Tentsio-igoeren aurkako babes-gailuak hautatzea PV sistemetarako - SPD motak
Energia fotovoltaikoa (PV) sortzea energia berriztagarrien iturri gakoa da eta oso lehiakorra da ekonomikoki energia sortzeko sistema tradizionalarekin alderatuta. Banatutako PV sistema txikiak, hala nola teilatuko eguzki-panelak, gero eta ezagunagoak dira. Teilatuko PV sistemek AC eta DC banaketa erabiltzen dute, 1500V-ko tentsioekin. DC aldea, batez ere PV panelak, tximistaren eraginpean egon daitezke arrisku handiko eremuetan, eta horrek tximistaren kalteen aurrean zaurgarri bihurtzen ditu.
Eraikinen tximistaren aurkako babesa bi zatitan banatzen da: kanpoko babesa (Tximistaren Babes Sistema, LPS) eta barne babesa (Tentsio-igoeraren Babes Neurria, SPM), tximistaren arriskuaren arabera. Tentsio-igoeraren Babes Gailuek (SPD), barne babesaren barruan, tximista atmosferikoek edo kommutazio-eragiketek eragindako gaintentsio iragankorren aurka babesten dute. SPDak babestutako ekipamenduaren kanpoaldean instalatzen dira eta, batez ere, honela funtzionatzen dute: potentzia-sisteman tentsio-igoerarik ez dagoenean, SPDak ez du nabarmen eragiten babesten duen sistemaren funtzionamendu normalean. Tentsio-igoera bat gertatzen denean, SPDak inpedantzia baxua eskaintzen du, tentsio-igoera bere bidez desbideratuz eta tentsioa maila seguru batera mugatuz. Tentsio-igoera igaro eta hondar-korrontea desagertu ondoren, SPDa inpedantzia handiko egoerara itzultzen da.
1. Gainazalen aurkako babes-gailuen (SPD) instalazio-kokapena
SPD-en instalazio-kokapena tximista-mehatxuaren mailaren arabera zehazten da eta IEC 62305 arauan agertzen den Tximistaren Aurkako Babes Eremuen (LPZ) kontzeptuan oinarritzen da. Gaintentsio iragankorrak pixkanaka murrizten dira maila seguru bateraino, eta maila hori babestutako ekipamenduaren tentsio jasangarriaren azpitik egon behar da. Irudian erakusten den bezala, SPD-ak eremu horien mugetan instalatzen dira, eta horrek tentsio baxuko sistemetan erabiltzen den maila anitzeko tentsio-babesaren kontzeptua sortzen du. Sistem fotovoltaikoetan, arreta tximista-tentsioak AC eta DC aldeetatik sartzea saihestean datza, horrela inbertsoreak bezalako osagai kritikoak babestuz.
2. Tentsio-igoeren aurkako babes-gailuak (SPD) proba-klaseak
IEC 61643-11 arauaren arabera, SPDak hiru proba-kategoriatan sailkatzen dira, jasateko diseinatuta dauden tximista-korrontearen bulkada motaren arabera. I motako probak (T1 gisa markatuak) eraikin batera eraman daitezkeen tximista-korronte partzialak simulatzeko dira. Hauek 10/350 µs-ko uhin-forma erabiltzen dute, blow irudian erakusten den bezala, eta normalean LPZ0 eta LPZ1 arteko mugan aplikatzen dira, hala nola banaketa-koadro nagusietan edo tentsio baxuko transformadoreen sarrera-puntuetan. Maila honetako SPDak normalean tentsio-kommutazio motakoak dira, gas-deskarga-hodiak edo txinparta-tarteak bezalako osagaiekin (adibidez, adarren tarteak edo grafito-tarteak).
II motako (T2) eta III motako (T3) probek iraupen laburreko bulkadak erabiltzen dituzte. II motako SPDak normalean tentsio mugatzaileak diren gailuak dira, metal oxidozko baristoreak (MOV) bezalako osagaiak erabiltzen dituztenak. 8/20 µs-ko korronte-uhin bat erabiliz probatzen dira deskarga-korronte nominal batekin (ikus putz irudia), eta goiko babes-gailutik datorren hondar-tentsio-igoera gehiago mugatzeaz arduratzen dira. III motako probek 1,2/50 µs-ko tentsio eta 8/20 µs-ko korronte-bulkadarekin (ikus beheko irudia) uhin-sortzaile konbinatu bat erabiltzen dute, azken erabilerako ekipamendutik gertuago dauden igoerak simulatuz.
