Молниезащита систем накопления энергии

Системы аккумуляторного накопления энергии являются важной технологией для хранения электроэнергии, произведённой из возобновляемых источников, и её возврата в сеть по требованию. Однако электронные компоненты этих систем могут серьёзно пострадать из-за перенапряжений, таких как молниевые разряды и сетевые скачки напряжения. Поэтому для обеспечения постоянной доступности аккумуляторных систем и предотвращения серьёзных экономических последствий необходима комплексная система молниезащиты и защиты от импульсных перенапряжений.

Опасности молнии и импульсных токов

Молниевые разряды представляют серьёзную угрозу для аккумуляторных систем хранения энергии. Перенапряжение, вызванное ударом молнии, может превысить диэлектрическую прочность электронных компонентов системы хранения. Это может привести к повреждению электронных компонентов, включая информационно-коммуникационные технологии, а также к выходу из строя инверторов или аккумуляторных блоков. В случае прямого удара молнии металлическая крыша системы хранения может быть пробита, что приведёт к повреждениям от воды во время дождя.

Кроме того, сетевые импульсы напряжения, вызванные коммутационными операциями, замыканиями на землю и короткими замыканиями, также представляют потенциальную опасность. Эти переходные перенапряжения могут повредить электронное оборудование и привести к дорогостоящим работам по обслуживанию и ремонту. Поэтому понимание природы этих угроз и внедрение эффективных защитных мер имеют решающее значение для долговечности и надёжности данных систем.

Стандарты молниезащиты и защиты от перенапряжений

Такие стандарты, как IEC 62305, содержат рекомендации по защите электрических систем от переходных перенапряжений, вызванных атмосферными воздействиями. Эти стандарты охватывают молниевые и импульсные перенапряжения, включая молниевые разряды, прямые удары молнии в сетевые линии и переходные перенапряжения, возникающие при коммутационных процессах.

Они определяют необходимость защитных мер, категории защиты и уровни номинального импульсного выдерживаемого напряжения, соответствующие требованиям оборудования.

Кроме того, учитывается требуемая доступность системы. Соблюдение этих стандартов имеет ключевое значение для обеспечения безопасности и надёжности аккумуляторных систем хранения энергии.

Компания Yılkomer обеспечивает защиту систем накопления энергии в рамках метода катящейся сферы (Rolling Sphere Method), используя изолированные пассивные молниеприёмники Gromtor, изолированные токоотводы и триподные системы. Вся система приводится к эквипотенциалу. Парафудры Raycap AC и DC обязательно должны быть интегрированы на входных и выходных точках системы. В противном случае вся инвестиция может быть повреждена за наносекунды.

Молниезащита систем накопления солнечной энергии

Когда солнечные электростанции оснащаются аккумуляторными системами хранения, электронное оборудование, батареи и инверторы должны быть защищены от импульсных перенапряжений. Например, система накопления солнечной энергии (контейнерного типа) может отвести прямой удар молнии через металлический контейнер совместно с заземлением. Для предотвращения образования отверстий в крыше металлического контейнера по его четырём углам устанавливаются пассивные молниеприёмники. Оборудование внутри контейнера защищено по принципу клетки Фарадея, то есть соблюдаются необходимые расстояния до электрических компонентов. Любые импульсы, наводимые по медным линиям, должны отводиться с помощью устройств защиты от перенапряжений, установленных как можно ближе к точкам ввода основных питающих линий.

Этот подход к защите основан на принципе создания «защищённой зоны» вокруг оборудования, подлежащего защите. Молниеприёмники и металлическая конструкция контейнера безопасно отводят ток молнии в землю и удерживают его вдали от чувствительных электронных компонентов внутри. Однако для полной защиты этого недостаточно. Устройства защиты от перенапряжений, установленные в местах ввода основных питающих линий в контейнер, необходимы для подавления остаточных перенапряжений, которые всё ещё могут достигать оборудования.

Аккумуляторные системы хранения и электрическая сеть

Если аккумуляторные системы хранения для энергосети размещены в бетонных сооружениях, соблюдение расстояний разделения с внешней системой молниезащиты невозможно или, по крайней мере, крайне затруднено. Эта проблема решается установкой изолированных проводников, устойчивых к высокому напряжению. Это предотвращает опасные перекрытия от внешней системы молниезащиты к проводящим частям, таким как питающие линии. Если батареи и инверторы размещены в отдельных контейнерах, при прямых или близких ударах молнии в соединительные кабели могут наводиться гальванические токи молнии. Для предотвращения этого над кабелями прокладывается заземляющий проводник, включающий их в защищённый объём.

Этот подход к защите основан на принципе создания «защищённого объёма» вокруг кабелей, соединяющих отдельные контейнеры. Заземляющий проводник, проложенный над кабелями, выполняет функцию экрана и предотвращает наведение гальванических токов молнии. Любые перенапряжения, которые всё же могут достигать кабелей, затем подавляются устройствами защиты от перенапряжений типа 2, установленными на обоих концах кабелей.

Выбор устройств молниезащиты и защиты от перенапряжений

Например, соединительные линии, объединяющие DC-выходы батареи и инвертора, должны быть защищены устройствами SPD типа 1, поскольку они проходят через разные зоны молниезащиты. Комбинированный парафудр типа 1 + тип 2 является правильным выбором и может использоваться для постоянного тока до 950 В. Комбинированный парафудр типа 1 + тип 2 подходит для постоянного тока до 1500 В DC.

Если DC-линии подключения PV-модулей защищены системой молниезащиты, они должны быть защищены парафудрами типа 1, специально разработанными для фотоэлектрических систем. Кроме того, если солнечная электростанция оснащена LED-освещением, оно также должно быть защищено от воздействия импульсов и износа, вызванного коммутациями. Эквипотенциальное соединение, требуемое стандартом, выполняется с использованием эквипотенциальной шины K12. Эти шины специально тестируются для защитного и функционального эквипотенциального соединения, а также для молниезащитного эквипотенциального соединения.

Молниезащита и защита от импульсных перенапряжений являются важными элементами проектирования и эксплуатации аккумуляторных систем хранения энергии. Понимание проблем, вызванных переходными перенапряжениями, и внедрение соответствующих защитных устройств обеспечивают надёжную работу этих систем и способствуют формированию устойчивого энергетического будущего. Правильный выбор внешних и внутренних устройств молниезащиты, соблюдение стандартов и тщательное проектирование системы могут существенно снизить риски, связанные с повреждениями от молнии и перенапряжений. По мере роста использования аккумуляторных систем хранения энергии значение эффективной молниезащиты и защиты от импульсных перенапряжений будет только возрастать.

Для получения более подробной информации и выполнения детальной проработки ваших проектов вы можете отправить их нам по адресу info@yilkomer.com.

Помните: Yılkomer «Защищает ваши ценности!»