Wskaźnik spd prądu stałego

Znaczenie DC SPD

DC SPD, pełna nazwa urządzenia ochrony przed prądem stałym,jest urządzeniem ochronnym zaprojektowanym specjalnie dla systemów zasilania prądem stałym w celu ochrony przed przejściowymi przepływami napięcia (przesunięciami) spowodowanymi uderzeniami piorunówJeśli nie zostaną one kontrolowane, mogą one uszkodzić wrażliwe urządzenia elektroniczne w systemie prądu stałego, a nawet doprowadzić do awarii systemu.

Urządzenie zabezpieczające przed napięciem prądu stałego jest zaprojektowane tak, aby chronić systemy i urządzenia zasilane prądem stałym przed nagłymi wzrostami napięcia.Dźwiękowe urządzenia awaryjne stałego prądu tłumią lub odwracają napięcia, zapobiegając uszkodzeniu wrażliwych komponentów elektronicznych, awarie systemu, a nawet utrata danych.

Rozważania dotyczące urządzeń ochrony przed napięciem prądu stałego w instalacjach fotowoltaicznych

Błyskawice międzychmurne i wewnątrzchmurne o wielkości 100 kA mogą tworzyć powiązane pola magnetyczne, które wywołują przejściowe prądy w okablowaniu prądu stałego systemu fotowoltaicznego.Te przejściowe napięcia powstają na końcowych urządzeniach i powodują poważne awarie izolacji komponentów i awarie dielektryczne.

Wykorzystuje się SPD do podłączenia do ziemi równolegle z przewodami elektrycznymi.W przypadku wystąpienia nad napięcia, przełącza się z urządzenia o wysokiej impedancji na urządzenie o niskiej impedancji.zmniejszenie nad napięcia, które w przeciwnym razie wystąpiłoby na końcowych urządzeń.

To urządzenie równoległe przewozi prąd bez obciążenia. Wybrany przez Ciebie SPD musi być zaprojektowany, oceniony i zatwierdzony, szczególnie przy napięciach PV prądu stałego.Wbudowane odłączenie SPD musi być w stanie przerwać silniejszy łuk prądu stałego, który nie występuje w zastosowaniach AC..

Na dużych systemach fotowoltaicznych komercyjnych i użytkowych działających przy maksymalnym napięciu otwartego obwodu 600 lub 1000 V prądu stałego, połączenie modułów MOV w konfiguracji Y jest popularną konfiguracją SPD.

Moduł MOV jest połączony z każdym biegunem i ziemią na każdej nodze Y. W systemie nieziemnym istnieją dwa moduły między każdym biegunem i zarówno biegunem, jak i podstawą.Ponieważ każdy moduł jest notowany na połowę napięcia systemu w tej konfiguracji, moduły MOV nie przekraczają wartości znamionowej nawet w przypadku awarii bieguna-ziemi.

Funkcja urządzenia zabezpieczającego przed napięciem prądu stałego

Podstawową funkcją DC SPD jest pochłanianie i uwalnianie tych nagłych fal wysokiej energii, ograniczanie amplitudy nad napięcia i ochrona urządzeń podłączonych do zasilania prądem stałym przed uszkodzeniem.Są one zazwyczaj instalowane w kluczowych węzłach w systemach zasilania prądem stałym, np. strona prądu stałego w systemach wytwarzania energii fotowoltaicznej, moc wejściowa stacji bazowych łączności,lub końca wyjścia prądu stałego paliw ładowania pojazdów elektrycznych w celu zapewnienia stabilnej pracy systemu.

W porównaniu z urządzeniami ochronnymi przed przewyższeniami prądu przemiennego (AC SPD) urządzenia ochronne prądu przemiennego prądu stałego muszą sprostać wyjątkowym wyzwaniom prądu stałego, takim jak ciągłe prądy jednostronne i potencjalnie wysokie poziomy napięcia.W związku z powyższym SPD DC są zaprojektowane ze specjalnymi komponentami i technologiami w celu zaspokojenia potrzeb środowiska DC.

Zasada działania

Właściwy wybór, instalacja i konserwacja urządzeń zabezpieczających przed napięciem prądu stałego są niezbędne do zapewnienia skutecznej ochrony przed napięciem prądu stałego w systemach prądu stałego.Skuteczność działania SPD prądu stałego zależy od takich czynników, jak wskaźnik napięcia, napięcie zaciskowe, czas reakcji i specyficzne zastosowanie.

Można podzielić funkcjonowanie urządzenia zabezpieczającego przed napięciem prądu stałego w następujący sposób:

- Wykrywanie przepływów

Urządzenie zabezpieczające przed napięciem prądu stałego wykryje napięcie przekraczające jego ocenę w systemie prądu stałego.