3. Tentsio-igoeren aurkako babes-gailuaren (SPD) konexio mota
Bi babes modu nagusi daude iragankorreko gaintentsioen aurka. Lehenengoa modu arrunteko babesa (CT1) da, eroale aktiboen eta PEren (lur babeslearen) arteko tentsio-igoeren aurka babesteko diseinatua. Tximista-erorketek, adibidez, lurrarekiko tentsio altuak sar ditzakete sistema batean. Modu arrunteko babesak kanpoko asaldura horien eragina arintzen laguntzen du, tximistak adibidez, behean erakusten den bezala.
Bigarrena modu diferentzialaren babesa (CT2) da, lineako eroalearen (L) eta neutro eroalearen (N) arteko tentsio-igoeren aurka babesten duena. Babes mota hau bereziki garrantzitsua da barne-asaldurak konpontzeko, hala nola zarata elektrikoa edo sisteman bertan sortutako interferentziak, beheko diagraman erakusten den bezala.
Babes modu hauetako bat edo biak ezarriz, sistema elektrikoak hobeto babestu daitezke tentsio-iturri potentzialetatik, eta, azken finean, konektatutako ekipoen iraupena eta fidagarritasuna hobetu.
Garrantzitsua da kontuan izatea SPD babes moduen hautaketa lurrerako sistemarekin bat etorri behar dela. TN sistemetarako, CT1 eta CT2 babes moduak erabil daitezke. Hala ere, TT sistemetan, CT1 RCD baten ondoren bakarrik aplika daiteke. IT sistemetan —batez ere eroale neutrorik ez dutenetan— CT2 babesa ez da aplikagarria. Hau kontuan hartu beharreko gauza kritikoa da IT lurrerako konfigurazioak erabiltzen dituzten DC banaketa sistemetan. Xehetasunak beheko taulan aurki daitezke.
4. Gailu babesgarrien (SPD) parametro nagusiak
IEC 61643-11 nazioarteko arauaren arabera, tentsio baxuko energia-banaketa sistemetara konektatutako SPDen ezaugarriak eta probak definitzen dira, 7. irudian erakusten den bezala.
(1) Tentsioaren Babes Maila (Gora)
SPD bat aukeratzerakoan alderdirik garrantzitsuena tentsio-babes maila (Up) da, terminalen arteko tentsioa mugatzeko SPD-aren errendimendua ezaugarritzen duena. Balio hau gehienezko blokeatze-tentsioa baino handiagoa izan behar da. SPD-tik igarotzen den korrontea In deskarga-korronte nominalaren berdina denean lortzen da. Hautatutako tentsio-babes maila kargaren Uw bulkada-tentsioarekiko erresistentzia baino txikiagoa izan behar da. Tximistaren kasuan, SPD terminalen arteko tentsioa Up-ren azpitik mantentzen da normalean. PV DC sistemetarako, karga normalean PV moduluei eta inbertsoreei dagokie.
(2) Gehienezko etengabeko funtzionamendu-tentsioa (Uc)
Uc SPD babes moduari etengabe aplika dakiokeen gehienezko tentsio zuzena da. Tentsio nominalaren eta sistemaren lurrerako konfigurazioaren arabera hautatzen da eta SPDaren aktibazio atalase gisa balio du. Sistemen PV aldearentzat, Uc PV panelaren Uoc Max baino handiagoa edo berdina izan behar da. Uoc Max-ek PV panelaren puntu izendatuan terminal aktiboen eta terminal aktiboen eta lurraren arteko zirkuitu irekiko tentsio altuena adierazten du.
(3) Deskarga-korronte nominala (In)
Hau da SPDtik igarotzen den 8/20 μs-ko uhin-korronte baten gailur-balioa, II motako probetan eta I motako aurre-egokitzapen probetan erabiltzen dena. II. motaIEC-k eskatzen du SPD-ak gutxienez 8/20 μs-ko uhin-korrontearen 19 deskarga jasan ditzakeela. Zenbat eta handiagoa izan In balioa, orduan eta luzeagoa izango da SPD-aren bizitza, baina kostua ere handitzen da.
(4) Bulkada-korrontea (Iimp)
Hiru parametrok definituta: korronte-puntua (Ipeak), karga (Q) eta energia espezifikoa (W/R), korronte hau erabiltzen da I. mota probak. Ohiko uhin-forma 10/350 μs-koa da.