Các mô-đun PV được kết nối nối tiếp nên chú ý đến:
Khi hệ thống quang điện được kết nối với lưới điện để phát điện, mảng quang điện phải thực hiện toàn bộ điều khiển theo dõi điểm điện để có được tổng sản lượng điện dưới bất kỳ ánh nắng mặt trời hiện tại nào liên tục. Do đó, khi thiết kế số lượng mô-đun PV nối tiếp, cần lưu ý các vấn đề sau:
1) Các thông số kỹ thuật, loại, số lượng sê-ri và góc lắp đặt của các mô-đun PV được kết nối với cùng một biến tần phải nhất quán.
2) Cần xem xét hệ số nhiệt độ của điện áp làm việc tối ưu (Vmp) và điện áp mạch hở (Voc) của các mô-đun quang điện. Vmp của mảng quang điện được kết nối nối tiếp phải nằm trong phạm vi MPPT của biến tần và Voc phải thấp hơn điện áp đầu vào của biến tần. Giá trị tối đa.
Nói chung, dải điện áp đầu vào DC của biến tần là cụ thể. Điện áp đầu vào DC tối đa được đề xuất của biến tần kết nối lưới quang điện là 1100V và phạm vi MPPT là 200V ~ 1000V. Khi chọn số lượng mô-đun trong một chuỗi, cần xem xét hai khía cạnh: một là điện áp hở mạch. Giới hạn cao phải nhỏ hơn điện áp chịu đựng tối đa của biến tần; thứ hai là giới hạn thấp của điện áp làm việc định mức không nhỏ hơn giá trị tối thiểu của dải MPPT biến tần. Kết hợp các điều kiện trên, chúng tôi chọn số lượng kết nối nối tiếp tối đa cho các mô-đun quang điện không quá 21 dưới dạng một chuỗi. Ở nhiệt độ phòng 25 °C, điện áp hở mạch là 39,8V×20 dây = 796V, và tổng điện áp làm việc là 32,1V × 20 = 642V, đáp ứng yêu cầu của máy.
Độ tin cậy và an toàn của hệ thống
1. Biến tần có độ tin cậy và an toàn tốt
1) Chức năng điều khiển vòng kín đồng bộ: lấy mẫu và so sánh điện áp lưới điện bên ngoài, pha, tần số và các tín hiệu khác, đồng thời luôn giữ cho đầu ra biến tần đồng bộ với lưới điện bên ngoài, chất lượng điện ổn định và đáng tin cậy, không gây ô nhiễm lưới điện và có hiệu suất an toàn tốt.
2) Nó có chức năng tự động tắt và hoạt động: biến tần phát hiện điện áp, pha, tần số, đầu vào DC, điện áp đầu ra AC, dòng điện và các tín hiệu khác của lưới điện bên ngoài trong thời gian thực. Khi điều kiện bất thường xảy ra, nó sẽ tự động bảo vệ và ngắt kết nối đầu ra AC; khi nguyên nhân sự cố biến mất và lưới điện trở lại bình thường, biến tần sẽ phát hiện và trễ trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó khôi phục đầu ra AC và tự động kết nối với lưới điện, với độ tin cậy tốt.
3) Chức năng bảo vệ: Nó có các chức năng bảo vệ như quá áp, mất điện áp, phát hiện và bảo vệ tần số, quá tải và quá dòng, rò rỉ, chống sét, ngắn mạch nối đất và cách ly tự động lưới điện.
2. Hiệu suất an toàn hệ thống
Do toàn bộ hệ thống phát điện quang điện được trang bị thiết bị chống sét an toàn và đáng tin cậy, biến tần được chọn có các biện pháp bảo vệ như quá áp, dưới điện áp, quá tải và quá dòng, nối đất ngắn mạch, rò rỉ, v.v., vì vậy toàn bộ hệ thống có các chức năng bảo vệ này để đảm bảo rằng thiết kế và thiết bị thường hoạt động để đảm bảo an toàn tiêu thụ điện của toàn bộ hệ thống.
Trong hệ thống trạm điện quang điện, nối đất là một phần quan trọng của thiết kế điện, liên quan đến sự an toàn của thiết bị và nhân viên của nhà máy điện. Một thiết kế nối đất tốt có thể đảm bảo rằng nhà máy điện ở trong môi trường hoạt động an toàn trong một thời gian dài, giảm tần số sự cố của trạm điện và nâng cao hiệu quả hoạt động chung của nhà máy điện. Vậy các loại nối đất phổ biến trong các nhà máy điện quang điện là gì?
1. Căn cứ là gì
Nối đất đề cập đến việc kết nối điểm trung tính của hệ thống điện và các thiết bị điện, các bộ phận dẫn điện tiếp xúc của thiết bị điện và các bộ phận dẫn điện bên ngoài thiết bị với mặt đất thông qua dây dẫn. Nó có thể được chia thành nối đất làm việc, nối đất chống sét và nối đất bảo vệ.
