Novosti na področju nad-tokovne zaščite PV inverterjev
Spremembe na področju PV (Photo-Voltaic), ki so povezane predvsem s pričakovanimi napetostnimi nivoji tako na vhodni (DC) - enosmerni strani inverterjev (DC/AC pretvornik) kot na izhodni, torej AC - izmenični strani.
![]() | Viktor Martinčič Produktni vodja |
Če je bilo na primer še v letu 2018 inštaliranih približno 25% več sistemov za napetostno območje 1.000/1.100V d.c., vsi trendi v praksi kažejo na to, da bodo že v letu 2021 močno prevladovali PV sistemi z napetostjo 1.500V d.c.
"Centralni" in "String" Inverterji:
Veliko sprememb se dogaja tudi v konfiguracijah PV sistemov, kjer t.i. "Centralne" invertorje zamenjujejo t.i. "String" invertorji. Vsaka od obeh omenjenih skupin ima svoje prednosti in načrtovalci PV sistemov morajo pretehtati, katere prednosti izbranega inverterja bodo prinesle večjo učinkovitost celotnega PV sistema.
Primer vključenosti "centralnega" inverterja v sistem PV inštalacije:
![](/images/userfiles/sl-SI/images/news/PV-inverter_slika1.jpg)
Nove izvedbe inverterjev, imenovane tudi "string" invertorje razvijajo vsi pomembnejši svetovni proizvajalci, med katerimi izstopajo predvsem ABB, HUAWEI in SMA. Primer vključitve tega tipa inverterja v PV sistem.
![](/images/userfiles/sl-SI/images/news/PV-inverter_slika2.jpg)
Skupina "string" PV inverterjev je z izhodi a.c napetosti priključena na skupno vezje, imenovano "AC Combiner box", torej AC zbiralno enoto. DC/AC pretvorniki torej postajajo vse pametnejši, njihove značilnosti vse boljše, postali so pametne, varne, zanesljive in učinkovite elektronske naprave.
In kje v tej zgodbi nastopi ETI?
Kje drugje kot pri zagotavljanju ustrezne nad-tokovne zaščite teh PV sistemov….
Seveda je popolnoma logično, da vsi načrtovalci PV sistemov in proizvajalci opreme za foto-napetostne inštalacije iščejo razne načine, kako izboljšati učinkovitost in končno finančno donosnost le-teh.
Višje donose dosežemo z uporabo dinamične optimizacije učinkovitosti sistema z inteligentno tehnologijo. Trenutno dosežena učinkovitost presega 98,5%. Ena najpomembnejših tehničnih značilnosti nove generacije "string" inverterjev pa je višja izhodna izmenična napetost, ki je namesto dosedanje 400V a.c. sedaj povišana na 800V a.c.
Seveda je popolnoma logično, da vsi načrtovalci PV sistemov in proizvajalci opreme za foto-napetostne inštalacije iščejo razne načine, kako izboljšati učinkovitost in končno finančno donosnost le-teh.
Višje donose dosežemo z uporabo dinamične optimizacije učinkovitosti sistema z inteligentno tehnologijo. Trenutno dosežena učinkovitost presega 98,5%. Ena najpomembnejših tehničnih značilnosti nove generacije "string" inverterjev pa je višja izhodna izmenična napetost, ki je namesto dosedanje 400V a.c. sedaj povišana na 800V a.c.
S povečanjem izhodne napetosti so proizvajalci dosegli do 75-odstotno zmanjšanje izgub na kablih, ki izhod "string" inverterjev povezujejo z vhodom energetskega srednje-napetostnega transformatorja. Poleg tega lahko seveda uporabljajo tudi kable manjših presekov, kar tudi pomeni prihranek na stroškovni strani.
Zaradi višje izhodne a.c. napetosti pa sodobni "string" inverteji rabijo tudi ustrezno nad-tokovno zaščito, torej varovalko, ki je sposobna pravilno delovati tudi na napetosti, ki je višja od standardne 500V ali 690V a.c.
ETI je kot eden prvih proizvajalcev varovalk na trg poslal novo generacijo talilnih vložkov NV/NH gG za zaščito kablov v 800V a.c. inštalacijah. Z inovativno zasnovo talilnih elementov in ostalih sestavnih delov smo uspeli razviti široko paleto NV/NH gG talilnih vložkov, ki so testirani na napetosti 800V a.c. in ki so dimenzijsko identični standardni seriji NV/NH gG 500V/690V, torej zanje ni potrebno uporabiti podnožij ali stikalnih letev drugačnih - nestandardnih dimenzij.
