Solution de protection contre la foudre pour centrales photovoltaïques BESS

Système complet de protection contre la foudre pour la centrale photovoltaïque de stockage d'énergie BESS

En tant qu'installation énergétique composite de "génération d'énergie photovoltaïque + rasage de pic de stockage d'énergie", le système de protection contre la foudre de la centrale photovoltaïque de stockage d'énergie BESS doit simultanément tenir compte des caractéristiques d'exposition extérieure des modules photovoltaïques, des caractéristiques de sensibilité à la haute tension des systèmes de stockage d'énergie (grappes de batteries, PCS, etc.) et des caractéristiques de contrôle de base de la station de renforcement et du centre de contrôle. Ce plan est basé sur IEC 62305 "Système de protection contre la foudre", GB 50057-2010 "Code pour la conception de la protection contre la foudre des bâtiments" et GB / T 32512-2016 "Code technique pour la protection contre la foudre des centrales photovoltaïques"

Ⅰ.Principes fondamentaux et objectifs de protection du plan

（Ⅰ）Principe fondamental

1.Principe de protection de zonage: Selon la zone de protection contre la foudre (LPZ), la centrale électrique est divisée en zone LPZ 0A (zone de réseau photovoltaïque, zone de conteneur de stockage d'énergie), zone LPZ 1 (zone d'équipement extérieur de la station de renforcement) et zone LPZ 2 (bâtiment de contrôle, salle d'équipement) pour obtenir une protection contre la foudre étape par étape de l'extérieur à l'intérieur.

2.Principe de protection collaborative: conception intégrée de la protection contre la foudre directe, la protection contre la foudre par induction, le système de mise à la terre et la surveillance de l'exploitation et de la maintenance pour éviter l'effondrement du système de protection contre la foudre global causé par la défaillance d'un seul lien.

3.Principe d'adaptabilité: personnaliser des mesures de protection différenciées en fonction des conditions du site telles que le terrain de la centrale électrique (plaine / montagneuse / côtière), la résistivité du sol, la disposition de l'équipement, etc., en tenant compte à la fois de l'efficacité de protection et de l'économie.

（Ⅱ）Objectif de protection

1.Évitez les éclairs directs sur les équipements clés tels que les modules photovoltaïques, les conteneurs de stockage d'énergie et les transformateurs principaux, et réduisez le taux de dommages de la foudre à moins de 0,1%.

2.Supprimer la surtension générée par la foudre induite et veiller à ce que la tension de surtension à tous les ports des dispositifs soit inférieure à leur niveau de résistance à la foudre (par exemple, modules photovoltaïques ≤ 1,5kV, grappes de batteries ≤ 2kV, équipements de commande ≤ 0,5kV).

3.Bloquer l'intrusion des ondes de foudre le long des lignes aériennes et des câbles pour éviter la panne de l'isolation de l'équipement et la paralysie du système de contrôle.

4.Assurer la dissipation rapide du courant de foudre, la résistance de la grille de mise à la terre ≤ 4 Ω, et éviter la décharge secondaire causée par la différence de potentiel local.

Ⅱ.Mesures spécifiques de protection contre les éclairs de zonage

（Ⅰ）Protection directe contre les éclairs (protection du noyau de la zone LPZ 0A)

1. Protection de la zone du tableau photovoltaïque

●Les réseaux photovoltaïques sont principalement situés dans des zones ouvertes avec de grands composants exposés, ce qui en fait des zones à haut risque pour les éclairs directs. Le schéma de combinaison de "protection contre la foudre intégrée à la tige de décharge préalable + support" est adopté.

●Solution d'éclairage ESE pour terminaux pneumatiques: adaptée aux grandes centrales électriques (espacement de réseau ≥ 8m) et au terrain plat. Calculer la hauteur en utilisant la méthode de bille à roulement (avec un rayon de 45 m pour les billes à roulement de protection contre la foudre de classe II). L'éclair est en LY-ESE3.0 et a une hauteur de 8-15m. La base est versée avec du béton C30 (1m x 1m x 1,2m) et fixée avec des boulons d'ancrage intégrés. La plage de protection d'un seul éclair est circulaire et plusieurs éclairs sont disposés avec une distance temporelle ≤ 2 fois le rayon de protection pour éviter les points morts. Conducteur en bas est fait de Φ 75mm fil de cuivre, qui est posé le long de la colonne et soudé à la grille de mise à la terre.