2.Vai trò của nối đất
Chúng ta thường chỉ biết rằng tiếp đất có thể ngăn ngừa những cú sốc cá nhân. Nhưng, trên thực tế, ngoài chức năng này, nối đất cũng có thể ngăn thiết bị và đường dây bị hư hỏng, ngăn ngừa hỏa hoạn, ngăn chặn sét đánh, ngăn ngừa hư hỏng tĩnh điện và đảm bảo hoạt động thường xuyên của hệ thống điện.
01 Bảo vệ chống điện giật
Trở kháng của cơ thể con người có mối quan hệ tuyệt vời với các điều kiện của môi trường. Do đó, nối đất là một cách hiệu quả để ngăn ngừa điện giật. Sau khi thiết bị điện được nối đất thông qua thiết bị nối đất, tiềm năng của thiết bị điện gần với tiềm năng mặt đất. Do điện trở nối đất, các thiết bị điện đến tiềm năng mặt đất luôn tồn tại. Nó càng lớn thì càng nguy hiểm khi ai đó chạm vào nó. Tuy nhiên, giả sử thiết bị nối đất không được cung cấp. Trong trường hợp đó, điện áp của vỏ thiết bị bị lỗi sẽ giống như điện áp pha-nối đất, vẫn cao hơn nhiều so với điện áp nối đất, do đó nguy cơ cũng sẽ tăng lên tương ứng.
02 Đảm bảo vận hành thường xuyên hệ thống điện
Việc nối đất của hệ thống điện, còn được gọi là nối đất làm việc, thường được nối đất tại điểm trung tính của trạm biến áp hoặc trạm biến áp. Yêu cầu về điện trở nối đất để nối đất làm việc là tối thiểu và cần có lưới nối đất cho các trạm biến áp quy mô lớn để đảm bảo rằng điện trở nối đất nhỏ và đáng tin cậy. Mục đích của mặt bằng làm việc là làm cho tiềm năng giữa điểm trung tính của lưới điện và mặt đất gần bằng không. Hệ thống phân phối điện hạ thế không thể tránh đường pha chạm vào vỏ hoặc mặt đất sau khi đường pha bị đứt. Nếu điểm trung tính được cách điện từ mặt đất, điện áp đến đáy của hai pha còn lại sẽ tăng lên gấp ba lần điện áp pha, điều này có thể khiến thiết bị làm việc điện có điện áp 220 bị cháy. Đối với hệ thống nối đất điểm trung tính, ngay cả khi một pha bị đoản mạch xuống đất, hai pha còn lại vẫn có thể gần với điện áp pha, do đó các thiết bị điện kết nối với hai pha khác nhau sẽ không bị hư hỏng. Ngoài ra, nó có thể ngăn hệ thống dao động, và mức cách điện của thiết bị và đường dây điện chỉ cần được xem xét theo điện áp pha.
03 Bảo vệ chống sét đánh và nguy cơ tĩnh điện
Khi sét xảy ra, ngoài sét trực tiếp, sét cảm ứng cũng được tạo ra, và sét cảm ứng được chia thành sét cảm ứng cùn tĩnh và sét cảm ứng điện từ. Phương pháp quan trọng nhất của tất cả các biện pháp chống sét là nối đất.
3. Các loại nối đất
Các loại nối đất phổ biến như sau: nối đất làm việc, nối đất chống sét, nối đất bảo vệ, nối đất che chắn, nối đất chống tĩnh điện, v.v.
01 Nối đất chống sét
Nối đất chống sét là một hệ thống nối đất để ngăn ngừa thiệt hại khi bị sét đánh (đánh trực tiếp, cảm ứng hoặc giới thiệu đường dây).
Là một phần của các biện pháp chống sét, nối đất chống sét đưa dòng sét vào trái đất. Chống sét của các tòa nhà và thiết bị điện chủ yếu sử dụng một đầu của bộ chống sét (bao gồm cột thu lôi, dây đai chống sét, lưới chống sét, thiết bị ngăn sét, v.v.) để kết nối với thiết bị được bảo vệ. Đầu kia được kết nối với thiết bị mặt đất. Kết quả là, sét được hướng về phía chính nó, và dòng sét đi vào trái đất thông qua dây dẫn xuống và thiết bị nối đất của nó. Ngoài ra, do tác dụng phụ của cảm ứng tĩnh điện do sét đánh, để ngăn ngừa thiệt hại gián tiếp, chẳng hạn như cháy nhà hoặc điện giật, thường cần phải nối đất cho các thiết bị kim loại, ống kim loại và kết cấu thép của tòa nhà.
02 nối đất làm việc AC
Nối đất làm việc AC là kết nối trực tiếp một điểm nhất định trong hệ thống điện hoặc thông qua các thiết bị đặc biệt với trái đất để kết nối kim loại. Nối đất làm việc chủ yếu đề cập đến việc nối đất đầu trung tính của máy biến áp hoặc đường trung tính (đường dây N). Dây N phải được cách điện bằng lõi đồng. Có các thiết bị đầu cuối liên kết đẳng thế phụ trợ trong phân phối điện, và các thiết bị đầu cuối liên kết đẳng thế thường nằm trong tủ. Cần lưu ý rằng thiết bị đầu cuối này không thể được tiếp xúc; nó không thể được trộn lẫn với các hệ thống nối đất khác, chẳng hạn như nối đất DC, nối đất che chắn, nối đất chống tĩnh điện, v.v.; nó cũng không thể được kết nối với dây PE.
