태양광 발전 결합기에 적합한 SPD(속도 보호 장치) 선택 방법

번개 한 방에 우리 설비의 절반이 날아갔던 날이 아직도 기억납니다.
단 10초 만에 인버터 40대, DC 케이블 1마일, 그리고 한 달 치 수익을 모두 잃었습니다.

예전에는 제가 직접 고르곤 했어요. 서지 보호 장치 브랜드명으로.
이제 15년간 이 분야에 몸담은 후, 제가 신뢰하는 숫자는 단 세 가지뿐입니다. 최대 직류 전압, 서지 전류 및 열 퓨즈 곡선.

만약 이 세 가지 요소가 어레이 사양(예: 1000V DC, Imax 40kA, 내장형 열 차단 장치)과 일치한다면, 현장 고장률을 90%까지 줄이고 PPA의 수익성을 유지할 수 있습니다.

계속 읽어보시면 제가 사용하는 정확한 수치, 공장에 요구하는 테스트, 그리고 번개보다 더 많은 예산을 날려버리는 단 하나의 실수를 알려드리겠습니다.

태양광 결합기 박스 안전에서 SPD의 역할

예전에 6kV 반동으로 용접되어 완전히 막힌 접속함 박스를 열어본 적이 있습니다.

페인트는 벗겨지고, 구리 버스바는 하나로 굳어버렸으며, 그 현장은 6주 동안 가동이 중단되었습니다.
보험사는 그걸 "천재지변"이라고 불렀고, 나는 SPD(특수 진료 기록) 누락이라고 불렀다.

이제 저는 모든 접속함에 서지 보호기를 설치합니다.
이들은 서지 전압을 1.5kV로 ​​제한하고, 화재 등급을 UL 94 V-0으로 유지하며, 폭풍이 계속되는 동안에도 인버터가 전력을 계속 판매할 수 있도록 합니다.
제가 여태껏 사본 보험 중에 제일 싸네요.

상자 안에서 서지가 실제로 무슨 일을 하는가

DC 스트링 케이블은 기본적으로 200미터 안테나입니다.
번개가 2km 이내에 떨어지면 케이블은 4kV의 전압 급증을 받을 수 있습니다.
서지 보호 장치(SPD)가 없으면, 그 스파이크가 퓨즈 홀더를 가로질러 아크를 일으키고 15A 퓨즈를 녹인 다음 캐비닛 벽으로 뛰어듭니다.
6,000°C에서 페인트는 탄화되고 상자는 화재의 원인이 됩니다.

화재 보고서에 "전기 아크"라고 적힌 세 곳의 화재 현장 사진을 아직도 보관하고 있습니다.
동일한 설계에 SPD를 추가한 후, 다음 보고서에는 간단히 "손상 없음"이라고만 나와 있었습니다.

SPD를 박스에 맞게 조정하는 방법

수년간의 테스트와 실패 끝에, 저는 선택 과정을 세 가지 요소로 단순화했습니다.

시스템 DC 전압- -20°C에서 Voc 값을 초과해야 합니다.

공칭 방전 전류(In)온화한 기후에서는 20kA, 해안 또는 낙뢰 발생 빈도가 높은 지역에서는 40kA입니다.

전압 보호 레벨(상향)인버터의 임펄스 정격(일반적으로 2kV) 이하로 유지하십시오.

실제 적용 사례는 다음과 같습니다.

저는 SPD를 살 때 항상 다음 사항을 고려합니다. 직류 아크 소멸 전류제품 사양서에 명시되어 있습니다.
그건 인버터의 릴레이를 기다리지 않고도 후속 전류를 차단할 수 있다는 걸 의미합니다.
저는 또한 다음을 주장합니다. 중간핀 테스트 보고서— 이는 해당 모듈이 스트레스 상황에서도 안전하게 고장난다는 것을 입증합니다.

