Понимание сходств и различий между предохранителями, автоматическими выключателями и разъединителями

Nov 07, 2023

Фотоэлектрическая (PV) промышленность переживает быстрое развитие в соответствии с общей тенденцией развития, ориентированной на углеродную нейтральность, что, однако, привело к увеличению проблем, связанных с безопасностью электростанций, поскольку широко используются модули более высокой мощности. Проекты фотоэлектрических систем становятся все сложнее по мере того, как обнаруживаются все новые приложения и ситуации для использования. Как развернуть систему защиты на стороне постоянного тока всегда вызывало беспокойство и споры в отрасли. По сути, основной причиной является неправильное понимание предохранителей, автоматических выключателей и разъединителей, которые обычно используются для защиты фотоэлектрической системы.

Предохранители, автоматические выключатели и разъединители из-за их схожих функций (изоляция, защита от короткого замыкания и т. д.) могут привести к путанице и недоразумениям в отрасли. Однако на самом деле это совершенно разные устройства, так как они существенно различаются по принципу защиты, стандартным требованиям, сценарию применения и защитному эффекту! Что касается создания системы защиты распределения, необходимо полностью понимать требования к производству в соответствии со сценариями применения, чтобы устройства можно было разумно развернуть на основе их собственных функций и обеспечить правильное применение своих функций, тем самым повышая безопасность работы и надежность станции.

Предохранитель: Имеется в виду устройство защиты от тока, состоящее из плавкого предохранителя и картриджа. Плавкий элемент перегорает под действием тепла, выделяемого им самим, когда ток превышает предельное значение в течение определенного времени, и в этом случае цепь размыкается, чтобы можно было достичь цели защиты.

Рисунок: Принцип защиты предохранителем

Автоматический выключатель: относится к механическому переключающему устройству, способному включать/выключать и проводить ток и состоящему из контактной системы, системы гашения дуги, исполнительного механизма и расцепителя. Применяется для отключения цепи при не достижении цели защиты. В случае короткого замыкания противодействующая пружина будет преодолеваться магнитным полем, создаваемым более высоким током, в этом случае расцепитель приведет к немедленному отключению привода. В случае перегрузки биметаллические полосы будут деформироваться в определенной степени при повышении температуры из-за увеличения тока, что приведет к отключению привода. Чем выше ток, тем короче будет время этого защитного действия.

Благодаря хорошей способности гашения дуги автоматический выключатель способен отключать более высокий ток короткого замыкания и может использоваться повторно, поскольку на его общие защитные характеристики не влияют время и окружающая среда.

Рисунок: Принцип защиты с помощью автоматического выключателя

Разъединитель: служить главным образом в качестве изолятора, который может образовывать видимую точку разрыва между ремонтируемым электрооборудованием и источником питания, чтобы гарантировать безопасность работ при капитальном ремонте. Раньше на стороне постоянного тока цепного инвертора предусматривался разъединитель с ручным управлением. Наряду с интеллектуальным развитием фотоэлектрических станций, разъединитель с ручным управлением заменяется разъединителем с приводом от двигателя.

Моторный разъединитель : Разъединитель с ручным управлением заменен разъединителем с электроприводом, который может действовать электрически в режиме обнаружения тока в цепочке за счет использования трансформатора тока для управления сигналами инвертора + DSP. Известно, что при 1*In электрический ресурс может достигать 100-300 циклов, а при 4*In - всего 5 циклов. Однако разъединитель с электроприводом, который заменил разъединитель с ручным управлением, представляет собой всего лишь модернизацию режима действия и, следовательно, не может рассматриваться как устройство защиты.

При термическом токе до 50А разъединитель способен быстро срабатывать при токе ниже 40А (номинальный ток). Следует отметить, что в случае «много-к-одному» (например, 5 цепочек на MPPT) обратный ток может превышать 50 А и может вызывать накопление тепла внутри разъединителя, что может привести к деформации и заклиниванию внутреннего подвижного держателя контакта.