03 Nối đất bảo vệ an toàn
Nối đất an toàn tạo ra một kết nối kim loại tốt giữa các bộ phận kim loại không tích điện của thiết bị điện và thân nối đất. Trong một nhà máy điện quang điện, chủ yếu có các bộ biến tần, linh kiện và hộp phân phối cần được nối đất để bảo vệ an toàn.
▲ Nối đất vỏ biến tần
▲ Nối đất mô-đun quang điện
04 Khiên đất
Để ngăn chặn sự can thiệp của các trường điện từ bên ngoài, việc nối đất của vỏ ngoài của thiết bị điện tử và dây được che chắn bên trong và bên ngoài thiết bị hoặc các ống kim loại đi qua nó được gọi là nối đất che chắn. Phương pháp nối đất này thường được sử dụng để nối đất lớp che chắn của đường dây liên lạc RS485 trong trạm điện quang điện, có thể ngăn chặn hiệu quả trường điện từ can thiệp vào giao tiếp khi nhiều bộ biến tần thực hiện giao tiếp nối tiếp 485.
▲ Lớp che chắn của đường truyền thông 485 được nối đất
05 Nối đất chống tĩnh điện
Đối với một số môi trường lắp đặt biến tần cụ thể, chẳng hạn như lắp đặt trong phòng máy tính khô ráo, nối đất để ngăn chặn sự can thiệp của biến tần tĩnh điện do khí hậu khô cằn của phòng máy tính được gọi là nối đất chống tĩnh điện. Thiết bị nối đất chống tĩnh điện có thể được chia sẻ với thiết bị nối đất an toàn của biến tần.
Các yêu cầu đặc điểm kỹ thuật điện trở nối đất tiêu chuẩn được trình bày trong bảng sau:
Tóm tắt
Là một tập hợp các hệ thống vận hành dài hạn, các nhà máy điện quang điện cần được nối đất trong quá trình thiết kế và thi công để giảm thiểu việc vận hành và bảo trì không cần thiết trong giai đoạn sau để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả lâu dài.
Với ứng dụng rộng rãi của phát điện quang điện, kết nối giữa các mô-đun quang điện và chuỗi mô-đun, kết nối đầu cuối DC của hộp kết hợp, bộ biến tần và các thiết bị khác được sử dụng rộng rãi trong các đầu nối MC4 / H4 tiêu chuẩn quốc tế, như trong Hình 1 và Hình 1. 2 hiển thị.
▲Hình 1
▲Hình 2
1. Yêu cầu về hiệu suất của đầu nối quang điện
Vậy các yêu cầu về hiệu suất của các đầu nối quang điện là gì?
Đầu tiên, đầu nối quang điện phải có độ dẫn điện tốt và điện trở tiếp xúc không được lớn hơn 0,35 milliohms.
Thứ hai, nó cần phải có hiệu suất an toàn tốt để đảm bảo hiệu suất an toàn của các mô-đun pin mặt trời. Thứ ba, môi trường và khí hậu nơi sử dụng thiết bị năng lượng mặt trời đôi khi trong thời tiết và môi trường khủng khiếp. Do đó, nó phải có khả năng chống thấm nước, có nhiệt độ cao, chống ăn mòn, cách nhiệt cao và các đặc tính khác, và mức độ bảo vệ phải đạt IP68.
Thứ ba, cấu trúc của đầu nối năng lượng mặt trời phải chắc chắn và đáng tin cậy, và lực kết nối giữa đầu nối nam và nữ không được nhỏ hơn 80N. Đối với đầu nối MC4 được kết nối với cáp bốn mm², khi mang dòng điện 39A, nhiệt độ không được vượt quá nhiệt độ giới hạn trên là 105 độ. Đầu nối MC4 / H4 là đầu nối lõi đơn với tiêu đề nam và nữ và có nhiều ưu điểm như niêm phong tốt, kết nối thuận tiện, bảo trì, bảo trì thuận tiện.
2. Các biện pháp phòng ngừa khi lắp đặt các đầu nối quang điện
Việc lựa chọn phích cắm cần chú ý đến chất lượng sản phẩm, bao gồm kích thước của dây dẫn kim loại bên trong, độ dày vật liệu, độ đàn hồi và lớp phủ phải đáp ứng khả năng mang dòng điện lớn. Tiếp xúc tốt, nhựa của vỏ phích cắm phải đảm bảo rằng bề mặt mịn màng mà không có vết nứt, và giao diện được niêm phong tốt. Khi lắp đặt đầu nối thành phần, tránh tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và mưa để tránh lão hóa đầu nối, ăn mòn đầu nối và cáp bên trong, tăng khả năng chống tiếp xúc hoặc thậm chí tia lửa, dẫn đến giảm hiệu quả hệ thống hoặc tai nạn hỏa hoạn.
Khi cài đặt các đầu nối quang điện, liên kết uốn là ưu tiên hàng đầu và nên sử dụng các công cụ uốn chuyên nghiệp. Trước khi xây dựng nhà máy điện quang điện, các nhà lắp đặt kỹ thuật có liên quan cần được đào tạo về các hoạt động uốn.
