雷電流分類
通常,光電發電裝置的投資回收期為20年。在投資回收期內,應確保設備不會損壞,以產生穩定的綠色能源效益。本文討論中型光伏發電裝置的防雷設計。首先了解雷電流的性質,才能選擇合理的防雷裝置(突波保護器)。
雷電流的種類大致可分為三類:
一類是直接進入建築物的直接雷擊,如圖2-1所示;
二是發生在建築物附近的靜電感應(或稱電磁感應),稱為感應雷,如圖2-2所示;
第三類是從光電發電機安裝接線處進入的雷電波,其性質與第一類類似。
上述三種雷電流都會對光伏發電配套建築、光伏發電設備以及光伏裝置附加電子設備造成損壞。造成過流和過壓,因此需要額外的保護。
圖2-1 直接進入建築物的直擊雷 圖2-2 建築物附近的感應雷
下面討論直接雷擊的不同波形:
直接雷擊從用戶避雷針直接進入或直接從用戶主配電線路侵入
在這種情況下,雷電流脈衝的振幅極大,因此其危害也很大,存在
它可能會損壞用戶設備的絕緣,燒毀設備,但這種直接雷擊的頻率並不高。為此,IEC(國際電工委員會)規定,直擊雷波形波頭到達時間應為10μs,延伸至波尾的時間應為350μs(雷電高振幅)。目前波衰減到一半)。 IEC(國際電工委員會)統計確定的標準波形為10/350μs。
使用者附近產生的電磁感應閃電
雷電流產生的磁場與設備內電路的迴路部分耦合,因電磁感應而產生過電壓。這種流過的電流稱為感應雷電流,由於其能量小,這種感應電流造成的損害僅為直接雷擊的1/10左右。即便如此,其發生頻率之高、影響範圍之廣也不容小覷。感應雷電流波形與直擊雷電流波形不同,設定為8/20μs。此波形與直接雷擊的差異在於波高到達時間接近,但衰減較快,只有20μs。
光電發電裝置遭雷擊
若光電發電裝置整體遭受雷擊,應分兩部分考慮。
一是終端設備部分(整流器、逆變器、變壓器等),
第二個是目前前端光電電池陣列部分,
由於雷電流能量低,最後的設備受到的損害最小。一般過壓波形設定為1.2/50μs,過流波形設定為8/20μs。