DC SPD Ý nghĩa

DC SPD Ý nghĩa

DC SPD, tên đầy đủ là Thiết bị bảo vệ điện dòng trực tiếp,là một thiết bị bảo vệ được thiết kế đặc biệt cho các hệ thống điện DC để bảo vệ chống lại điện áp quá cao tạm thời (tăng cường) do sét đánhNếu không được kiểm soát, những sự gia tăng này có thể làm hỏng các thiết bị điện tử nhạy cảm trong hệ thống DC và thậm chí dẫn đến sự cố của hệ thống.

Thiết bị bảo vệ sóng điện đồng được thiết kế để cung cấp hệ thống và thiết bị chạy bằng DC bảo vệ khỏi các đợt tăng đột ngột hoặc điện áp.Các SPD DC ngăn chặn hoặc chuyển hướng sóng điện áp ngăn ngừa thiệt hại cho các thành phần điện tử nhạy cảm, lỗi hệ thống và thậm chí mất dữ liệu.

Các cân nhắc đối với các thiết bị bảo vệ sóng đồng trong các thiết bị PV

Các tia chớp giữa các đám mây và trong đám mây với cường độ 100kA có thể tạo ra các trường từ liên quan kích hoạt dòng điện thoáng qua trong hệ thống PV dây cáp DC.Những điện áp thoáng qua này phát sinh tại các đầu cuối thiết bị và gây ra sự cố cách nhiệt và điện đệm quan trọng của các thành phần.

Các dòng sét được tạo ra và không đầy đủ được giảm thiểu bằng cách đặt SPD tại các vị trí cụ thể.Khi xảy ra điện áp quá cao, nó chuyển từ một thiết bị kháng cự cao sang thiết bị kháng cự thấp.giảm điện áp quá mức mà nếu không sẽ tồn tại tại các đầu cuối thiết bị.

Thiết bị song song này mang dòng điện không tải. SPD bạn chọn phải được thiết kế, đánh giá và phê duyệt, đặc biệt là với điện áp PV DC.Việc ngắt kết nối SPD vốn có phải có khả năng ngắt vòng cung DC nghiêm trọng hơn không có trong các ứng dụng AC.

Trên các hệ thống quang điện quy mô thương mại và tiện ích lớn hoạt động ở điện áp mạch mở tối đa 600 hoặc 1,000V DC, kết nối các mô-đun MOV trong cấu hình Y là một thiết lập SPD phổ biến.

Một mô-đun MOV được kết nối với mỗi cột và đất trên mỗi chân của Y. Có hai mô-đun giữa mỗi cột và cả cột và cơ sở trong một hệ thống không đất.Bởi vì mỗi mô-đun được đánh giá cho một nửa hệ thống điện áp trong cấu hình này, các mô-đun MOV không vượt quá giá trị định số của chúng ngay cả khi xảy ra sự cố cột-đất.

Chức năng của thiết bị bảo vệ DC Surge

Chức năng cốt lõi của DC SPD là hấp thụ và giải phóng các sóng năng lượng cao đột ngột này, hạn chế cường độ quá điện áp và bảo vệ các thiết bị được kết nối với nguồn điện DC khỏi bị hư hại.Chúng thường được lắp đặt tại các nút chính trong hệ thống điện DC, chẳng hạn như mặt DC của hệ thống sản xuất điện quang điện, nguồn điện đầu vào của các trạm cơ sở truyền thông,hoặc đầu đầu ra DC của các cột sạc xe điện để đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.

So với các thiết bị bảo vệ sóng cho AC (AC SPD), DC SPD cần giải quyết những thách thức độc đáo của dòng điện liên tục, chẳng hạn như dòng điện đơn chiều liên tục và mức điện áp cao tiềm năng.Do đó, các SPD DC được thiết kế với các thành phần và công nghệ đặc biệt để đáp ứng nhu cầu của môi trường DC.

Nguyên tắc hoạt động

Việc lựa chọn, lắp đặt và bảo trì đúng các thiết bị bảo vệ xung điện đồng là cần thiết để đảm bảo bảo vệ xung điện áp hiệu quả trong các hệ thống DC.Hiệu quả hiệu suất của một SPD DC thay đổi với các yếu tố như xếp hạng giật, điện áp kẹp, thời gian phản ứng và ứng dụng cụ thể.

Bạn có thể chia làm việc của một thiết bị bảo vệ sóng DC như sau:

- Phát hiện sóng cao

Một thiết bị bảo vệ sóng DC sẽ phát hiện một sóng điện áp vượt quá mức định giá của nó trong một hệ thống DC. Thiết bị này thường theo dõi mức điện áp bằng cách sử dụng mạch đặc biệt để phát hiện sóng.