▲Hình 3
Với sự phát triển của công nghệ tế bào quang điện, công suất của một mô-đun quang điện duy nhất cũng đang tăng lên, và dòng điện chuỗi cũng đang dần tăng lên. Mặc dù về mặt lý thuyết, thiết kế mang một bản nháp của đầu nối MC4 / H4 là đủ để đáp ứng các yêu cầu của các mô-đun công suất lớn này, Do nhiều lý do, trong những năm gần đây, nhiều trạm phát điện quang điện đã gặp ngày càng nhiều tai nạn trong đó các đầu nối bị nóng chảy, đốt cháy và thậm chí dẫn đến việc đốt cháy các hộp kết hợp và biến tần. Hình 5, Hình 6, Hình 7.
▲Hình 5
▲Hình 6
▲Hình 7
Như chúng ta đã biết, trong một trạm điện quang điện 100kWp, thường có 600-1000 đầu nối như vậy và trạng thái làm việc của chúng, chẳng hạn như điện trở tiếp xúc, rất quan trọng đối với hoạt động thường xuyên của trạm điện quang điện. Điều kiện làm việc kém của đầu nối sẽ ảnh hưởng đến sự gia tăng điện trở trong của phía DC, điều này sẽ dẫn đến giảm hiệu suất phát điện của trạm điện. Trong trường hợp xấu nhất, tiếp xúc kém sẽ khiến đầu nối nóng lên hoặc thậm chí làm cháy đầu nối, điều này sẽ dẫn đến việc đốt cháy hộp kết hợp và biến tần (Hình 7). Và thậm chí nghiêm trọng hơn có thể dẫn đến sự xuất hiện của các đám cháy quy mô lớn.
Tóm tắt:Các đầu nối thành phần, trình cắm đầu nối được kết nối với hộp kết hợp và bộ biến tần chuỗi là nơi xảy ra lỗi thường xuyên. Mặc dù đầu nối nhỏ, nhưng nó rất cần thiết trong hệ thống phát điện quang điện. Đặc biệt trong quá trình vận hành và bảo trì sau khi hoàn thành trạm điện, cần chú ý đến tình trạng hoạt động của nó và thường xuyên kiểm tra sự gia tăng nhiệt độ của phích cắm kết nối để đảm bảo không có sự bất thường và hoạt động thường xuyên.
Trước hết, các plug-in gián tiếp của các mô-đun quang điện phải được kết nối chắc chắn và kết nối giữa cáp bên ngoài và đầu nối phải được đóng hộp; sau khi chuỗi mô-đun quang điện được kết nối, cần kiểm tra điện áp mạch hở và dòng ngắn mạch của chuỗi mô-đun quang điện; Các bản vẽ và thông số kỹ thuật yêu cầu nối đất đáng tin cậy.
Trong quá trình cài đặt các mô-đun quang điện, cần đặc biệt chú ý đến các biện pháp phòng ngừa sau:
1) Chỉ các mô-đun quang điện có cùng kích thước và đặc điểm kỹ thuật mới có thể được kết nối nối tiếp;
2) Nghiêm cấm lắp đặt các mô-đun quang điện trong điều kiện thời tiết mưa, tuyết hoặc gió;
3) Nghiêm cấm kết nối các phích cắm nhanh dương và âm của cùng một đoạn đường kết nối mô-đun quang điện;
4) Việc sử dụng bảng nối đa năng mô-đun quang điện (EVA) sẽ bị cấm nếu nó bị hỏng;
5) Nghiêm cấm bước lên bo mạch pin để tránh làm hỏng các bộ phận hoặc thương tích cá nhân;
6) Nghiêm cấm ép hoặc đập, va chạm hoặc làm xước kính cường lực của các mô-đun quang điện bằng vật sắc nhọn;
7) Các tấm pin mặt trời chưa đóng gói tại công trường xây dựng phải được đặt phẳng với mặt trước hướng lên trên, với pallet gỗ hoặc bao bì bảng điều khiển ở phía dưới, và nghiêm cấm đặt chúng thẳng đứng, xiên hoặc lơ lửng trong không khí, và nghiêm cấm để mặt sau của các mô-đun tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời;
8) Hai người nên mang các mô-đun cùng một lúc trong quá trình xử lý, và họ nên được xử lý cẩn thận để tránh rung động đáng kể để tránh nứt các mô-đun quang điện;
9) Nghiêm cấm nâng mô-đun bằng cách kéo hộp nối hoặc dây kết nối;
10) Khi lắp đặt bảng pin phía trên, hãy chú ý đến khung bảng pin làm trầy xước bảng pin đã lắp trong quá trình vận chuyển;
11) Nghiêm cấm công nhân lắp đặt sử dụng dụng cụ để chạm vào bảng pin theo ý muốn, gây trầy xước;
12) Nghiêm cấm chạm vào các bộ phận kim loại sống của chuỗi mô-đun quang điện;
13) Đối với các thành phần có điện áp hở mạch vượt quá 50V hoặc có điện áp định mức tối đa vượt quá 50V, cần có dấu hiệu cảnh báo dễ thấy về nguy cơ điện giật gần thiết bị kết nối linh kiện.
