổ biến được sử dụng trong các dự án điện mặt trời quy mô nhà máy và thương mại bao gồm các phiên bản 1000 V DC và 1500 V DC, với xếp hạng dòng xung là 20 kA hoặc 40 kA tùy thuộc vào phân loại vùng bảo vệ sét của địa điểm.

Thiết bị bảo vệ quá áp tại hộp kết hợp cần được nối giữa mỗi cực DC và dây dẫn nối đất bảo vệ. Trong cấu hình hai cực, điều này có nghĩa là một thiết bị được nối giữa thanh dương và đất, và một thiết bị khác được nối giữa thanh âm và đất. Một số hệ thống sử dụng thiết bị ba cực hoặc thiết bị kết hợp có khả năng xử lý đồng thời cả hai cực. Việc lựa chọn phụ thuộc vào cấu hình nối đất của hệ thống và thiết kế cụ thể của sản phẩm thiết bị bảo vệ quá áp.

Vị trí tại đầu vào DC của bộ biến tần

Ngay cả khi thiết bị bảo vệ chống sét đã được lắp đặt tại hộp kết hợp (combiner box), việc lắp đặt thêm một thiết bị bảo vệ thứ hai tại các đầu vào DC của bộ biến tần vẫn được khuyến nghị mạnh mẽ đối với các hệ thống có khoảng cách cáp dài giữa hộp kết hợp và bộ biến tần. Độ tự cảm của cáp làm hạn chế khả năng kìm hãm hiệu quả các xung quá áp tăng nhanh tại đầu vào bộ biến tần của một thiết bị chống sét đặt xa. Điện áp dư xuất hiện tại đầu vào bộ biến tần sau khi thiết bị ở hộp kết hợp đã hoạt động vẫn có thể đủ cao để gây căng thẳng cho tụ điện đầu vào và các mô-đun IGBT của bộ biến tần.

Thiết bị bảo vệ quá áp tại đầu vào DC của bộ nghịch lưu hoạt động như hàng rào phòng thủ thứ hai, hấp thụ bất kỳ năng lượng xung còn sót lại nào chưa được thiết bị phía thượng nguồn hấp thụ hoàn toàn. Cách tiếp cận phân cấp này, đôi khi được gọi là sơ đồ phối hợp Loại 1 cộng Loại 2, là thực tiễn tiêu chuẩn trong các hệ thống điện mặt trời (PV) được thiết kế kỹ lưỡng. Thiết bị tại đầu vào bộ nghịch lưu thường là thiết bị bảo vệ quá áp Loại 2 với định mức dòng phóng điện thấp hơn, bởi vì thiết bị phía thượng nguồn đã hấp thụ phần lớn năng lượng xung.

Việc đấu nối đúng cách thiết bị bảo vệ quá áp phía DC là yếu tố then chốt. Các dây dẫn kết nối giữa thiết bị và thanh cái DC cần ngắn nhất có thể, lý tưởng nhất là dưới 50 cm, nhằm giảm thiểu độ sụt áp cảm ứng làm tăng điện áp kẹp mà bộ nghịch lưu phải chịu. Việc sử dụng dây dẫn ngắn nhất có thể và tránh các chỗ uốn cong không cần thiết trên dây dẫn kết nối là những biện pháp thực tế giúp nâng cao đáng kể hiệu quả lắp đặt thiết bị bảo vệ quá áp.

Tích hợp Thiết bị Bảo vệ Chống Sóng Xung ở Phía AC

Đặt tại Đầu ra AC của Bộ Biến tần

Ở phía AC, vị trí chính để lắp đặt thiết bị bảo vệ chống sóng xung là tại đầu ra AC của bộ biến tần, thường nằm bên trong hoặc ngay liền kề bảng ngắt AC hoặc bảng kết hợp. Vị trí này bảo vệ giai đoạn đầu ra của bộ biến tần khỏi các xung quá áp đến từ lưới điện và đồng thời cũng bảo vệ bất kỳ thiết bị giám sát, đo lường hoặc truyền thông nào được kết nối với thanh cái AC tại vị trí này.

Thiết bị bảo vệ chống sóng xung được chọn cho phía AC phải có định mức điện áp xoay chiều (AC) phù hợp với hệ thống, thường là 230 V một pha hoặc 400 V ba pha đối với hầu hết các hệ thống điện mặt trời thương mại và công nghiệp. Thiết bị cũng phải tương thích với tần số lưới điện và phải có điện áp hoạt động liên tục tối đa đủ để chịu đựng các dao động điện áp lưới bình thường. Đối với hệ thống ba pha, cần sử dụng thiết bị bảo vệ chống sóng xung ba cực hoặc bốn cực, bao phủ tất cả các dây dẫn pha và dây trung tính.

Định mức dòng xung cho thiết bị bảo vệ quá áp ở phía AC nên được chọn dựa trên vùng bảo vệ chống sét và khoảng cách từ điểm cấp điện chính. Thiết bị bảo vệ quá áp loại 2 có định mức 20 kA hoặc 40 kA là phù hợp cho hầu hết các ứng dụng đầu ra AC của hệ thống điện mặt trời (PV). Trong trường hợp lắp đặt tại khu vực có nguy cơ cao về sét đánh hoặc khi chiều dài đoạn cáp AC nối đến tủ phân phối chính lớn, việc sử dụng thiết bị bảo vệ quá áp loại 1 có định mức dòng xung cao hơn tại cấp độ tủ phân phối chính có thể là cần thiết.

Vị trí lắp đặt tại tủ phân phối AC chính hoặc điểm ghép nối chung

Đối với các hệ thống điện mặt trời (PV) quy mô lớn cấp điện vào tủ phân phối chính hoặc điểm ghép nối chung cùng với các tải khác, việc lắp thêm một thiết bị bảo vệ quá áp tại cấp độ tủ phân phối sẽ cung cấp khả năng bảo vệ toàn hệ thống. Thiết bị này xử lý các xung quá áp xâm nhập từ phía lưới điện và ngăn chúng không chỉ đến bộ nghịch lưu mà còn đến các tải nhạy cảm khác được kết nối chung vào cùng tủ phân phối.

Việc phối hợp giữa thiết bị bảo vệ quá áp tại đầu ra AC của bộ biến tần và thiết bị tại tủ phân phối chính tuân theo cùng một nguyên lý phân cấp (cascaded) như ở phía DC. Thiết bị ở cấp tủ phân phối, thường là loại Type 1 hoặc loại kết hợp Type 1 và Type 2, chịu trách nhiệm xử lý xung năng lượng cao ban đầu, trong khi thiết bị ở cấp bộ biến tần tiếp nhận phần năng lượng dư còn lại. Cách tiếp cận theo từng lớp này đảm bảo rằng không có thiết bị nào bị quá tải và khả năng bảo vệ vẫn duy trì hiệu quả trên phạm vi rộng các mức độ và dạng sóng của xung.

Khi lựa chọn thiết bị bảo vệ quá áp cho tủ điện chính, điều quan trọng là phải xác minh rằng mức điện áp bảo vệ của thiết bị được phối hợp phù hợp với điện áp xung chịu đựng của bộ biến tần và các thiết bị khác được kết nối. Mức bảo vệ của thiết bị bảo vệ quá áp phải thấp hơn điện áp chịu đựng của thiết bị để đảm bảo rằng thiết bị khống chế xung quá độ trước khi nó gây hư hại. Việc kiểm tra sự phối hợp này là bước bắt buộc trong mọi thiết kế chuyên nghiệp về bảo vệ quá áp cho hệ thống điện mặt trời (PV).

Các Thực hành Tốt Nhất về Nối đất, Đi dây và Lắp đặt

Vai trò của Hệ thống Nối đất có Trở kháng Thấp

Một thiết bị bảo vệ quá áp chỉ có thể thực hiện chức năng của nó một cách hiệu quả nếu nó có một đường dẫn xuống đất có trở kháng thấp, qua đó có thể chuyển dòng xung sét sang đất. Do đó, hệ thống nối đất của hệ thống điện mặt trời (PV) quan trọng ngang bằng chính thiết bị bảo vệ quá áp. Một kết nối nối đất có điện trở cao hoặc được liên kết kém sẽ khiến thiết bị bảo vệ quá áp phát sinh điện áp cao giữa hai đầu cực trong quá trình hoạt động, làm giảm hiệu quả bảo vệ và có thể cho phép các điện áp gây hư hại truyền tới thiết bị được bảo vệ.

Đối với các hệ thống lắp đặt điện mặt trời (PV), hệ thống nối đất cần bao gồm một điện cực nối đất chuyên dụng tại vị trí dàn pin, được nối điện với hệ thống giá đỡ kết cấu và với đầu nối đất của thiết bị bảo vệ quá áp phía DC. Thiết bị bảo vệ quá áp phía AC cần được nối điện với dây dẫn nối đất bảo vệ chính của tòa nhà hoặc cơ sở. Tất cả các điểm nối đất phải sử dụng dây dẫn có tiết diện phù hợp, thường là 6 mm² hoặc lớn hơn đối với dây nối đất của thiết bị bảo vệ quá áp, nhằm chịu được dòng xung mà không gây sụt áp quá mức.

Việc nối đẳng thế giữa hệ thống nối đất phía DC, hệ thống nối đất phía AC và hệ thống nối đất kết cấu của hệ thống giá đỡ pin mặt trời (PV) là điều kiện thiết yếu nhằm ngăn ngừa hiện tượng tăng điện thế đất trong trường hợp xảy ra xung. Khi các phần khác nhau của hệ thống có điện thế đất khác nhau trong thời gian quá độ, chênh lệch điện áp giữa chúng có thể làm hư hại thiết bị ngay cả khi từng thiết bị bảo vệ quá áp riêng lẻ vẫn hoạt động đúng. Một hệ thống nối đất thống nhất và có trở kháng thấp sẽ loại bỏ rủi ro này.

Giám sát và bảo trì các thiết bị đã lắp đặt

Thiết bị chống sét lan truyền là một thành phần bảo vệ tiêu hao. Mỗi lần thiết bị hấp thụ một sự kiện xung điện áp, nó sẽ tiêu tốn một phần năng lực bảo vệ của mình. Sau một sự kiện sét mạnh hoặc một loạt các đợt xung nhỏ hơn, thiết bị có thể đạt đến cuối vòng đời sử dụng và cần được thay thế. Phần lớn các thiết bị chống sét lan truyền hiện đại sản phẩm có trang bị chỉ báo trạng thái trực quan, thường là một cửa sổ đổi màu hoặc một cờ báo rơi xuống, để cảnh báo khi thiết bị đã suy giảm hiệu năng và cần được thay thế.

Việc đưa việc kiểm tra trạng thái thiết bị bảo vệ quá áp vào lịch bảo trì định kỳ của hệ thống điện mặt trời là một thực tiễn đơn giản nhưng thường bị bỏ qua. Việc kiểm tra trực quan định kỳ mỗi quý đối với tất cả các thiết bị đã lắp đặt, kết hợp với việc kiểm tra sau bão sau bất kỳ hoạt động sét đánh đáng kể nào trong khu vực, sẽ đảm bảo thiết bị bảo vệ luôn hoạt động hiệu quả. Một số mẫu thiết bị bảo vệ quá áp tiên tiến được trang bị tiếp điểm giám sát từ xa có thể kết nối vào hệ thống SCADA hoặc nền tảng giám sát của hệ thống, cho phép gửi cảnh báo tự động khi thiết bị cần thay thế.

Việc thay thế thiết bị bảo vệ quá áp đã suy giảm cần được thực hiện ngay lập tức. Việc vận hành hệ thống điện mặt trời với thiết bị bảo vệ quá áp bị hỏng ở phía AC hoặc DC sẽ khiến bộ biến tần và các thiết bị liên quan hoàn toàn không được bảo vệ trước sự kiện quá áp tiếp theo. Xét về chi phí tương đối thấp của một thiết bị bảo vệ quá áp so với chi phí thay thế bộ biến tần hoặc chi phí gián đoạn hoạt động của hệ thống, việc bảo trì kịp thời là một quyết định kinh tế rõ ràng.