- Przymocowanie napięcia

Urządzenia zabezpieczające przed nadpięciem prądu stałego wykorzystują w celu osiągnięcia zaciskania napięcia takie elementy jak wariztory tlenku metalu (MOV) lub rurki rozładowania gazu (GDT).Komponenty te wykazują wysoką odporność na napięcie w granicach normalnychJednakże wzrost napięcia powyżej progu znacząco zmniejsza opór komponentu, tworząc ścieżkę niskiej impedancji dla prądu wzrostu.Progowy poziom, powyżej którego napięcie jest uważane za napięcie napięcia, jest określany jako napięcie zaciskowe lub napięcie przepustowe.

- Wchłanianie energii

Podstawowe elementy urządzenia zabezpieczającego przed przewyższeniami absorbują nadmiar energii, gdy przewyższenie napięcia jest przekierowywane przez urządzenie.Konstrukcja warystorów tlenku metalu (MOV) jest taka, że rozpadają się przy wysokich napięciach, rozpraszając falę jako ciepło.

W obwodzie prądu stałego ochraniacz przewyższenia jest w stanie wysokiego oporu i nie działa pod napięciem normalnym (Un).sam SPD szybko zmniejszy swój własny opór i przewodzenie (w ciągu 25 nanosekund), uwalniają prąd przesyłowy, obniżają napięcie do bezpiecznego stanu, a następnie wracają do stanu wysokiego oporu, kompletnie chroniąc sprzęt elektryczny w obwodzie.

Kluczowe cechy urządzenia ochrony przed napięciem prądu stałego

- Wysoka szybkość reakcji: zdolność reagowania na fale w nanosekundach i szybkie uruchomienie mechanizmów ochronnych.

- Wysoka zdolność pochłaniania energii: zdolność do wytrzymania i rozpraszania dużych ilości energii przepływowej, chroniąc sprzęt back-endowy.

- Stabilny poziom zabezpieczenia naprężenia: zapewnienie, aby w przypadku nadwyżek napięcie układu nie przekraczało bezpiecznego zakresu działania urządzenia.

Zainstalowanie urządzenia ochrony przed napięciem prądu stałego może znacznie poprawić niezawodność i bezpieczeństwo systemu prądu stałego,przedłużenie okresu eksploatacji urządzeń oraz zmniejszenie kosztów utrzymania i wymiany spowodowanych przewyższeniamiW różnych dziedzinach, takich jak wytwarzanie energii fotowoltaicznej, komunikacja, transport itp., Urządzenie ochrony przed napięciem stałym stał się niezbędnym elementem ochronnym.

Jak zainstalować urządzenie ochrony przed napięciem prądu stałego

- Umieść SDP jak najbliżej panelu, aby być chroniony jak to możliwe.

- Aby zmniejszyć długość przewodów łączących od szczytów urządzenia ochronnego przed przeciążeniem do przełącznika kolejnego panelu,wiercenie i wybicie otworu w obudowie urządzenia ochronnego przed przewyższeniem w niezwykle wysokim miejscu (lub stopione odłączające klamry).

- W miarę możliwości należy stosować połączenie ściśle przymocowane z przewodami prowadzącymi do pierwszego przełącznika znajdującego się na górze panela, co gwarantuje odpowiednią ochronę wszystkich obciążeń podłączonych do panela.

- Podłącz urządzenie SPD do panelu wyłącznika za pomocą drutu wiązanego AWG # 10 lub większego (łatwo dostępnego i łatwego do zainstalowania).Najbardziej udane instalacje zazwyczaj nie są najbardziej estetyczneNajbardziej skuteczne spotkania są krótkie i bezpośrednie.

- SPD powinny być podłączone do odpowiednio umieszczonego wyłącznika, a nie do głównych szczytów paneli.W celu komunikacji z liniami i ułatwienia serwisowania urządzeń SPD, w przypadku gdy wyłączniki nie są dostępne lub nie są praktyczne, należy użyć wyłącznika odłączającego z rozpuszczeniem.

Porównanie SPD prądu stałego z SPD prądu przemiennego

Główną różnicą pomiędzy urządzeniami ochrony przed napięciem prądu stałego i prądu przemiennego jest stosowany system zasilania.zdolności obsługi napięć, czasów reakcji i standardów.