Khi hệ thống quang điện được kết nối với lưới điện để phát điện, mảng quang điện phải thực hiện toàn bộ điều khiển theo dõi điểm điện để có được tổng sản lượng điện dưới bất kỳ ánh nắng mặt trời hiện tại nào liên tục. Do đó, khi thiết kế số lượng mô-đun PV nối tiếp, cần lưu ý các vấn đề sau:
1) Các thông số kỹ thuật, loại, số lượng sê-ri và góc lắp đặt của các mô-đun PV được kết nối với cùng một biến tần phải nhất quán.
2) Cần xem xét hệ số nhiệt độ của điện áp làm việc tối ưu (Vmp) và điện áp mạch hở (Voc) của các mô-đun quang điện. Vmp của mảng quang điện được kết nối nối tiếp phải nằm trong phạm vi MPPT của biến tần và Voc phải thấp hơn điện áp đầu vào của biến tần. Giá trị tối đa.
Nói chung, dải điện áp đầu vào DC của biến tần là cụ thể. Điện áp đầu vào DC tối đa được đề xuất của biến tần kết nối lưới quang điện là 1100V và phạm vi MPPT là 200V ~ 1000V. Khi chọn số lượng mô-đun trong một chuỗi, cần xem xét hai khía cạnh: một là điện áp hở mạch. Giới hạn cao phải nhỏ hơn điện áp chịu đựng tối đa của biến tần; thứ hai là giới hạn thấp của điện áp làm việc định mức không nhỏ hơn giá trị tối thiểu của dải MPPT biến tần. Kết hợp các điều kiện trên, chúng tôi chọn số lượng kết nối nối tiếp tối đa cho các mô-đun quang điện không quá 21 dưới dạng một chuỗi. Ở nhiệt độ phòng 25 °C, điện áp hở mạch là 39,8V×20 dây = 796V, và tổng điện áp làm việc là 32,1V × 20 = 642V, đáp ứng yêu cầu của máy.
Độ tin cậy và an toàn của hệ thống
1. Biến tần có độ tin cậy và an toàn tốt
1) Chức năng điều khiển vòng kín đồng bộ: lấy mẫu và so sánh điện áp lưới điện bên ngoài, pha, tần số và các tín hiệu khác, đồng thời luôn giữ cho đầu ra biến tần đồng bộ với lưới điện bên ngoài, chất lượng điện ổn định và đáng tin cậy, không gây ô nhiễm lưới điện và có hiệu suất an toàn tốt.
2) Nó có chức năng tự động tắt và hoạt động: biến tần phát hiện điện áp, pha, tần số, đầu vào DC, điện áp đầu ra AC, dòng điện và các tín hiệu khác của lưới điện bên ngoài trong thời gian thực. Khi điều kiện bất thường xảy ra, nó sẽ tự động bảo vệ và ngắt kết nối đầu ra AC; khi nguyên nhân sự cố biến mất và lưới điện trở lại bình thường, biến tần sẽ phát hiện và trễ trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó khôi phục đầu ra AC và tự động kết nối với lưới điện, với độ tin cậy tốt.
3) Chức năng bảo vệ: Nó có các chức năng bảo vệ như quá áp, mất điện áp, phát hiện và bảo vệ tần số, quá tải và quá dòng, rò rỉ, chống sét, ngắn mạch nối đất và cách ly tự động lưới điện.
2. Hiệu suất an toàn hệ thống
Do toàn bộ hệ thống phát điện quang điện được trang bị thiết bị chống sét an toàn và đáng tin cậy, biến tần được chọn có các biện pháp bảo vệ như quá áp, dưới điện áp, quá tải và quá dòng, nối đất ngắn mạch, rò rỉ, v.v., vì vậy toàn bộ hệ thống có các chức năng bảo vệ này để đảm bảo rằng thiết kế và thiết bị thường hoạt động để đảm bảo an toàn tiêu thụ điện của toàn bộ hệ thống.
Trong hệ thống trạm điện quang điện, nối đất là một phần quan trọng của thiết kế điện, liên quan đến sự an toàn của thiết bị và nhân viên của nhà máy điện. Một thiết kế nối đất tốt có thể đảm bảo rằng nhà máy điện ở trong môi trường hoạt động an toàn trong một thời gian dài, giảm tần số sự cố của trạm điện và nâng cao hiệu quả hoạt động chung của nhà máy điện. Vậy các loại nối đất phổ biến trong các nhà máy điện quang điện là gì?
1. Căn cứ là gì
Nối đất đề cập đến việc kết nối điểm trung tính của hệ thống điện và các thiết bị điện, các bộ phận dẫn điện tiếp xúc của thiết bị điện và các bộ phận dẫn điện bên ngoài thiết bị với mặt đất thông qua dây dẫn. Nó có thể được chia thành nối đất làm việc, nối đất chống sét và nối đất bảo vệ.
2.Vai trò của nối đất
Chúng ta thường chỉ biết rằng tiếp đất có thể ngăn ngừa những cú sốc cá nhân. Nhưng, trên thực tế, ngoài chức năng này, nối đất cũng có thể ngăn thiết bị và đường dây bị hư hỏng, ngăn ngừa hỏa hoạn, ngăn chặn sét đánh, ngăn ngừa hư hỏng tĩnh điện và đảm bảo hoạt động thường xuyên của hệ thống điện.