- Kẹp điện áp

Các thiết bị bảo vệ sóng DC sử dụng các thành phần như varistor oxit kim loại (MOV) hoặc ống xả khí (GDT) để đạt được kẹp điện áp.Các thành phần này hiển thị kháng cao với điện áp trong giới hạn bình thườngTuy nhiên, một sự gia tăng điện áp vượt quá ngưỡng làm giảm đáng kể sức đề kháng của thành phần, tạo ra một đường cản thấp cho dòng điện gia tăng.Mức ngưỡng vượt quá mà một điện áp được coi là một sự gia tăng được gọi là điện áp kẹp hoặc điện áp thả qua.

- Nồng độ hấp thụ năng lượng

Các thành phần chính của thiết bị bảo vệ siêu điện hấp thụ năng lượng dư thừa khi một cơn điện áp vượt qua thiết bị.Thiết kế của các varistor oxit kim loại (MOV) là như vậy mà họ phá vỡ ở điện áp cao tiêu hao sự gia tăng như nhiệt.

Trong mạch DC, bộ bảo vệ giãn là trong trạng thái kháng cự cao và không hoạt động dưới điện áp bình thường (Un).SPD sẽ nhanh chóng làm giảm sức đề kháng và dẫn độ của chính nó (trong vòng 25 nanosecond), giải phóng dòng điện giật, hạ điện áp xuống trạng thái an toàn, và sau đó trở lại trạng thái kháng cự cao, hoàn thành bảo vệ cho thiết bị điện trong mạch.

Các tính năng chính của thiết bị bảo vệ DC Surge

- Tốc độ phản ứng cao: có thể phản ứng với sóng trong nanoseconds và nhanh chóng kích hoạt các cơ chế bảo vệ.

- Khả năng hấp thụ năng lượng cao: có khả năng chịu và tiêu tan lượng năng lượng giật lớn, bảo vệ thiết bị hậu cần.

- Mức độ bảo vệ điện áp ổn định: đảm bảo rằng trong các sự kiện gia tăng, điện áp hệ thống không vượt quá phạm vi hoạt động an toàn của thiết bị.

Bằng cách lắp đặt Thiết bị bảo vệ DC Surge, độ tin cậy và an toàn của hệ thống dòng điện liên tục có thể được cải thiện đáng kể,kéo dài tuổi thọ của thiết bị và giảm chi phí bảo trì và thay thế do sự gia tăngTrong các lĩnh vực khác nhau như sản xuất điện quang điện, truyền thông, giao thông vận tải, vv, thiết bị bảo vệ sóng DC đã trở thành một thành phần bảo vệ không thể thiếu.

Làm thế nào để cài đặt một thiết bị bảo vệ DC Surge

- Đặt SDP gần bảng điều khiển để được bảo vệ càng tốt.

- Để giảm chiều dài của các dây kết nối từ các thiết bị bảo vệ điện giật của thiết bị bảo vệ điện giật đến bộ ngắt mạch bên cạnh,khoan và đâm một lỗ trong lồng thiết bị bảo vệ sóng cao ở một vị trí cực kỳ cao (hoặc nắp ngắt nối hợp nhất).

- Sử dụng một kết nối chặt chẽ với các dây đi đến bộ ngắt đầu tiên ở phía trên của một bảng điều khiển khi có thể.

- Kết nối SPD với bảng điều khiển ngắt bằng dây AWG # 10 hoặc lớn hơn (dễ có sẵn và dễ cài đặt).Các thiết bị thành công nhất thường không phải là đẹp nhấtNhững cuộc gặp gỡ hiệu quả nhất là ngắn và trực tiếp.

- SPDs nên được kết nối với một bộ ngắt mạch được chỉ định đúng chứ không phải là các chân chính của bảng điều khiển.Một công tắc ngắt kết nối hợp nhất nên được sử dụng để giao tiếp với các đường dây và tạo điều kiện cho việc phục vụ SPD khi các bộ ngắt mạch không có sẵn hoặc không thực tế.

So sánh SPD DC với SPD AC

Sự khác biệt chính giữa các thiết bị bảo vệ điện áp DC và AC dựa trên hệ thống điện được sử dụng.khả năng xử lý giật, thời gian phản ứng và tiêu chuẩn.

Các tuyên bố sau đây làm nổi bật một số điểm tương đồng và khác biệt giữa các thiết bị bảo vệ sóng điện DC và AC (SPD):

- Quản lý tần số

Thiết bị bảo vệ sóng sử dụng trong hệ thống DC không có thông số kỹ thuật tần số nhờ vào sự ổn định của điện áp DC.những người trong hệ thống AC có nhu cầu tần số khác nhau đòi hỏi xử lý khác nhau.

