Obair Chomhoibríoch Cosantóirí Borrtha, Briseoirí Ciorcaid agus Fiúsanna i gCórais Fótavoltacha: Anailís Fheidhmiúil agus Plé Riachtanais

Réamhrá

Le forbairt thapa thionscal fótavoltach domhanda, tá sábháilteacht agus cobhsaíocht córas giniúna cumhachta gréine anois ina fócas ar aird an tionscail. Bíonn córais fhótavoltach nochta don aer lasmuigh ar feadh i bhfad agus bíonn siad i mbaol bagairtí amhail stailceanna tintreach, luaineachtaí greille cumhachta, agus teipeanna trealaimh, a d’fhéadfadh damáiste trealaimh nó fiú tine a chur faoi deara. Is gléasanna cosanta tábhachtacha iad cosantóirí borrtha (SPDanna), briseoirí ciorcaid, agus fiúsanna a chomhlíonann a ndualgais agus a chomhoibríonn lena chéile chun oibriú sábháilte an chórais a chinntiú. Déanfaidh an t-alt seo anailís dhomhain ar a bhfeidhmeanna, a meicníochtaí comhordaithe, agus an riachtanas chun tagairt a sholáthar d’úsáideoirí tionscail.

I. An "Marfóir Dofheicthe" atá Os Comhair Córais Fhótavoltacha

Tá stáisiúin chumhachta fótavoltach cosúil le "laochra cruach" ag obair faoin aer úr, ag fulaingt tástálacha crua éagsúla i gcónaí.

1.1 Fadhbanna le stailceanna tintreach:

Go háirithe, sa Mheánoirthear agus in Oirdheisceart na hÁise, is féidir le séasúr stoirmeacha toirní amháin córais nach bhfuil cosaint acu a pairilis.
1.2 Luaineachtaí sa ghreille cumhachta:
Sa tionscadal sa tSile a raibh mé i gceannas air, dódh roinnt píosaí trealaimh amach mar gheall ar mhéadú tobann ar voltas an ghreille.

1.3 Riosca gearrchiorcaid:
Anuraidh, tharla ciorcad gearr i dtionscadal sa Ghearmáin mar gheall ar cháblaí a bhí ag dul in aois, rud a chuir beagnach tine faoi deara.

Ní áibhéil iad na rioscaí seo. De réir Chomhghuaillíocht Idirnáisiúnta um Shábháilteacht Fótavoltach, is mar gheall ar easpa cosanta leictrigh atá breis is 60% de theipeanna córas fótavoltach.

II. Príomhfheidhmeanna na bhFeistí Cosanta Borrtha (SPD)

2.1 Prionsabal Oibre
Atreoraíonn SPD róvoltas neamhbhuan chuig an talamh trí athraitheoirí ocsaíd miotail (MOV) nó feadáin urscaoilte gáis (GDT), rud a chuireann teorainn leis an voltas laistigh de raon sábháilte. I gcórais fhótavoltacha, suiteáiltear SPDanna de ghnáth sna suíomhanna seo a leanas:
Taobh DC (idir na modúil agus an inbhéirtóir): Chun cosaint a thabhairt i gcoinne borradh de bharr tintreach.
Taobh AC (idir an inbhéartóir agus an eangach): Chun róvoltas a chosc ó thaobh an eangaigh.

2.2 Príomhpharaiméadair
Uasvoltas oibriúcháin leanúnach (Uc): Ní mór dó a bheith ag teacht le leibhéal voltais an chórais fhótavoltaigh (amhail 1000V DC nó 1500V DC).
Sruth urscaoilte (In/Iimp): Léiríonn sé an cumas sruth tintreach a urscaoileadh, agus de ghnáth bíonn 20kA nó os a chionn ag teastáil ó chórais fhótavoltacha.
Leibhéal cosanta voltais (Suas): Cinneann sé méid an voltais iarmharaigh agus ní mór dó a bheith níos ísle ná voltas seasaimh an trealaimh chosanta.

2.3 Riachtanas
Cosc a chur ar threalamh costasach amhail inbhéirteoirí agus boscaí comhcheangail a bheith millte ag borradh cumhachta.
Cloí le caighdeáin idirnáisiúnta (amhail IEC 6164331, UL 1449) agus le ceanglais ghlactha do stáisiúin chumhachta fótavoltacha.

Ⅲ.Feidhm agus roghnú briseoirí ciorcaid agus fiúsanna

3.1 Briseoir Ciorcaid
Feidhm:
• Cosaint Ró-ualaigh: Nuair a sháraíonn an sruth an luach socraithe (amhail 1.3 oiread an tsrutha rátáilte), oibríonn an mheicníocht turais theirmigh.
• Cosaint i gcoinne Gearrchiorcad: Gearrann an mheicníocht thurais leictreamaighnéadaigh an sruth gearrchiorcad (amhail 10kA) laistigh de mhilleasoicindí.

• Saintréithe Feidhmchláir le haghaidh Fótavoltach:
Ní mór scoradán ciorcaid DC tiomnaithe (amhail DC 1000V/1500V) a roghnú.
Ba cheart go mbeadh an cumas briste ag teacht le sruth gearrchiorcaid an chórais (≥ 15kA de ghnáth).