Poniższe stwierdzenia podkreślają pewne podobieństwa i różnice między urządzeniami ochrony przed prądem prądowym prądu stałego i prądem przemiennym (SPD):

- Obsługa częstotliwości

Urządzenie zabezpieczające przed napięciem prądu stałego używane w systemach prądu stałego nie ma specyfikacji częstotliwości dzięki stałości napięcia prądu stałego.te w systemach AC mają różne potrzeby częstotliwości wymagające różnej obsługi.

- Wrażliwość polarności

Urządzenia zabezpieczające przed przewyższeniem w systemach prądu stałego są wrażliwe na bieguny, wymagające ich instalacji z prawidłowym ustawieniem końcówki.nie posiadają określonych oznaczeń końcowych.

- Wykrywanie i zaciskanie napięć

W zależności od konstrukcji systemu, zarówno SPD prądu stałego, jak i prądu przemiennego będą przeciwdziałać wzrostom napięcia poprzez pochłanianie lub przekierowywanie ich do bezpiecznego poziomu.różne właściwości napięcia mogą powodować zmianę mechanizmów stosowanych w wykrywaniu i zaciszaniu.

Rodzaje SPD prądu stałego

Klasyfikacja według poziomu napięcia

W zależności od poziomu napięcia systemu prądu stałego urządzenie zabezpieczające przed napięciem prądu stałego można podzielić na następujące kategorie:

- niskiego napięcia DC SPD: nadaje się do niskiego napięcia systemów stałego napięcia, zazwyczaj z zakresem napięcia poniżej 48V, powszechnie stosowanych w sprzęcie komunikacyjnym, małych systemach fotowoltaicznych,lub systemów dystrybucji prądu stałego niskiego napięcia.

- SPD prądu stałego średniego napięcia: nadaje się do systemów prądu stałego średniego napięcia o napięciu zazwyczaj w zakresie od 48V do 1000V, szeroko stosowanych w systemach wytwarzania energii fotowoltaicznej z prądem stałym,stacje ładowania pojazdów elektrycznych i inne scenariusze.

- wysokonapięciowe urządzenia SPD stałego prądu: nadają się do wysokonapięciowych systemów prądu stałego o napięciu powyżej 1000 V, stosowanych głównie w dużych elektrowniach fotowoltaicznych,systemy przesyłowe prądu stałego wysokiego napięcia itp..

Główne parametry SPD prądu stałego

Parametry urządzenia zabezpieczającego przed napięciem prądu stałego określają jego działanie i przydatność w określonym systemie prądu stałego w przypadku napięć.W związku z tym, aby skuteczne dopasowanie było możliwe, niezbędne jest dokładne rozważenie tych parametrów i zamierzonego systemu stosowania..

Główne parametry urządzeń ochrony przed napięciem prądu stałego obejmują:

- Prąd wycieku: gdy urządzenie zabezpieczające przed prądem prądowym prądu stałego działa normalnie, prąd wycieku określa minimalny prąd przepływający przez nie.Najlepiej jest mieć niski prąd przecieku, ponieważ powoduje zmniejszenie rozpraszania ciepła i utratę mocy.

- Maksymalne napięcie ciągłego działania: określa napięcie prądu stałego, po przekroczeniu którego urządzenie zabezpieczające przed przewyższeniem jest aktywowane w zależności od napięcia nominalnego systemu.

- Nominalny prąd rozładowy: opisuje najwyższą wartość prądu, którą urządzenie zabezpieczające przed prądem prądowym stałego może rozładować w przypadku wystąpienia prądu prądowego.

- Zakres temperatury pracy: określa temperatury, w których urządzenie zabezpieczające przed prądami prądu stałego może działać optymalnie.Ten parametr jest specyficzny dla zastosowania, zwłaszcza w przypadku, gdy system prądu stałego wymagający ochrony jest obsługiwany w warunkach ekstremalnej temperatury..

- Poziom ochrony przed napięciem: oznacza maksymalne napięcie w terminalach aktywowanego urządzenia ochrony przed napięciem prądu stałego.Osiąga się ją, gdy prąd przechodzący przez urządzenie ochronne przed przewyższeniami odpowiada prądowi nominalnego rozładowania.

Scenariusze zastosowań urządzenia ochrony przed napięciem prądu stałego

Urządzenie chroniące przed napięciem prądu stałego podzielone jest na dwa rodzaje:

- Jeden jest używany w nisko napięciu prądu stałego, do ochrony modułów komunikacyjnych, monitorowania itp.

- Drugi jest stosowany w dziedzinie fotowoltaiki, do ochrony systemów fotowoltaicznych, magazynowania energii itp.

System wytwarzania energii fotowoltaicznej

- ochrona boczna PV DC: zainstalowana między przewodem PV a falownikiem w celu ochrony modułów fotowoltaicznych i falowników przed uszkodzeniami spowodowanymi przez uderzenia piorunów lub operacje przełączania.