제가 설치하는 곳

퓨즈와 동일한 DIN 레일에 SPD를 장착하고, 전선 길이는 30cm 미만으로 유지하며, 인덕턴스를 없애기 위해 두 전선을 꼬아서 연결합니다.
1cm가 추가될 때마다 1kA/µs에서 약 10V가 추가되므로, 50cm의 여유만 있어도 1.5kV 클램프가 2kV의 심각한 문제로 이어질 수 있습니다.

그 옆에 3A짜리 소형 차단기를 하나 더 설치했습니다.
텍사스의 한 업체는 이제 고장난 SPD를 4분 이내에 교체합니다.
바로 옆 부지는 아직 완전히 폐쇄해야 하며, 그로 인해 3시간 동안의 일조권 수익을 잃게 됩니다.

직류 전압 정격 및 보호 수준 설명

예전에 온도 요인을 확인하지 않고 "1000V" SPD 라벨을 믿었던 적이 있습니다.
그 실수 때문에 인버터 두 개가 고장 나서 내 첫 차값보다 더 많은 돈을 썼어.

이제 저는 모든 SPD의 정격 전압을 저온 개방 회로 전압(Voc)보다 20% 높게 설정하고, 클램프 전압이 인버터의 임펄스 정격보다 최소 30% 낮도록 합니다.
그 두 단계 규칙 덕분에 저는 5년 동안 보증 청구 건수가 단 한 건도 없었습니다.

영하 20°C에서의 Voc 값이 중요한 이유는 무엇일까요?

실리콘 전압은 25°C 이하에서 온도가 1도 낮아질 때마다 0.3%씩 상승합니다.
25°C에서 950V를 나타내는 전압계는 -20°C에서 1090V를 나타냅니다.
SPD의 Uc가 1,000V에 불과하면 누전이 발생하고 과열되어 고장이 날 것입니다.
온타리오에서 12개 모듈이 하룻밤 사이에 작동을 멈추는 바람에 그 교훈을 뼈저리게 배웠습니다.

박사 학위 없이 Up, Uc, In을 읽는 방법

UC- SPD가 지속적으로 견딜 수 있는 최대 DC 전압.

위로– 전압 급증 시 잔류 전압.

~ 안에– 전류를 15번 견뎌도 손상되지 않습니다.

저는 모든 결합 상자 안쪽에 있는 노란색 스티커에 이 세 숫자를 적습니다.
어떤 기술자라도 몇 초 만에 일치 여부를 확인할 수 있습니다.

숨겨진 함정: SPD 이후 케이블 길이

클램프는 SPD 단자에서 작동하지만, 인버터는 해당 클램프와 케이블 드롭만 인식합니다.
한번은 SPD에서 1.8kV를 측정했는데, 35m 떨어진 인버터에서는 2.4kV가 측정되었습니다.
이제 DC 케이블 길이가 20m를 초과할 때마다 인버터에 두 번째 SPD(속도 제어 장치)를 추가합니다.
가격은 약 42달러이며, 12,000달러 상당의 인버터를 절약할 수 있습니다.

1형 SPD와 2형 SPD의 차이점은 무엇일까요?

한 공급업체가 프레임 장착형 박스용 "유형 2" 부품을 제게 배송한 적이 있습니다.
첫 번째 문제가 발생했고, 보험 보고서에는 "분류 오류"라고 적혀 있어 보험금 청구가 거부되었습니다.

현재 저는 낙뢰 방지 프레임에 연결된 박스에는 1형 SPD를 사용하고, 20미터 이상 떨어져 있는 박스에는 2형 SPD를 사용합니다.
바로 그 차이점 하나가 전압 서지가 외부에서 소멸될지 아니면 인버터실로 곧바로 유입될지를 결정합니다.

진정으로 중요한 검사 물결

유형 1– 10/350 µs 파동(25 C 전하)으로 테스트했으며, 직접 타격을 시뮬레이션합니다.

유형 2– 8/20 µs 파형으로 테스트하여 유도 서지를 시뮬레이션했습니다.