- Độ nhạy cực

Thiết bị bảo vệ sóng trong hệ thống DC là cực nhạy cảm đòi hỏi phải lắp đặt với sự sắp xếp đầu cuối chính xác.không có tên đầu cuối cụ thể.

- Khám phá và kẹp sóng

Tùy thuộc vào thiết kế hệ thống, cả SPD DC và AC sẽ chống lại sự gia tăng điện áp bằng cách hấp thụ hoặc chuyển hướng chúng đến mức an toàn.Các đặc điểm điện áp khác nhau có thể dẫn đến thay đổi trong các cơ chế được áp dụng trong phát hiện và kẹp.

Các loại SPD DC

Được phân loại theo mức điện áp

Theo mức điện áp của hệ thống DC, thiết bị bảo vệ sóng DC có thể được chia thành các loại sau:

- SPD DC điện áp thấp: phù hợp với các hệ thống DC điện áp thấp, thường có một phạm vi điện áp dưới 48V, thường được tìm thấy trong thiết bị truyền thông, hệ thống quang điện nhỏ,hoặc hệ thống phân phối DC điện áp thấp.

- SPD DC điện áp trung bình: phù hợp với các hệ thống DC điện áp trung bình, với phạm vi điện áp thường từ 48V đến 1000V, được sử dụng rộng rãi trong mặt dòng điện đồng của hệ thống sản xuất điện quang điện,Trạm sạc xe điện và các kịch bản khác.

- SPD DC cao điện áp: phù hợp với các hệ thống dòng điện liên tục cao điện áp, với phạm vi điện áp trên 1000V, chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy điện quang điện quy mô lớn,hệ thống truyền dòng điện liên tục cao cấp vv.

Các thông số chính của SPD DC

Các thông số của thiết bị bảo vệ sóng điện đồng xác định hiệu suất và sự phù hợp của chúng trong một hệ thống DC cụ thể từ sóng điện áp.Do đó, việc xem xét cẩn thận các thông số này và hệ thống sử dụng dự kiến là rất quan trọng để phù hợp hiệu quả.

Các thông số chính được cung cấp cho các thiết bị bảo vệ sóng đồng là:

- Dòng rò rỉ: Khi thiết bị bảo vệ DC hoạt động bình thường, dòng rò rỉ mô tả dòng điện tối thiểu chảy qua nó.Có dòng chảy rò rỉ thấp được ưa thích vì dẫn đến giảm tiêu hao nhiệt và mất điện.

- Điện áp hoạt động liên tục tối đa: Định nghĩa điện áp DC vượt quá đó thiết bị bảo vệ siêu cường được kích hoạt tùy thuộc vào điện áp định giá của hệ thống.

- Điện xả danh nghĩa: Mô tả giá trị điện cao nhất mà một thiết bị bảo vệ sóng DC có thể xả khi một sự kiện sóng xảy ra.

- Phạm vi nhiệt độ hoạt động: Định nghĩa nhiệt độ mà trong đó thiết bị bảo vệ sóng DC có thể hoạt động tối ưu.Thông số này là ứng dụng cụ thể đặc biệt là khi hệ thống DC cần bảo vệ được vận hành trong điều kiện nhiệt độ cực cao.

- Mức bảo vệ điện áp: đại diện cho điện áp tối đa qua các đầu cuối của thiết bị bảo vệ điện áp DC được kích hoạt.Nó đạt được khi dòng chảy đi qua thiết bị bảo vệ vượt quá mức phù hợp với dòng chảy của giải phóng danh nghĩa.

Các kịch bản ứng dụng của thiết bị bảo vệ DC Surge

Thiết bị bảo vệ sóng DC được chia thành hai loại:

- Một được sử dụng trong DC điện áp thấp, để bảo vệ các mô-đun truyền thông, giám sát, vv

- Một khác được sử dụng trong quang điện, để bảo vệ hệ thống quang điện, lưu trữ năng lượng, v.v.

Hệ thống sản xuất điện quang điện

- Bảo vệ mặt PV DC: được lắp đặt giữa dây PV và biến tần để bảo vệ các mô-đun PV và biến tần khỏi thiệt hại tăng áp do sét đâm hoặc hoạt động chuyển đổi.

- Photovoltaic bảo vệ bên AC: lắp đặt ở đầu đầu ra của biến tần để bảo vệ thiết bị bên AC.