- Ochrona boczna PV AC: zainstalowana na krańcu wyjściowym falownika w celu ochrony urządzeń bocznych AC.

Stacja bazowa łączności

- Ochrona systemu zasilania: chroni urządzenia zasilania stałym prądem stałym stacji bazowych łączności, takie jak baterie i prostowarunki.

- Ochrona systemu sygnałowego: chroni linie sygnałów komunikacyjnych, aby zapobiec zakłóceniu lub uszkodzeniu sprzętu komunikacyjnego przez fale.

Instalacje do ładowania pojazdów elektrycznych

- Ochrona ładowania: instalowana na końcu wyjścia prądu stałego w ładowaniu, aby chronić ładowanie i system zarządzania baterią pojazdu elektrycznego.

- Ochrona akumulatorów: stosowana na stronie prądu stałego akumulatorów pojazdów elektrycznych w celu zapobiegania napływom prądu z powodu uszkodzenia akumulatorów.

System kontroli przemysłowej

- PLC i ochrona czujników: chroni urządzenia zasilania prądem stałym w systemach sterowania przemysłowego, takie jak PLC, czujniki itp.

- Ochrona silników prądu stałego: stosowana w systemach napędu silników prądu stałego w celu zapobiegania napływom napędowym powodującym uszkodzenie silników i napędów.

W praktycznych zastosowaniach przy wyborze urządzenia ochrony przed prądami prądu stałego należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:

- napięcie układu: wybierz urządzenie ochrony przed prądami prądu stałego odpowiadające napięciu układu.

- Nominalna prądność napięcia: wybierz odpowiedni nominalny prąd rozładowy (In) i maksymalny prąd rozładowy (Imax) w oparciu o poziom ryzyka napięcia systemu.

- Środowisko instalacji: należy wziąć pod uwagę czynniki środowiskowe, takie jak temperatura, wilgotność itp., i wybrać odpowiedni poziom ochrony (ocena IP).

Zalety stosowania SPD prądu stałego

Wykorzystując SPD prądu stałego, można skutecznie ograniczyć podatność systemów zasilanych prądem stałym na nadwyżki napięcia, promując ochronę sprzętu, niezawodność systemu i ogólne bezpieczeństwo operacyjne.

W poniższym artykule omówiono podsumowanie korzyści płynących z wykorzystania urządzenia zabezpieczającego przed napięciem prądu stałego:

- Ochrona sprzętu: jest to główna zaleta konfiguracji systemu stałego prądu z urządzeniem ochronnym przed przewyższeniami.Odwraca lub tłumi nadmierne napięcia, chroniąc sprzęt przed uszkodzeniami.

- wydłużony okres użytkowania urządzenia: uniknięcie szkodliwych skutków napięć przez DSP stałego prądu pozwala na dłuższą pracę urządzenia.niezabezpieczone urządzenia łatwo ulegają nadprężeniom, które powodują uszkodzenie lub utrudnienie działania.

- Zapewnienie bezpieczeństwa: w przypadku wystąpienia fal fal przesuwnych stwarzają one zagrożenie dla bezpieczeństwa, zwłaszcza w warunkach przemysłowych, w których wykorzystywane są źródła prądu stałego o wysokiej energii.te urządzenia zmniejszają ryzyko awarii elektrycznej, pożarów lub innych zagrożeń dla bezpieczeństwa.

- Niezawodność systemu: Urządzenia zabezpieczające przed przewyższeniami przyczyniają się do poprawy niezawodności systemu prądu stałego w ich roli ochronnej.Zmniejszają ryzyko awarii sprzętu, pomagają utrzymać ciągłą pracę i minimalizują zakłócenia.

Czy ochronę prądu stałego można wykorzystać z ochroną prądu prądu przemiennego?

Z profesjonalnego punktu widzenia napięcie i prąd prądu AC zmieniają się okresowo.50 razy na sekundę (50 Hz) lub 60 razy na sekundę (60 Hz)Kiedy prąd zmienia się z dodatniego półcyklu do ujemnego półcyklu, przejdzie przez punkt zerowy, w którym napięcie i prąd będą 0skutecznie tłumiąc naturalnie prądy przemijające.