3.2 Fiús
Feidhm:
Trí eilimint an fhiúis a leá, is féidir leis an gciorcad lochtach a leithlisiú go tapa agus an brainse sraith-nasctha a chosaint.

Buntáistí:
Tá an luas dícheangailte níos tapúla (ag an leibhéal micrishoicind), atá oiriúnach do chásanna gearrchiorcaid arda.
Tá sé beag i méid agus oiriúnach do bhoscaí reatha a bhfuil spás teoranta acu.

3.3 Comhoibriú le SPD

Tá SPD freagrach as cosaint voltais, agus tá briseoirí ciorcaid/cosantóirí fiús freagrach as cosaint reatha.
Nuair a theipeann ar SPD mar gheall ar bhriseadh síos borrtha, is féidir le briseoirí ciorcaid nó cosantóirí fiús an ciorcad lochtach a ghearradh amach go pras chun tine a chosc.

Ⅳ. Cás-staidéar ar chóras cosanta il-leibhéil

Glac stáisiún cumhachta fótavoltach 1MW mar shampla:
4.1 Cosaint ar thaobh an DC
Craobhacha sraith comhpháirteanna: Suiteáil fiúsanna (mar shampla cineál 10A gPV) do gach sraith.
Iontráil an bhosca chomhcheangail: Suiteáil SPD Cineál II (Suas ≤ 1.5kV) agus scoradán ciorcaid DC (63A).

4.2 Cosaint ar thaobh an AC
Deireadh aschuir an inbhéartóra: Cumraigh SPD Cineál 1+2 (Iimp ≥ 12.5kA) agus scoradán ciorcaid múnlaithe (250A).

4.3 Insamhladh cás locht
Nuair a tharlaíonn buille tintreach: Scaoileann an SPD borradh reatha agus cuireann sé bac ar an voltas faoi bhun 2kV; má theipeann ar an SPD mar gheall ar ghearrchiorcad, múchtar an scoradán ciorcaid.
Nuair a bhíonn ciorcad gearr líne ann: Leáíonn an fiús laistigh de 5ms chun scaipeadh éifeacht theirmeach an tsoláthair a chosc.

Ⅴ. Réamhchúraimí maidir le roghnú agus suiteáil

5.1 Roghnú SPD
Maidir leis an taobh DC, ba cheart SPD fótavoltach-shonrach (amhail PVSPD) a roghnú chun an fhadhb srutha droim ar ais a bhaineann le SPD AC gnáth a sheachaint.
Ba cheart corrlach teochta a chur san áireamh (ní mór do Uc corrlach a fhágáil i dtimpeallachtaí ardteochta).

5.2 Meaitseáil Bristeora Ciorcaid/Fiús
Ba cheart go mbeadh an cumas briste níos airde ná an sruth gearrchiorcaid uasta den chóras (amhail go bhféadfadh sruth locht an tsreang 1.5kA a bhaint amach).
Ba chóir go mbeadh sruth rátáilte an fhiúis níos mó ná 1.56 oiread sruth gearrchiorcaid an chomhpháirte (Isc) (de réir NEC 690.8).

5.3 Moltaí maidir le Comhtháthú Córais
Ba chóir go mbeadh fad na sreinge idir an SPD agus an briseoir ciorcaid ≤ 0.5m chun an voltas iarmharach a laghdú.
Ba cheart cigireachtaí rialta a dhéanamh ar tháscairí stádais SPD, agus ba cheart modúil theipithe a athsholáthar in am.

Ⅵ. Treochtaí Tionscail agus Nuashonruithe Caighdeánacha
•Éileamh ardvoltais: Le glacadh forleathan córas fótavoltach 1500V, ní mór leibhéil voltais SPDanna agus briseoirí ciorcaid a fheabhsú go sioncrónach.

• Faireachán cliste: Tá SPDanna cliste a chomhtháthaíonn braiteoirí teochta agus feidhmeanna cumarsáide gan sreang á gcur i bhfeidhm de réir a chéile chun foláireamh luath maidir le lochtanna iargúlta a bhaint amach.

•Athneartú caighdeánach: Tá ceanglais chomhordaithe níos déine curtha i bhfeidhm ag an leagan nua de IEC 625482023 maidir le gléasanna cosanta do chórais fhótavoltacha.

Conclúid
I gcórais fhótavoltacha, is córas cosanta comhoibríoch iomlán "voltais-reatha" iad cosantóirí borrtha, briseoirí ciorcaid agus fiúsanna. Ní hamháin gur féidir le roghnú agus cumraíocht cheart na gcomhpháirteanna seo saolré seirbhíse an trealaimh a fhadú agus costais oibriúcháin agus cothabhála a laghdú, ach is coinníollacha riachtanacha iad freisin chun oibriú sábháilte stáisiún cumhachta a chinntiú. Le forbairt na teicneolaíochta, cuirfidh comhtháthú agus faisnéis na bhfeistí cosanta seo feabhas breise ar iontaofacht córas fótavoltach sa todhchaí.