Trenutno ETI kupcem ponuja NV 800V a.c. talilne vložke velikosti NV/NH00, 1 in 3 gG, od nazivnega toka 25A do 315A, za nekatere posebne zahteve pa smo razvili tudi serijo NV/NH s tokovno-časovno karakteristiko gS, ki v določenem tokovnem območju zagotavlja hitrejši odklop v primerjavi s karakteristiko gG. Na tem mestu je potrebno poudariti, da je že pripravljen predlog širitve osnovnega standarda za varovalke IEC 60269-1, s katerim namerava ETI, kot član IEC SC32B razširiti dosedanji nabor standardnih napetosti z dodatno nazivno napetostjo 800V a.c.
Primera NV talilnih vložkov iz te serije:
![](/images/userfiles/sl-SI/images/news/NH_slika1.jpg)
![](/images/userfiles/sl-SI/images/news/NH_slika2.jpg)
Na spodnji sliki je prikazana primerjava med tremi najbolj prepoznavnimi tokovno-časovnimi karakteristikami talilnih vložkov, vse so dimenzionirane na nazivni tok 100A. Karakteristika, imenovana gG (G = General, splošno) je po vsej verjetnosti v vsakdanji praksi nad-tokovne in kratkostične zaščite stanovanjskih in industrijskih električnih instalacij najbolj poznana in uporabljena. Osnovna naloga talilnih vložkov s karakteristiko gG je zaščita kabelskih inštalacij pred preobremenitvami in posledicami kratkostičnih tokov.
Druga, zelo poznana tokovno-časovna karakteristika je tista, ki je bila razvita za zaščito močnostnih polprevodnikov, imenovana je gR/aR (R = Rectifier, usmernik).
Iz spodnjega grafa lahko razberemo, da bo talilni vložek s karakteristiko aR pri toku na primer 500A pregorel v času okrog 100ms, medtem ko tisti s karakteristiko gG pri istem nad-toku rabi za pregoretje približno 4 sekunde. Kar precejšnja razlika torej…
In kot je bilo omenjeno v dosedanjem tekstu, v praksi postaja zelo popularna in uporabljena tokovno-časovna karakteristika z nazivom gS. V standard IEC 60269-4 je bila uvrščena pred nekaj leti, saj so moderne aplikacije zahtevale tokovno časovno karakteristiko talilnih vložkov, ki je v območju delovanja med 10ms in 100ms precej hitrejša od gG - toda seveda hkrati precej počasnejša od gR, hkrati pa so zanjo značilne precej nižje izgubne moči in nižje segrevanje.
Primer:
Pri (običajno) kratkostičnemu toku v vezju 900A bo talilni vložek s karakteristiko gS prekinil v 20ms, medtem ko bo pri istem nad-toku talilni vložek z gG karakteristiko za prekinitev potreboval 300ms. Kar precejšnja razlika torej.
Druga, zelo poznana tokovno-časovna karakteristika je tista, ki je bila razvita za zaščito močnostnih polprevodnikov, imenovana je gR/aR (R = Rectifier, usmernik).
Iz spodnjega grafa lahko razberemo, da bo talilni vložek s karakteristiko aR pri toku na primer 500A pregorel v času okrog 100ms, medtem ko tisti s karakteristiko gG pri istem nad-toku rabi za pregoretje približno 4 sekunde. Kar precejšnja razlika torej…
In kot je bilo omenjeno v dosedanjem tekstu, v praksi postaja zelo popularna in uporabljena tokovno-časovna karakteristika z nazivom gS. V standard IEC 60269-4 je bila uvrščena pred nekaj leti, saj so moderne aplikacije zahtevale tokovno časovno karakteristiko talilnih vložkov, ki je v območju delovanja med 10ms in 100ms precej hitrejša od gG - toda seveda hkrati precej počasnejša od gR, hkrati pa so zanjo značilne precej nižje izgubne moči in nižje segrevanje.
Primer:
Pri (običajno) kratkostičnemu toku v vezju 900A bo talilni vložek s karakteristiko gS prekinil v 20ms, medtem ko bo pri istem nad-toku talilni vložek z gG karakteristiko za prekinitev potreboval 300ms. Kar precejšnja razlika torej.
Primer uporabe talilnih vložkov z obema zgoraj opisanima tokovno-časovnima karakteristikama:
![](/images/userfiles/sl-SI/images/news/PV_slika5.jpg)
Značilnosti in prednosti: | |
- Preklopna zmogljivost do 800V a.c. - Ustreza IEC fotovoltaičnim standardom - V dimenzijah standardnih NH velikosti - Izjemno nizke izgubne moči - Visoka izklopna zmogljivost - Zasnovani za zaščito na celotnem razponu tokov - Inovativna oblika talilnih elementov - Visokotemperaturni tehnokeramični materiali, odporni na notranji tlak | ![]() |