Trạm cơ sở truyền thông

- Bảo vệ hệ thống điện: bảo vệ các thiết bị cung cấp điện DC của các trạm cơ sở truyền thông, chẳng hạn như bộ pin và bộ chỉnh.

- Bảo vệ hệ thống tín hiệu: bảo vệ các đường tín hiệu truyền thông để ngăn chặn sóng nhiễu hoặc làm hỏng thiết bị truyền thông.

Cơ sở sạc xe điện

- Bảo vệ đống sạc: được lắp đặt ở đầu đầu ra DC của đống sạc để bảo vệ đống sạc và hệ thống quản lý pin xe điện.

- Bảo vệ bộ pin: được sử dụng trên mặt DC của bộ pin xe điện để ngăn chặn sự gia tăng từ việc làm hỏng pin.

Hệ thống điều khiển công nghiệp

- Bảo vệ PLC và cảm biến: bảo vệ các thiết bị cung cấp điện DC trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, chẳng hạn như PLC, cảm biến, v.v.

- Bảo vệ động cơ DC: được sử dụng cho các hệ thống động cơ DC để ngăn chặn sóng từ việc làm hỏng động cơ và động cơ.

Trong các ứng dụng thực tế, khi lựa chọn thiết bị bảo vệ DC Surge, hãy xem xét các yếu tố sau:

- Hệ thống điện áp: chọn một DC Surge Protection thiết bị phù hợp với hệ thống điện áp.

- Đánh giá dòng điện giật: chọn dòng điện xả danh nghĩa (In) và dòng điện xả tối đa (Imax) phù hợp dựa trên mức độ nguy cơ giật của hệ thống.

- Môi trường lắp đặt: xem xét các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, v.v., và chọn mức bảo vệ phù hợp (đồng độ IP).

Ưu điểm của việc sử dụng DC SPD

Bằng cách sử dụng các SPD DC, các hệ thống chạy bằng DC dễ bị tổn thương do sự gia tăng điện áp có thể được giảm thiểu hiệu quả, thúc đẩy bảo vệ thiết bị, độ tin cậy của hệ thống và an toàn hoạt động tổng thể.

Một tóm tắt về lợi ích của việc sử dụng thiết bị bảo vệ sóng DC được thảo luận dưới đây:

- Bảo vệ thiết bị: Đây là lợi ích chính của việc cấu hình hệ thống DC của bạn với một thiết bị bảo vệ sóng.Nó chuyển hướng hoặc ức chế sự gia tăng điện áp quá mức bảo vệ thiết bị khỏi bị hư hỏng.

- Tuổi thọ của thiết bị: Tránh các tác động gây hại của sự gia tăng bởi DC SPD cho phép thiết bị hoạt động lâu hơn.Thiết bị không được bảo vệ dễ dàng chịu sự gia tăng điện áp dẫn đến hư hại hoặc cản trở hiệu suất.

- Đảm bảo an toàn: Khi xảy ra sự cố giãn sóng, chúng gây nguy hiểm cho an toàn, đặc biệt là trong môi trường công nghiệp sử dụng các nguồn DC có năng lượng cao.các thiết bị này làm giảm khả năng lỗi điện, hỏa hoạn hoặc các mối nguy hiểm an toàn khác.

- Độ tin cậy của hệ thống: Thiết bị bảo vệ vượt sóng góp phần cải thiện độ tin cậy của hệ thống DC trong vai trò bảo vệ của họ.Chúng làm giảm nguy cơ bị hỏng thiết bị giúp duy trì hoạt động liên tục và giảm thiểu sự gián đoạn.

Có thể bảo vệ sóng cho AC được sử dụng để bảo vệ mạch DC?

Một số người có thể muốn sử dụng các bộ bảo vệ sóng cho AC để bảo vệ hệ thống cung cấp điện DC. Từ góc độ chuyên nghiệp, điện áp và dòng điện AC thay đổi định kỳ,50 lần mỗi giây (50 Hz) hoặc 60 lần mỗi giây (60 Hz)Khi dòng chảy thay đổi từ vòng bán chu kỳ tích cực sang vòng bán chu kỳ âm, nó sẽ đi qua điểm 0, tại thời điểm đó điện áp và dòng điện sẽ là 0,ức chế hiệu quả các dòng điện thoáng qua tự nhiên.