Jeden fazowy sygnał AC Trzy fazowy sygnał AC

Ale prąd stały nie będzie, jest to jednokierunkowe napięcie prądu ciągłego, nie ma opcji "punktu zerowego", więc prąd napięcia nie zostanie stłumiony, powodując trwały wpływ na urządzenie.Jeśli w tym czasie do ochrony przewodu prądu stałego użyto zabezpieczacza przepływu prądu przemiennego, ciągły silny napięcie i prąd przepływowy przebiją się przez ochronę prądu przemiennego, znacznie skróci żywotność ochronę prądu i spowoduje pożar.konieczne jest wybranie niezawodnych osłon prądu stałego w celu ochrony.

sygnał prądu stałego

Badanie urządzenia zabezpieczającego przed prądami prądu stałego

Badanie urządzenia zabezpieczającego przed napięciem prądu stałego sprawdza jego funkcjonalność, zapewniając, że może skutecznie chronić urządzenie przed napięciami.porównanie wyników badań ze specyficznymi cechami odpowiedzi, które należy spełnić w SPD.

Do najczęściej stosowanych badań należą:

- Badanie odporności izolacyjnej: tutaj odłącza się SPD od źródła prądu stałego i mierzy się opór między urządzeniami a końcówkami uziemionymi.

- Badanie spadku napięcia: Badanie to zapewnia, że spadek napięcia znajduje się w określonych granicach.

Tutaj, wykonujesz symulację przejściowych napięć poprzez stosowanie impulsów napięć do urządzenia zabezpieczającego.zbadać formy fal, porównując je ze specyfikacjami badania.

Niektóre błędne wyobrażenia o ochronie prądu stałego.

1Pomysł, że prosty system prądu stałego wymaga tylko jednostopniowej ochrony przed przewyższeniem, aby spełnić wymagania, jest błędny.i różne etapy wymagają różnych ochronników prądu stałego dla ochrony wieloetapowejSzczególnie w przypadku systemów łączności, im dokładniejsze i wrażliwe urządzenie, tym bardziej wiarygodna ochrona przed przewyższeniami.

2. Niewłaściwe jest instalowanie osłon prądu stałego z dala od urządzeń, o ile są uziemione. Osłony prądu stałego powinny znajdować się w pobliżu zabezpieczonego sprzętu.Jeżeli osłona prądu stałego znajduje się zbyt daleko od urządzenia wymagającego ochronyJeśli przewód jest zbyt długi, a wszystkie prądy uderzają w urządzenie przed osiągnięciem go,Nawet jeśli ochrona prądu prądu stałego reaguje szybko, nie będzie miała czasu na uwolnienie prądu prądu, dlatego ochrona prądu prądu stałego powinna zapewniać "bliską ochronę" urządzeń elektrycznych.

3W układzie prądu stałego, w którym napięcie pozostaje stabilne bez częstych wahania, jak napięcie prądu zmiennego, nie oznacza to, że istnieje mniejsze ryzyko nadmiarów niż w systemie AC?Nieprawidłowa W systemie prądu stałego,nie ma punktu zerowego pod względem prądu lub napięcia, ale raczej ciągły przepływ, który może łatwo przyciągać uderzenia piorunów, co czyni je bardziej podatnymi w porównaniu z systemami AC. Taking solar panels as an example – outdoor devices like photovoltaic arrays are particularly prone to lightning strikes due to their large surface area and continuous flow of electricity which attracts lightning bolts causing powerful surges.

4Niewłaściwe jest, aby systemy niskiego napięcia prądu stałego miały luźne wymagania związane z uziemieniem; nie można pominąć uziemienia lub po prostu podłączyć ich w pobliżu obudowy o pewnej odległości między nimi.Należy je prawidłowo uziemić, ponieważ uziemienie odgrywa kluczową rolę w ochronie urządzeń elektrycznych z wykorzystaniem urządzeń ochronnych przed prądem stałym.Połączenie bezpośrednio z obudową niekoniecznie oznacza prawidłowe uziemienie;niektóre obudowy mogą nie mieć połączeń z ziemią lub wydawać się uziemione, ale mogą być odizolowane warstwami farby uniemożliwiającymi skuteczne połączenie uziemienia.If there’s slight leakage in equipment leading enclosure being charged then during arrival of power surges these would lead back through protective device causing fire hazards rendering overvoltage protective device uselessZ tego powodu konieczne jest, aby urządzenia ochronne przed prądem stałym były odpowiednio uziemione.

Wniosek

Systemy ochrony przed prądem prądu stałego, jako "bezpieczniki" systemów zasilania prądem stałym, odgrywają kluczową rolę w nowoczesnej ochronie zasilania.stacje bazowe łączności, lub urządzeń do ładowania pojazdów elektrycznych, SPD stałego prądu mogą skutecznie przeciwstawiać się zagrożeniom związanym z przewyższeniami, zapewniać stabilną pracę urządzeń, wydłużać ich żywotność i zmniejszać koszty utrzymania.