01 Bảo vệ chống điện giật
Trở kháng của cơ thể con người có mối quan hệ tuyệt vời với các điều kiện của môi trường. Do đó, nối đất là một cách hiệu quả để ngăn ngừa điện giật. Sau khi thiết bị điện được nối đất thông qua thiết bị nối đất, tiềm năng của thiết bị điện gần với tiềm năng mặt đất. Do điện trở nối đất, các thiết bị điện đến tiềm năng mặt đất luôn tồn tại. Nó càng lớn thì càng nguy hiểm khi ai đó chạm vào nó. Tuy nhiên, giả sử thiết bị nối đất không được cung cấp. Trong trường hợp đó, điện áp của vỏ thiết bị bị lỗi sẽ giống như điện áp pha-nối đất, vẫn cao hơn nhiều so với điện áp nối đất, do đó nguy cơ cũng sẽ tăng lên tương ứng.
02 Đảm bảo vận hành thường xuyên hệ thống điện
Việc nối đất của hệ thống điện, còn được gọi là nối đất làm việc, thường được nối đất tại điểm trung tính của trạm biến áp hoặc trạm biến áp. Yêu cầu về điện trở nối đất để nối đất làm việc là tối thiểu và cần có lưới nối đất cho các trạm biến áp quy mô lớn để đảm bảo rằng điện trở nối đất nhỏ và đáng tin cậy. Mục đích của mặt bằng làm việc là làm cho tiềm năng giữa điểm trung tính của lưới điện và mặt đất gần bằng không. Hệ thống phân phối điện hạ thế không thể tránh đường pha chạm vào vỏ hoặc mặt đất sau khi đường pha bị đứt. Nếu điểm trung tính được cách điện từ mặt đất, điện áp đến đáy của hai pha còn lại sẽ tăng lên gấp ba lần điện áp pha, điều này có thể khiến thiết bị làm việc điện có điện áp 220 bị cháy. Đối với hệ thống nối đất điểm trung tính, ngay cả khi một pha bị đoản mạch xuống đất, hai pha còn lại vẫn có thể gần với điện áp pha, do đó các thiết bị điện kết nối với hai pha khác nhau sẽ không bị hư hỏng. Ngoài ra, nó có thể ngăn hệ thống dao động, và mức cách điện của thiết bị và đường dây điện chỉ cần được xem xét theo điện áp pha.
03 Bảo vệ chống sét đánh và nguy cơ tĩnh điện
Khi sét xảy ra, ngoài sét trực tiếp, sét cảm ứng cũng được tạo ra, và sét cảm ứng được chia thành sét cảm ứng cùn tĩnh và sét cảm ứng điện từ. Phương pháp quan trọng nhất của tất cả các biện pháp chống sét là nối đất.
3. Các loại nối đất
Các loại nối đất phổ biến như sau: nối đất làm việc, nối đất chống sét, nối đất bảo vệ, nối đất che chắn, nối đất chống tĩnh điện, v.v.
01 Nối đất chống sét
Nối đất chống sét là một hệ thống nối đất để ngăn ngừa thiệt hại khi bị sét đánh (đánh trực tiếp, cảm ứng hoặc giới thiệu đường dây).
Là một phần của các biện pháp chống sét, nối đất chống sét đưa dòng sét vào trái đất. Chống sét của các tòa nhà và thiết bị điện chủ yếu sử dụng một đầu của bộ chống sét (bao gồm cột thu lôi, dây đai chống sét, lưới chống sét, thiết bị ngăn sét, v.v.) để kết nối với thiết bị được bảo vệ. Đầu kia được kết nối với thiết bị mặt đất. Kết quả là, sét được hướng về phía chính nó, và dòng sét đi vào trái đất thông qua dây dẫn xuống và thiết bị nối đất của nó. Ngoài ra, do tác dụng phụ của cảm ứng tĩnh điện do sét đánh, để ngăn ngừa thiệt hại gián tiếp, chẳng hạn như cháy nhà hoặc điện giật, thường cần phải nối đất cho các thiết bị kim loại, ống kim loại và kết cấu thép của tòa nhà.
02 nối đất làm việc AC
Nối đất làm việc AC là kết nối trực tiếp một điểm nhất định trong hệ thống điện hoặc thông qua các thiết bị đặc biệt với trái đất để kết nối kim loại. Nối đất làm việc chủ yếu đề cập đến việc nối đất đầu trung tính của máy biến áp hoặc đường trung tính (đường dây N). Dây N phải được cách điện bằng lõi đồng. Có các thiết bị đầu cuối liên kết đẳng thế phụ trợ trong phân phối điện, và các thiết bị đầu cuối liên kết đẳng thế thường nằm trong tủ. Cần lưu ý rằng thiết bị đầu cuối này không thể được tiếp xúc; nó không thể được trộn lẫn với các hệ thống nối đất khác, chẳng hạn như nối đất DC, nối đất che chắn, nối đất chống tĩnh điện, v.v.; nó cũng không thể được kết nối với dây PE.
