Lựa chọn aptomat phù hợp cho biến tần trong hệ thống PV năng lượng mặt trời

Ngăn chặn dòng điện rò rỉ trong biến tần của nhà máy điện mặt trời

Xử lý các vấn đề nhà máy điện mặt trời dễ mắc phải trong mùa mưa

Các loại aptomat

Trong hệ thống PV năng lượng mặt trời, việc lựa chọn các loại aptomat phụ thuộc vào một số yếu tố:

Một là: Đặc tính điện của hệ thống.

Hai là: Môi trường.

Ba là: Phụ tải điện và các yêu cầu của kiểu lắp đặt.

1/ Nhiệt độ môi trường của aptomat

Đối với hệ thống PV, thiết bị thường được lắp đặt ngoài trời (hệ thống gắn trên mặt đất, hệ thống mái nhà, v.v.). Nhiệt độ ngoài trời thường được cho là cao hơn so với nhiệt độ trong các tòa nhà, vì vậy có thể dự kiến rằng nhiệt độ trong mạch phân phối điện sẽ cao hơn. Điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ chuyển mạch và nhiệt độ hoạt động của aptomat.

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất được xem xét khi lựa chọn aptomat trong hệ thống điện mặt trời. Theo tiêu chuẩn IEC 60947-2, bất kỳ aptomat nào đều có bảng dữ liệu chi tiết giá trị dòng điện giảm / tăng của nhiệt độ môi trường. Bạn nên chọn aptomat phù hợp theo nhiệt độ môi trường tại chỗ và kích thước của dòng điện hệ thống.

Bảng 1: Ví dụ về đơn vị chuyến mạch của aptomat - các giá trị hiện tại được giảm/ tăng theo nhiệt độ môi trường:

2/ Sự nóng lên của các aptomat

Đối với các trạm năng lượng PV mặt trời lớn có nhiều biến tần, thường có nhiều aptomat trong bảng điện, được lắp gần nhau. Các aptomat này sẽ cung cấp dòng điện cực đại cùng một lúc, do đó, nhiệt độ của các aptomat sẽ ảnh hưởng lẫn nhau nhanh hơn, có thể dẫn đến ngắt sớm.

Khi chúng ta lắp đặt song song nhiều aptomat, chúng ta cần xem xét hệ số hiệu chỉnh, được chỉ định trong bảng dữ liệu của aptomat.

Ví dụ, trong trường hợp bố trí 6 thiết bị, hệ số hiệu chỉnh có thể là 0,75. Dòng điện định mức của aptomat là 15,1 Amps (A) hoạt động giống như dòng điện định mức 0,75 x 15,1A = 11,33A.

Qua cách tính này, nếu dòng điện không đủ, chúng ta có thể sử dụng aptomat có dòng điện định mức cao hơn. Một khả năng khác là tăng độ hở giữa các aptomat. Điều này cho phép nhiệt tản ra nhiều hơn, do đó ngăn ngừa sự cố ngắt không cần thiết.

3/ Loại thiết bị kết nối

Nếu một hệ thống PV năng lượng mặt trời được kết nối với lưới điện, nó sẽ bị ngắt bởi tác động của dòng điện và tải điện của lưới điện. Khi lựa chọn aptomat, chúng ta cần xem xét các thành phần của tải điện trong lưới điện này để chọn aptomat phù hợp nhất.

Bảng 2: Các loại aptomat khác nhau, tức thời hoặc trì hoãn trong thời gian ngắn:

Ví dụ hệ thống

Ví dụ về xếp hạng nhiệt của aptomat trong vận hành song song của nhà máy PV.

Các thông số kỹ thuật yêu cầu có thể được tìm thấy trong bảng dữ liệu của biến tần Solis-1P8K-5G:

- Dòng điện đầu ra tối đa = 34.7A

- Bảo vệ cầu chì tối đa = 50A

Việc lựa chọn cáp cũng như phương pháp đi dây, nhiệt độ môi trường xung quanh và các điều kiện tiềm ẩn khác hạn chế khả năng bảo vệ cầu chì tối đa của cáp.

Trong ví dụ, chúng ta giả định rằng cáp đã chọn (6mm²) có định tuyến lý tưởng và có thể chịu được dòng điện định mức là 35A.

Dòng điện định mức tối đa đối với cáp được sử dụng và bảo vệ aptomat ở mức tối đa có thể có của biến tần Solis-1P8K-5G giới hạn dòng điện định mức tối đa có thể có đối với aptomat.

Lựa chọn chính xác aptomat

Sử dụng ví dụ hệ thống tương tự và giả sử tải điện không có động cơ, máy biến áp… dựa trên dòng điện tính toán là 34,7A, chúng ta chọn aptomat 40A có đặc tính ngắt nhiệt là B và không có khe hở giữa các aptomat. Sau đó, chúng ta xác minh xem giá trị đã chọn của chúng ta có phù hợp hay không bằng cách kiểm tra khả năng thích ứng nhiệt của aptomat:

Hệ số tải đáp ứng các thông số kỹ thuật của bảng dữ liệu:

- Giảm khi tải điện lâu dài > 1 giờ = 0.9

(Có thể tải điện lâu dài hơn 1 giờ trong một nhà máy điện mặt trời).

- Hệ số suy giảm khi lắp đặt 6 aptomat trực tiếp cạnh nhau = 0.75

(Nếu sử dụng một aptomat hoặc các aptomat có đủ khoảng cách thì hệ số bằng 1).

- Sự gia tăng dòng điện định mức trong bảng điện khi nhiệt độ môi trường là 40°C = 1.0

Kết quả

Dòng điện định mức của aptomat được tính như sau:

Ibn = 40 A x 0.9 x 0.75 x 1.0 = 27A

Kết luận

Vì công suất dòng điện tối đa để vận hành không có sự cố thấp hơn dòng điện đầu ra tối đa của bộ biến tần được sử dụng, nên không thể sử dụng aptomat đã chọn trong ví dụ này. Aptomat sẽ ngắt trong quá trình vận hành định mức.

Giải pháp 1

Sử dụng aptomat 50A. Có đủ không gian (＞ 10mm) để tản nhiệt giữa các bộ ngắt mạch và khả năng chịu tải dòng điện tối đa là 40.5A

(Ibn = 50A x 0.9x0.9 = 40.5A), aptomat sẽ ngắt dưới mức vận hành định mức.

Giải pháp 2

Sử dụng aptomat 63A. Khả năng chịu tải dòng điện tối đa là 42.5A

(Ibn = 63A x 0.75x 0.9x 1 = 42.5A), aptomat sẽ ngắt dưới mức vận hành định mức.

SOLIS