Tín hiệu AC một pha Tín hiệu AC ba pha

Nhưng DC sẽ không, nó là một chiều điện áp dòng liên tục, không có tùy chọn điểm 0, vì vậy dòng sóng sẽ không bị ức chế, gây ra tác động lâu dài đến thiết bị.Nếu một bảo vệ sóng AC được sử dụng để bảo vệ đường DC tại thời điểm này, điện áp quá cao và dòng điện giật liên tục sẽ phá vỡ bộ bảo vệ giật AC, rút ngắn đáng kể tuổi thọ của bộ bảo vệ giật và gây ra hỏa hoạn.cần phải chọn các bộ bảo vệ sóng DC đáng tin cậy để bảo vệ.

Dấu hiệu DC

Kiểm tra thiết bị bảo vệ DC Surge

Kiểm tra một thiết bị bảo vệ điện áp DC xác minh chức năng của nó để đảm bảo nó có thể cung cấp hiệu quả bảo vệ thiết bị chống lại điện áp.so sánh kết quả thử nghiệm với các đặc điểm phản ứng cụ thể được cung cấp mà SPD cần tuân thủ.

Các xét nghiệm thường được sử dụng bao gồm:

- Kiểm tra kháng cách nhiệt: Ở đây, bạn ngắt kết nối SPD từ nguồn DC, và đo kháng cự giữa các thiết bị và đầu cuối đất.

- Thử nghiệm giảm điện áp: Thử nghiệm này đảm bảo sự sụt giảm điện áp nằm trong giới hạn đã chỉ định. Bạn kết nối thiết bị với một nguồn DC trước khi áp dụng điện áp định mức và đo nó.

Ở đây, bạn thực hiện mô phỏng các đợt đợt chuyển tiếp bằng cách áp dụng xung đợt lên thiết bị bảo vệ đợt.kiểm tra hình sóng so sánh chúng với các thông số kỹ thuật thử nghiệm.

Một số quan niệm sai lầm về các bộ bảo vệ sóng cho dòng điện liên tục.

1Ý tưởng rằng một hệ thống DC đơn giản chỉ yêu cầu bảo vệ siêu cường một giai đoạn để đáp ứng các yêu cầu là không chính xác.và các giai đoạn khác nhau đòi hỏi các bộ bảo vệ sóng DC khác nhau để bảo vệ nhiều cấpĐặc biệt đối với các hệ thống truyền thông, thiết bị càng chính xác và nhạy cảm, nó càng cần bảo vệ sóng đáng tin cậy hơn.

2. Nó là sai để cài đặt DC sóng bảo vệ xa từ các thiết bị miễn là chúng được nối đất. DC sóng bảo vệ nên ở gần các thiết bị được bảo vệ.Nếu một bộ bảo vệ sóng DC quá xa từ thiết bị cần bảo vệ, khi một dòng điện giật đập, các DC giật bảo vệ phải đáp ứng trong vòng microseconds để tiết kiệm thiết bị điện.,Ngay cả khi bộ bảo vệ sóng DC phản ứng nhanh chóng, nó sẽ không có thời gian để giải phóng dòng điện gia tăng.

3Trong một hệ thống dòng điện liên tục mà điện áp vẫn ổn định mà không có biến động thường xuyên như điện áp dòng điện xoay không có nghĩa là có ít nguy cơ tăng cao hơn trong một hệ thống AC?Sai ️ điện áp ổn định không bằng không có rủi roTrong một hệ thống dòng điện liên tục,không có điểm 0 về dòng điện hoặc điện áp mà là dòng chảy liên tục có thể dễ dàng thu hút sét khiến chúng dễ bị tổn thương hơn so với hệ thống 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.

4Nó là sai để có yêu cầu trái đất lỏng lẻo cho các hệ thống dòng điện liên tục điện áp thấp; bạn không thể bỏ qua trái đất hoặc chỉ đơn giản là kết nối chúng gần một vòm với một khoảng cách nào đó giữa chúng.Nó là điều cần thiết để nối đất đúng vì nối đất đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các thiết bị điện sử dụng các thiết bị bảo vệ điện áp cao. Kết nối trực tiếp với vỏ không nhất thiết có nghĩa là nối đất đúng;một số vỏ có thể thiếu kết nối với đất hoặc xuất hiện đất nhưng có thể được cô lập bởi các lớp sơn ngăn chặn kết nối đất hiệu quả.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 uselessDo đó, điều quan trọng là các thiết bị bảo vệ điện áp quá cao phải được nối đất đúng cách.

Kết luận

DC Surge Protection Thiết bị bảo vệ sóng, như là "các bảo vệ an toàn" của hệ thống điện DC, đóng một vai trò quan trọng trong bảo vệ điện hiện đại.trạm cơ sở truyền thông, hoặc các thiết bị sạc xe điện, DC SPD có thể chống lại hiệu quả các mối đe dọa do sự gia tăng, đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị, kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì.