¿Qué solución de protección contra rayos es adecuada para la central eólica fotovoltaica BESS?

Plan de prevención de rayos para centrales fotovoltaicas

Como una importante nueva instalación de generación de energía, las centrales fotovoltaicas tienen muchos componentes dispuestos al aire libre, ampliamente distribuidos y contienen un gran número de equipos de control electrónico. los rayos pueden causar daños a los componentes, fallas en los inversores, interrupción del suministro de energía y otros problemas graves, e incluso causar incendios y víctimas.Con el fin de evitar eficazmente el riesgo de rayos, garantizar la seguridad de las personas y los equipos de las centrales eléctricas y garantizar un suministro estable de electricidad, este plan de prevención de rayos se formula de acuerdo con las normas pertinentes, como el Código de diseño de protección contra rayos de edificios (gb 50057) y el Código de diseño de centrales fotovoltaicas (gb 50797), combinadas con las características reales de funcionamiento de las centrales fotovoltaicas.

Ⅰ.Análisis del riesgo de rayos

（Ⅰ）Tipos y peligros de los rayos

Rayos directos: los rayos golpean directamente módulos fotovoltaicos, soportes, inversores, dispositivos de distribución y otros equipos o edificios. Una fuerte corriente eléctrica de trueno quemará instantáneamente los componentes, romperá la capa aislante del equipo, destruirá la estructura del circuito e incluso causará explosiones e incendios en el equipo.

Rayo inducido: un fuerte pulso electromagnético generado durante la descarga de rayos, que genera una Sobretensión inducida en los cables del sistema fotovoltaico (como cables de conexión de componentes, cables de corriente continua, cables de ca) a través de la inducción electromagnética. Aunque la amplitud de esta Sobretensión es menor que la del rayo directo, es fácil dañar equipos electrónicos de precisión como inversores, confluencia y sistemas de monitoreo, lo que resulta en paros del sistema o pérdida de datos.

Invasión de ondas de rayos: las ondas de rayos invaden el interior de la central fotovoltaica a través de conductores metálicos como líneas de alimentación y líneas de señal, y se propagan a lo largo de la línea a varios equipos, causando daños en cadena de equipos y ampliando el alcance de la falla.

（Ⅱ）Identificación de zonas de alto riesgo

Área de matriz fotovoltaica: los componentes están dispuestos al aire libre, sin tapujos, y son la principal zona de resistencia a los rayos directos e inducidos.

Sala de inversores / Sala de control: se concentra una gran cantidad de equipos electrónicos de precisión, que son extremadamente sensibles a la Sobretensión inducida y la intrusión de ondas de Rayos.

Zanja de cable / Puente de cable: el tendido centralizado de cables, la Sobretensión causada por la inducción de rayos y relámpagos se transmite fácilmente a través de cables, y la zanja de cable es fácil de acumular agua, lo que puede agravar el riesgo de daños en el aislamiento después de un rayo.

Área de la unidad de distribución: transformadores, gabinetes de conmutación y otros equipos son el núcleo del sistema eléctrico, y los daños causados por rayos paralizarán todo el sistema de generación de energía.

Ⅱ.Medidas básicas de protección contra rayos

（Ⅰ）Sistema externo de protección contra rayos: resistencia a los rayos directos

Configuración ese Air terminal: para grandes conjuntos fotovoltaicos, se utilizan pararrayos independientes o líneas de protección contra rayos para la protección. La altura de la luz pre - expulsión debe calcularse de acuerdo con el alcance de la disposición de los módulos fotovoltaicos para garantizar que el alcance de la protección cubra todos los componentes; La línea de protección contra rayos se puede colocar a lo largo del borde superior de la matriz fotovoltaica, y ambos extremos están conectados de manera confiable al dispositivo de puesta a tierra.

Una pequeña matriz fotovoltaica o un sistema fotovoltaico distribuido puede utilizar el marco metálico del módulo fotovoltaico como un cuerpo Flash natural, pero es necesario garantizar una conexión confiable entre los marcos y una conexión efectiva con el sistema de puesta a tierra.

Disposición del productor bajo: el productor bajo debe dar prioridad al uso de columnas metálicas de soporte fotovoltaico. si el soporte no puede cumplir con los requisitos de conducción eléctrica, es necesario colocar el cable de conducción por separado (utilizando conductores de cobre con una sección transversal no inferior a 16 mm cuadrados o conductores de aluminio de 25 mm cuadrados).

La disposición del productor bajo debe ser corta y recta, evitando doblar o cruzar con otros componentes metálicos, y la distancia entre la línea de guía y la línea de salida no debe ser superior a 18m, asegurando que el flujo de rayos se puede introducir rápidamente en el dispositivo de puesta a tierra.

Construcción del sistema de puesta a tierra: una red de puesta a tierra compuesta se compone de una banda plana de cobre colocada horizontalmente (con una sección no inferior a 48 mm cuadrados y un espesor no inferior a 4 mm) y un polo de puesta a tierra vertical (con una barra de puesta a tierra de cobre Chapada de un diámetro no inferior a 16 mm y una longitud de 2,5 m).El cinturón plano de cobre horizontal se coloca a lo largo de la base del soporte de la matriz fotovoltaica, la Sala del inversor y el área del dispositivo de distribución, y el polo de tierra vertical se establece cada 5 - 8 m para profundizar en el suelo subterráneo.

Todos los componentes metálicos, como marcos de módulos fotovoltaicos, soportes, carcasas de inversores, carcasas metálicas de equipos de distribución, puentes de cables y tuberías metálicas, deben conectarse de manera confiable a la red de puesta a tierra para garantizar la igualdad de potencial.

El valor de la resistencia a la puesta a tierra debe controlarse estrictamente: la resistencia a la puesta a tierra de la zona de la matriz fotovoltaica no es superior a 10 omega, y la resistencia a la puesta a tierra de la Sala del inversor y la zona del dispositivo de distribución no es superior a 4 omega. Si la resistencia del suelo es alta (como Desiertos y zonas rocosas), se pueden adoptar medidas como el cambio de suelo, la colocación de agentes reductores de resistencia y la adición de electrodos de tierra para reducir la resistencia a la tierra.

（Ⅱ）Sistema interno de protección contra rayos: protección contra rayos inducidos y ondas de rayos

Configuración del dispositivo de protección contra sobretensión: extremo del módulo fotovoltaico: instalar un protector de Sobretensión de corriente continua (spd) en el extremo de salida positivo y negativo de cada serie de módulos fotovoltaicos. la selección del modelo debe coincidir con el nivel de tensión de salida del módulo (como el sistema de corriente continua 1000v / 1500v) y la corriente de descarga nominal No debe ser inferior a 20ka. el SPD debe conectar fusibles o disyuntores en serie para evitar daños en el módulo causados por un cortocircuito spd.

Caja de confluencia: se instala un SPD de corriente continua en el extremo de entrada y el extremo de salida de la Caja de confluencia, respectivamente. el SPD del extremo de entrada y el SPD del extremo del componente forman una protección jerárquica. el SPD del extremo de salida debe considerar la capacidad de corriente después del confluencia, y la corriente de descarga nominal No es inferior a 40 KA.

Lado inversor: se instala SPD tanto en la entrada de corriente continua como en la salida de CA del inversor. el SPD en el lado de corriente continua debe adaptarse a la tensión de entrada del inversor. el SPD en el lado de corriente alterna debe coincidir con el nivel de tensión de la red eléctrica (como el sistema de tres fases de 380v) y la corriente de descarga nominal no es inferior a 60ka. al mismo tiempo, se instala SPD de señal en el circuito de control del inversor y el circuito de señal para evitar que la Sobretensión inducida dañe el módulo de control.

Área del dispositivo de distribución: instale el SPD de CA del nivel de tensión correspondiente en el lado de alta y baja tensión del transformador y en el extremo de entrada del Gabinete de conmutación. el SPD del lado de alta tensión debe cooperar con el pararrayos para garantizar que el sistema de distribución esté libre de la invasión de ondas de Rayos.

Medidas de protección del cable: los cables de conexión de módulos fotovoltaicos, los cables de corriente continua y los cables de CA utilizan cables blindados, los dos extremos de la capa de blindaje están conectados a tierra de manera confiable, la resistencia a la tierra no es superior a 4 omega, y la capa de blindaje se utiliza para inhibir la Sobretensión causada por La inducción electromagnética.

Al colocar el cable, el cable de corriente continua y el cable de corriente alterna deben colocarse por separado, con una distancia no inferior a 0,5 m, evitando interferencias cruzadas; Los cables colocados en la zanja del cable deben colocarse con almohadillas de arena y placas de cubierta, y la zanja del cable debe tomar medidas de drenaje para evitar que el agua acumulada provoque una reducción del aislamiento.

Cuando los cables entran y salen de edificios y carcasas de equipos, deben protegerse a través de carcasas metálicas, que están conectadas de manera confiable con el sistema de puesta a tierra para formar una protección de blindaje.

Conexión equipotential: instale placas terminales de conexión equipotential en la Sala de inversores, la Sala de control y la Sala de distribución, y conecte todas las carcasas de equipos metálicos interiores, componentes metálicos, capas de blindaje de cables, terminales de tierra spd, etc. a placas terminales equipotentiales para lograr el equipotential Interior.

Los componentes metálicos, como el soporte del componente y la carcasa de la Caja de confluencia en el área de la matriz fotovoltaica, están conectados a la red de puesta a tierra a través de la línea de desconexión para formar un potencial igual en el área de la matriz, evitando daños eléctricos causados por la diferencia de potencial entre los diferentes componentes durante un rayo.

Ⅲ.Mantenimiento y detección de dispositivos de protección contra rayos

（Ⅰ）Mantenimiento diario

Inspección diaria: comprobar si hay rotura, corrosión, aflojamiento, etc. en los conectores ese Air terminal y down; Compruebe si el indicador de Estado SPD es normal (normalmente verde, la avería es roja) y reemplace inmediatamente si se encuentra una avería spd.