저는 두 파형을 모든 구매 주문서에 붙여넣습니다.
한 공급업체가 8/20 µs 테스트 결과만 표기된 "Type 1+2" 부품을 저에게 판매하려고 했습니다.
세관에 도착하기 전에 해당 물품을 거부했습니다.

실질 달러 기준 비용 차이

200MW 규모의 발전소에서 그 차액은 64,000달러에 불과하지만, 인버터 스트링 하나가 고장 나면 120,000달러의 손실이 발생합니다.
제가 제시한 절충안은 다음과 같습니다. 각 행의 첫 번째 결합기에는 유형 1을, 나머지에는 유형 2를 적용합니다.
예산을 42% 절감하면서도 모든 보험사의 요구 사항을 충족합니다.

가짜 하이브리드 자동차를 구별하는 방법

일부 라벨에는 "T1+T2"라고 크게 쓰여 있지만, 내부는 그냥 40kA 8/20µs 배리스터일 뿐입니다.
저는 항상 확인합니다. 임프그리고 비에너지(MJ)데이터시트에 나와 있는 값입니다.
그들이 없으면, 나는 그냥 가버립니다.
그런 다음 영업 사원이 아직 이야기하는 동안 온라인으로 UL 1449 파일 번호를 확인합니다.

태양광 서지 보호 장치 설치 팁

예전에 새 SPD에서 라인과 부하를 반대로 연결했더니 배리스터가 캐비닛을 가로질러 튀어 오르는 것을 본 적이 있습니다.
쾅 하는 소리가 너무 커서 경비원이 커피잔을 떨어뜨렸다.

이제 저는 모든 SPD를 10 AWG 연선 구리선으로 배선하고, 루프 면적을 5cm² 미만으로 유지하며, 현장에서 작업팀이 전원이 공급된 상태에서 교체할 수 있도록 32A DIN 차단기를 추가합니다.
이러한 습관 덕분에 평균 수리 시간이 단 8분으로 단축되었습니다.

단계별 조립 방법을 모든 견습생에게 가르칩니다.

1DC 스위치를 사용하여 해당 스트링을 차단하고 Voc가 50V 미만이 될 때까지 기다리십시오.

2SPD를 퓨즈 옆에 장착하고 입력 단자가 위쪽을 향하도록 하십시오.

3절연체를 6mm만 벗겨내고 공극을 유지하십시오.

4토크를 1.2Nm로 조이세요. 나사가 헐거워지면 열이 50°C 증가합니다.

532A 차단기를 추가하십시오. SPD 아이솔레이터영어 및 스페인어로 제공됩니다.

저는 모든 관절 부위를 사진으로 찍어 클라우드 폴더에 업로드합니다.
보험사에서 증빙 자료를 요청하면 점심 식사 전에 링크를 보냅니다.

아무도 적어두지 않는 접지 비법

SPD의 접지선에서 박스 접지 바까지 6mm² 크기의 녹색-노란색 전선을 직접 연결하십시오.
절대로 다른 장치를 통해 직렬로 연결하지 마십시오. 그렇게 하면 0.5Ω의 저항이 추가되어 1kA에서 전압 클램프가 500V 상승합니다.
50MHz 오실로스코프로 확인해 보니 숫자는 거짓말을 하지 않더군요.

트럭에 보관하는 공구들

각 작업이 끝날 때마다 SPD의 QR 코드를 스캔하고 날짜를 기록합니다.
앱이 2년 차에 재확인하라고 알림을 보내줍니다.
그 루틴을 시작한 이후로, 우리는 다음과 같은 것들을 얻었습니다. 예상치 못한 실패는 전혀 없습니다..

결론

올바른 SPD를 한 번만 선택하면 어떤 폭풍우 속에서도 푹 잘 수 있습니다.
어레이 전압과 설치 위치 정보를 보내주세요.
다음번 천둥구름이 몰려오기 전에 고객님께 딱 필요한 서지 보호 장치를 찾아드리겠습니다.