03 Nối đất bảo vệ an toàn
Nối đất an toàn tạo ra một kết nối kim loại tốt giữa các bộ phận kim loại không tích điện của thiết bị điện và thân nối đất. Trong một nhà máy điện quang điện, chủ yếu có các bộ biến tần, linh kiện và hộp phân phối cần được nối đất để bảo vệ an toàn.
▲ Nối đất vỏ biến tần
▲ Nối đất mô-đun quang điện
04 Khiên đất
Để ngăn chặn sự can thiệp của các trường điện từ bên ngoài, việc nối đất của vỏ ngoài của thiết bị điện tử và dây được che chắn bên trong và bên ngoài thiết bị hoặc các ống kim loại đi qua nó được gọi là nối đất che chắn. Phương pháp nối đất này thường được sử dụng để nối đất lớp che chắn của đường dây liên lạc RS485 trong trạm điện quang điện, có thể ngăn chặn hiệu quả trường điện từ can thiệp vào giao tiếp khi nhiều bộ biến tần thực hiện giao tiếp nối tiếp 485.
▲ Lớp che chắn của đường truyền thông 485 được nối đất
05 Nối đất chống tĩnh điện
Đối với một số môi trường lắp đặt biến tần cụ thể, chẳng hạn như lắp đặt trong phòng máy tính khô ráo, nối đất để ngăn chặn sự can thiệp của biến tần tĩnh điện do khí hậu khô cằn của phòng máy tính được gọi là nối đất chống tĩnh điện. Thiết bị nối đất chống tĩnh điện có thể được chia sẻ với thiết bị nối đất an toàn của biến tần.
Các yêu cầu đặc điểm kỹ thuật điện trở nối đất tiêu chuẩn được trình bày trong bảng sau:
Tóm tắt
Là một tập hợp các hệ thống vận hành dài hạn, các nhà máy điện quang điện cần được nối đất trong quá trình thiết kế và thi công để giảm thiểu việc vận hành và bảo trì không cần thiết trong giai đoạn sau để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả lâu dài.
Với ứng dụng rộng rãi của phát điện quang điện, kết nối giữa các mô-đun quang điện và chuỗi mô-đun, kết nối đầu cuối DC của hộp kết hợp, bộ biến tần và các thiết bị khác được sử dụng rộng rãi trong các đầu nối MC4 / H4 tiêu chuẩn quốc tế, như trong Hình 1 và Hình 1. 2 hiển thị.
▲Hình 1
▲Hình 2
1. Yêu cầu về hiệu suất của đầu nối quang điện
Vậy các yêu cầu về hiệu suất của các đầu nối quang điện là gì?
Đầu tiên, đầu nối quang điện phải có độ dẫn điện tốt và điện trở tiếp xúc không được lớn hơn 0,35 milliohms.
Thứ hai, nó cần phải có hiệu suất an toàn tốt để đảm bảo hiệu suất an toàn của các mô-đun pin mặt trời. Thứ ba, môi trường và khí hậu nơi sử dụng thiết bị năng lượng mặt trời đôi khi trong thời tiết và môi trường khủng khiếp. Do đó, nó phải có khả năng chống thấm nước, có nhiệt độ cao, chống ăn mòn, cách nhiệt cao và các đặc tính khác, và mức độ bảo vệ phải đạt IP68.
Thứ ba, cấu trúc của đầu nối năng lượng mặt trời phải chắc chắn và đáng tin cậy, và lực kết nối giữa đầu nối nam và nữ không được nhỏ hơn 80N. Đối với đầu nối MC4 được kết nối với cáp bốn mm², khi mang dòng điện 39A, nhiệt độ không được vượt quá nhiệt độ giới hạn trên là 105 độ. Đầu nối MC4 / H4 là đầu nối lõi đơn với tiêu đề nam và nữ và có nhiều ưu điểm như niêm phong tốt, kết nối thuận tiện, bảo trì, bảo trì thuận tiện.
2. Các biện pháp phòng ngừa khi lắp đặt các đầu nối quang điện
Việc lựa chọn phích cắm cần chú ý đến chất lượng sản phẩm, bao gồm kích thước của dây dẫn kim loại bên trong, độ dày vật liệu, độ đàn hồi và lớp phủ phải đáp ứng khả năng mang dòng điện lớn. Tiếp xúc tốt, nhựa của vỏ phích cắm phải đảm bảo rằng bề mặt mịn màng mà không có vết nứt, và giao diện được niêm phong tốt. Khi lắp đặt đầu nối thành phần, tránh tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và mưa để tránh lão hóa đầu nối, ăn mòn đầu nối và cáp bên trong, tăng khả năng chống tiếp xúc hoặc thậm chí tia lửa, dẫn đến giảm hiệu quả hệ thống hoặc tai nạn hỏa hoạn.
Khi cài đặt các đầu nối quang điện, liên kết uốn là ưu tiên hàng đầu và nên sử dụng các công cụ uốn chuyên nghiệp. Trước khi xây dựng nhà máy điện quang điện, các nhà lắp đặt kỹ thuật có liên quan cần được đào tạo về các hoạt động uốn.
▲Hình 3
Với sự phát triển của công nghệ tế bào quang điện, công suất của một mô-đun quang điện duy nhất cũng đang tăng lên, và dòng điện chuỗi cũng đang dần tăng lên. Mặc dù về mặt lý thuyết, thiết kế mang một bản nháp của đầu nối MC4 / H4 là đủ để đáp ứng các yêu cầu của các mô-đun công suất lớn này, Do nhiều lý do, trong những năm gần đây, nhiều trạm phát điện quang điện đã gặp ngày càng nhiều tai nạn trong đó các đầu nối bị nóng chảy, đốt cháy và thậm chí dẫn đến việc đốt cháy các hộp kết hợp và biến tần. Hình 5, Hình 6, Hình 7.
▲Hình 5
▲Hình 6
▲Hình 7
Như chúng ta đã biết, trong một trạm điện quang điện 100kWp, thường có 600-1000 đầu nối như vậy và trạng thái làm việc của chúng, chẳng hạn như điện trở tiếp xúc, rất quan trọng đối với hoạt động thường xuyên của trạm điện quang điện. Điều kiện làm việc kém của đầu nối sẽ ảnh hưởng đến sự gia tăng điện trở trong của phía DC, điều này sẽ dẫn đến giảm hiệu suất phát điện của trạm điện. Trong trường hợp xấu nhất, tiếp xúc kém sẽ khiến đầu nối nóng lên hoặc thậm chí làm cháy đầu nối, điều này sẽ dẫn đến việc đốt cháy hộp kết hợp và biến tần (Hình 7). Và thậm chí nghiêm trọng hơn có thể dẫn đến sự xuất hiện của các đám cháy quy mô lớn.
Tóm tắt:Các đầu nối thành phần, trình cắm đầu nối được kết nối với hộp kết hợp và bộ biến tần chuỗi là nơi xảy ra lỗi thường xuyên. Mặc dù đầu nối nhỏ, nhưng nó rất cần thiết trong hệ thống phát điện quang điện. Đặc biệt trong quá trình vận hành và bảo trì sau khi hoàn thành trạm điện, cần chú ý đến tình trạng hoạt động của nó và thường xuyên kiểm tra sự gia tăng nhiệt độ của phích cắm kết nối để đảm bảo không có sự bất thường và hoạt động thường xuyên.
Trước hết, các plug-in gián tiếp của các mô-đun quang điện phải được kết nối chắc chắn và kết nối giữa cáp bên ngoài và đầu nối phải được đóng hộp; sau khi chuỗi mô-đun quang điện được kết nối, cần kiểm tra điện áp mạch hở và dòng ngắn mạch của chuỗi mô-đun quang điện; Các bản vẽ và thông số kỹ thuật yêu cầu nối đất đáng tin cậy.
Trong quá trình cài đặt các mô-đun quang điện, cần đặc biệt chú ý đến các biện pháp phòng ngừa sau:
1) Chỉ các mô-đun quang điện có cùng kích thước và đặc điểm kỹ thuật mới có thể được kết nối nối tiếp;
2) Nghiêm cấm lắp đặt các mô-đun quang điện trong điều kiện thời tiết mưa, tuyết hoặc gió;
3) Nghiêm cấm kết nối các phích cắm nhanh dương và âm của cùng một đoạn đường kết nối mô-đun quang điện;
4) Việc sử dụng bảng nối đa năng mô-đun quang điện (EVA) sẽ bị cấm nếu nó bị hỏng;
5) Nghiêm cấm bước lên bo mạch pin để tránh làm hỏng các bộ phận hoặc thương tích cá nhân;
6) Nghiêm cấm ép hoặc đập, va chạm hoặc làm xước kính cường lực của các mô-đun quang điện bằng vật sắc nhọn;
7) Các tấm pin mặt trời chưa đóng gói tại công trường xây dựng phải được đặt phẳng với mặt trước hướng lên trên, với pallet gỗ hoặc bao bì bảng điều khiển ở phía dưới, và nghiêm cấm đặt chúng thẳng đứng, xiên hoặc lơ lửng trong không khí, và nghiêm cấm để mặt sau của các mô-đun tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời;
8) Hai người nên mang các mô-đun cùng một lúc trong quá trình xử lý, và họ nên được xử lý cẩn thận để tránh rung động đáng kể để tránh nứt các mô-đun quang điện;
9) Nghiêm cấm nâng mô-đun bằng cách kéo hộp nối hoặc dây kết nối;
10) Khi lắp đặt bảng pin phía trên, hãy chú ý đến khung bảng pin làm trầy xước bảng pin đã lắp trong quá trình vận chuyển;
11) Nghiêm cấm công nhân lắp đặt sử dụng dụng cụ để chạm vào bảng pin theo ý muốn, gây trầy xước;
12) Nghiêm cấm chạm vào các bộ phận kim loại sống của chuỗi mô-đun quang điện;
13) Đối với các thành phần có điện áp hở mạch vượt quá 50V hoặc có điện áp định mức tối đa vượt quá 50V, cần có dấu hiệu cảnh báo dễ thấy về nguy cơ điện giật gần thiết bị kết nối linh kiện.