Limpieza regular: limpiar la superficie de los módulos fotovoltaicos, los escombros de ese Air terminal, el polvo, la nieve, etc., para evitar bloquear y afectar el efecto de protección contra rayos; Limpiar el agua estancada y el lodo en la zanja del cable y comprobar si la capa de blindaje del cable está intacta.

Inspección después de la lluvia: después de la tormenta eléctrica, se centra en comprobar si el dispositivo de puesta a tierra está acumulado de agua y suelto, si el SPD se mueve, si hay calor anormal, ruido anormal en los componentes, inversores y equipos de distribución, e investigar las fallas a tiempo.

（Ⅱ）Pruebas periódicas

Detección semestral de la resistencia a la tierra: utilice un medidor de resistencia a la tierra para detectar la resistencia a la tierra en el área de la matriz fotovoltaica, la Sala del inversor y el área del dispositivo de distribución. si excede el estándar, debe tomar medidas de reducción de resistencia a tiempo.

El sistema de protección contra rayos se detecta completamente una vez al año: incluye el alcance de la protección de ese Lightning rod, la conductividad del productor down, los parámetros de rendimiento del SPD (como la corriente de fuga, la corriente de descarga nominal), la situación de puesta a tierra de la capa de blindaje del cable, la fiabilidad de la conexión equipotential, etc. Los resultados de la prueba forman un informe y se archivan para referencia.

Prueba de muestreo o reemplazo del SPD cada 2 - 3 años: de acuerdo con la vida útil y el entorno de funcionamiento del spd, reemplazar el SPD envejecido y degradado a tiempo para garantizar el efecto de protección de sobretensión.

Ⅳ.Medidas de respuesta de emergencia a los rayos

（Ⅰ）Proceso de respuesta de emergencia

Inmediatamente después del rayo, se activa el plan de emergencia para cortar la fuente de alimentación de la zona afectada (incluidos el lado DC y el lado ac) para evitar la expansión de la avería.

Organizar profesionales para llevar equipos de protección de aislamiento, investigar las áreas de rayos, centrándose en comprobar si los componentes están dañados, si el equipo está en llamas y si las personas están heridas.

En caso de incendio del equipo, use inmediatamente un extintor de polvo seco o un extintor de dióxido de carbono para apagar el fuego (está estrictamente prohibido usar agua para apagar el fuego), y llame al teléfono de alarma de incendios a tiempo cuando el fuego sea grande.

Si alguien sale herido, se le dará tratamiento de emergencia de inmediato y se le llevará al hospital para recibir tratamiento.

（Ⅱ）Investigación y recuperación de fallas

Una vez descartado el peligro, se organizan técnicos para realizar pruebas exhaustivas de los dispositivos de protección contra rayos y los equipos de generación de energía: comprobar si el terminal de aire ese, el productor Down y el sistema de puesta a tierra están dañados; Detectar si el SPD falla en la acción; Investigar el rendimiento de aislamiento y el Estado de funcionamiento de los componentes, inversores y equipos de distribución.

Reemplazar oportunamente los dispositivos de protección contra rayos dañados (como las líneas de conducción rotas y los SPD inválidos) y reparar o reemplazar los equipos de generación de energía dañados para garantizar que los equipos cumplan con los requisitos de funcionamiento.

Antes de restaurar el suministro de energía, vuelva a detectar indicadores clave como la resistencia a la puesta a tierra y la conexión equipotential. después de confirmar que es correcta, reanude gradualmente el funcionamiento de la central fotovoltaica, dando prioridad a las pruebas sin carga y luego ponga en funcionamiento la carga.

（Ⅲ）Apoyo de emergencia

Equipado con suficientes suministros de emergencia: incluyendo extintores de incendios de polvo seco, extintores de incendios de dióxido de carbono, probadores de resistencia a tierra, guantes aislantes, botas aislantes, medicamentos de emergencia, SPD de repuesto, cables, etc.

Organizar simulacros de emergencia regulares contra rayos para mejorar la capacidad de respuesta de emergencia y la conciencia de seguridad del personal, y garantizar una respuesta rápida y efectiva a los Rayos.

Establecer un mecanismo de enlace de emergencia para aclarar los datos de contacto con los departamentos de protección contra incendios, atención médica y supervisión de energía eléctrica para garantizar una comunicación fluida durante el proceso de respuesta de emergencia.

LSD es un profesional ese pre - discharge Early Emission Air terminal Manufacturing at guangzhou, china, nuestra planta puede personalizar la producción de programas de protección contra rayos para plantas fotovoltaicas y eólicas bess, desde pararrayos de descarga anticipada hasta pararrayos de descarga anticipada. support mast,down conductor,earthing rod,fixing clips,grounding enhancing material,lightning stroke counter,lightning monitoring system,remote maintenance system,smart grounding system.