Lựa chọn Thiết bị Bảo vệ Chống Sét Phù hợp cho Ứng dụng Điện mặt trời

Các Thông số Điện Chính Cần Đánh giá

Việc lựa chọn thiết bị bảo vệ chống sét phù hợp cho ứng dụng điện mặt trời đòi hỏi phải đánh giá một số thông số điện chính. Điện áp hoạt động liên tục tối đa của thiết bị phải cao hơn điện áp cao nhất xuất hiện trên các đầu nối của nó trong điều kiện vận hành bình thường, bao gồm cả dung sai điện áp lưới. Đối với các thiết bị lắp ở phía DC, điều này có nghĩa là phải tính đến điện áp hở mạch tối đa của dàn pin quang điện tại nhiệt độ môi trường thấp nhất dự kiến, bởi vì điện áp của mô-đun quang điện tăng lên khi nhiệt độ giảm xuống.

Dòng điện xả định mức và dòng điện xung tối đa xác định lượng năng lượng xung mà thiết bị bảo vệ chống sét có thể chịu đựng được. Các thông số này cần được lựa chọn phù hợp với phân loại vùng bảo vệ chống sét của vị trí lắp đặt, vốn được xác định dựa trên mật độ phóng điện sét đánh xuống mặt đất tại khu vực địa phương và các đặc điểm vật lý của công trình. Một thiết bị bảo vệ chống sét có thông số dòng điện xung 40 kA cung cấp biên độ an toàn cao hơn so với thiết bị 20 kA và thích hợp cho các vị trí lộ thiên hoặc các công trình có giá trị cao.

Mức bảo vệ điện áp của thiết bị chống sét, được biểu thị bằng kilovolt (kV), chỉ giá trị điện áp tối đa xuất hiện giữa hai đầu thiết bị trong quá trình thử nghiệm xung tiêu chuẩn. Giá trị này phải thấp hơn điện áp chịu xung của thiết bị được bảo vệ. Đối với bộ biến đổi năng lượng mặt trời (PV inverter), điện áp chịu xung đầu vào một chiều (DC) thường được nêu rõ trong bảng thông số kỹ thuật sản phẩm, và thiết bị chống sét cần được lựa chọn sao cho mức bảo vệ của nó đảm bảo một khoảng dự phòng đủ lớn so với giá trị này.

Tiêu chuẩn tuân thủ và yêu cầu chứng nhận

Đối với các ứng dụng điện mặt trời (PV), thiết bị bảo vệ quá áp phải tuân thủ tiêu chuẩn IEC 61643-11 đối với các thiết bị lắp đặt phía AC và tiêu chuẩn IEC 61643-31 đối với các thiết bị lắp đặt phía DC. Các tiêu chuẩn này quy định các phương pháp thử nghiệm, yêu cầu về hiệu năng và yêu cầu về nhãn mác đối với các thiết bị chống sét dùng trong hệ thống điện hạ thế và các hệ thống điện mặt trời (PV) tương ứng. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này đảm bảo rằng thiết bị đã được kiểm tra độc lập và xác nhận là hoạt động đúng như thông số kỹ thuật dưới các điều kiện xung sét tiêu chuẩn.

Ngoài việc tuân thủ tiêu chuẩn IEC, nhiều thị trường và đặc tả dự án còn yêu cầu dấu CE và chứng nhận TUV đối với các sản phẩm thiết bị bảo vệ quá áp sử dụng trong hệ thống điện mặt trời (PV). Các chứng nhận này cung cấp thêm sự đảm bảo về chất lượng sản phẩm và tính nhất quán trong quy trình sản xuất. Khi lựa chọn thiết bị bảo vệ quá áp cho một dự án điện mặt trời (PV) quy mô thương mại hoặc quy mô nhà máy điện, việc xác minh sản phẩm có đầy đủ các chứng nhận phù hợp với thị trường mục tiêu là một bước quan trọng trong quy trình mua sắm.

Một số nhà điều hành lưới điện và nhà cung cấp bảo hiểm có các yêu cầu cụ thể về việc lắp đặt thiết bị bảo vệ chống quá áp trong các hệ thống điện mặt trời nối lưới. Việc xem xét kỹ những yêu cầu này ngay từ giai đoạn thiết kế giúp đảm bảo thiết bị bảo vệ chống quá áp được chọn đáp ứng đầy đủ mọi tiêu chuẩn áp dụng và phương pháp lắp đặt tuân thủ đúng các quy định điện địa phương. Các lắp đặt không tuân thủ có thể gặp vấn đề trong quá trình phê duyệt nối lưới hoặc khi thực hiện yêu cầu bồi thường bảo hiểm sau sự cố tổn thất do quá áp.

Câu hỏi thường gặp

Tôi có cần lắp thiết bị bảo vệ chống quá áp ở cả phía xoay chiều (AC) và một chiều (DC) của hệ thống điện mặt trời không?

Có. Các xung điện áp có thể xâm nhập vào hệ thống điện mặt trời từ cả hai hướng — từ phía dàn pin trong các sự kiện sét đánh hoặc từ phía lưới điện trong các hiện tượng quá áp do đóng/ngắt mạch. Việc chỉ lắp thiết bị bảo vệ chống xung ở một phía sẽ để bộ biến tần và các thiết bị liên quan bị phơi nhiễm với các xung điện áp đến từ phía không được bảo vệ. Một chiến lược bảo vệ toàn diện yêu cầu lắp đặt thiết bị bảo vệ chống xung tại tủ kết hợp DC hoặc đầu vào DC của bộ biến tần, đồng thời lắp thêm một thiết bị bảo vệ chống xung khác tại đầu ra AC của bộ biến tần hoặc tại tủ phân phối chính.

Tôi nên chọn thiết bị bảo vệ chống xung phía DC có điện áp định mức bao nhiêu?

Thiết bị bảo vệ quá áp phải có điện áp hoạt động liên tục tối đa vượt quá điện áp hở mạch tối đa của dàn pin quang điện (PV) trong điều kiện nhiệt độ lạnh nhất dự kiến. Đối với các hệ thống được thiết kế để vận hành ở điện áp 1000 V một chiều (DC), cần sử dụng thiết bị bảo vệ quá áp có định mức 1000 V DC hoặc cao hơn. Đối với hệ thống 1500 V DC, phải sử dụng thiết bị có định mức 1500 V DC. Khi lựa chọn định mức thiết bị, luôn cần thêm một biên an toàn trên điện áp mảng tối đa đã tính toán.

Tôi nên kiểm tra hoặc thay thế thiết bị bảo vệ quá áp trong hệ thống điện mặt trời (PV) bao lâu một lần?

Việc kiểm tra trực quan tất cả các thiết bị bảo vệ quá áp đã được lắp đặt cần được thực hiện ít nhất mỗi quý và sau bất kỳ đợt hoạt động sét mạnh nào trong khu vực. Hầu hết các thiết bị đều có chỉ báo trạng thái thay đổi hình thức khi thiết bị đã bị suy giảm hiệu năng. Bất kỳ thiết bị bảo vệ quá áp nào hiển thị dấu hiệu lỗi cần được thay thế ngay lập tức. Ngay cả khi không có dấu hiệu suy giảm rõ ràng, các thiết bị ở những khu vực có tần suất sét đánh cao vẫn nên được thay thế định kỳ mỗi năm đến bảy năm như một biện pháp phòng ngừa.

Tôi có thể sử dụng thiết bị bảo vệ quá áp xoay chiều (AC) tiêu chuẩn ở phía một chiều (DC) của hệ thống điện mặt trời (PV) không?

Không. Các thiết bị bảo vệ quá áp xoay chiều (AC) tiêu chuẩn không phù hợp cho ứng dụng một chiều (DC). Mạch điện một chiều không có điểm cắt zero tự nhiên của dòng điện, điều này có nghĩa là khi một thiết bị bảo vệ quá áp bắt đầu dẫn điện, nó phải chủ động ngắt dòng điện tiếp theo để tránh hồ quang kéo dài. Các thiết bị bảo vệ quá áp được đánh giá cho mạch một chiều (DC) được thiết kế đặc biệt với cơ chế dập tắt hồ quang và các thành phần có định mức phù hợp với đặc tính điện áp và dòng điện một chiều. Việc sử dụng thiết bị dành cho mạch xoay chiều (AC) trên mạch một chiều (DC) tạo ra rủi ro cháy nổ và an toàn nghiêm trọng.