●Solution de support intégré: adapté aux centrales photovoltaïques distribuées et à forte intensité de réseau. En utilisant la traverse métallique supérieure du support photovoltaïque comme bande de protection contre la foudre continue (reliée à l'acier plat galvanisé de 40 × 4mm au point de déconnexion, double fixée par boulons et soudage), la colonne du support sert de conducteur naturel et le fond est soudé à la grille de mise à la terre (espacement des colonnes ≤ 5m). Installez un joint d'isolation de 3mm d'épaisseur (résister à une tension ≥ 10kV) entre le cadre en aluminium du composant et le support pour empêcher le composant de porter du courant d'éclair.

●Contrôle des points morts : des baguettes de foudre supplémentaires sont ajoutées aux bords et aux coins du tableau, et la plage de protection est vérifiée par la photographie aérienne de drones et la simulation CAO pour s'assurer qu'il n'y a pas de points morts pour les coins des composants et les boîtes de combinaison.

2.Protection de la zone de stockage d'énergie

Le récipient de stockage d'énergie est équipé d'équipements sensibles à la haute tension et les éclairs directs peuvent facilement provoquer une fuite thermique de la batterie. La solution "ceinture de protection contre la foudre + intégration du conducteur en bas + protection des joints de grappe" est adoptée:

●Boîte unique / grappe à petite échelle: Placez une ceinture ronde de protection contre la foudre en acier galvanisé à chaud de 12 mm le long des bords du haut du conteneur, avec une transition courbe au coin (rayon ≥ 100 mm), et ajoutez une aiguille courte de 500 mm (espacement ≤ 5 m) au centre du haut pour couvrir les ouvertures de ventilation et d'entretien. Chaque conteneur est équipé de 2 conducteurs descendants symétriques (bandes plates en cuivre de 40 × 4mm), avec une extrémité soudée à la bande de protection contre la foudre et l'autre extrémité boulonnée à la plaque de terminaux de mise à la terre inférieure. Les conducteurs sont maintenus à une distance de ≥ 10 cm du corps de la boîte.

●Groupement à grande échelle: des baguettes de foudre LY-ESE3.0 à prédécharge indépendantes d'une hauteur de 12 à 15 m sont installées sur la périphérie et les ceintures de protection contre la foudre sur le dessus des conteneurs internes sont interconnectées. Ils sont reliés aux fils de mise à la terre des tiges de foudre périphériques par des ceintures plates en cuivre horizontales, formant un système global de protection contre la foudre.

● Exigence spéciale: Gardez une distance de ≥ 50cm entre la ceinture de protection contre la foudre et la vanne anti-explosion du conteneur et l'ouverture de ventilation; La coque métallique de la boîte est reliée au réseau principal de mise à la terre par deux points de connexion ou plus pour assurer un potentiel constant.

3.Protection de la zone de renforcement et de contrôle

●L'équipement dans ce domaine a une valeur élevée mais une faible résistance à la foudre, et une combinaison de "protection contre la foudre du bâtiment + protection spéciale de l'équipement" est adoptée:

●Protection du bâtiment: Une bande de protection contre la foudre fermée d'un diamètre de 16 mm de tige de mise à la terre plaquée en cuivre est posée sur le toit du bâtiment de la station de rappel et du bâtiment de commande, avec un espacement de grille ≤ 5 m × 5 m (protection contre la foudre de classe II), reliée à une tige courte de 30 cm de haut (espacement ≤ 3 m) sur le mur du parapet. Utilisez les barres d'acier principales (≥ 4 pièces de Φ 16mm) à l'intérieur des colonnes du bâtiment comme conducteurs naturels, et soudez les extrémités supérieures et inférieures avec des bandes de protection contre la foudre et des grilles de mise à la terre. La distance entre les conducteurs descendants doit être ≤ 18m. Avant d'entrer dans le bâtiment, les composants métalliques du toit et les tuyaux de mur extérieur doivent être reliés au réseau de mise à la terre.

●Protection de l'équipement extérieur: Installer un éclair indépendant LY-ESE3.0 pré-décharge avec une hauteur de ≥ 10m au-dessus du transformateur principal (angle de protection ≤ 30 °), et maintenir une distance de ≥ 5m du corps du transformateur; Installer une bande légère de protection contre la foudre sur le dessus de l'appareil de commutation extérieur (connecté à la bande de protection contre la foudre du bâtiment de l'usine); Mettez un corps de mise à la terre horizontal en acier plat de 40 × 4 mm dans la tranchée de câble, qui est reliée à la grille principale de mise à la terre.

2.Liens équipotentiels mondiaux

Éliminer la différence de potentiel lors des éclairs et intégrer tous les composants métalliques dans un réseau équipotentiel :

●Zones extérieures: supports photovoltaïques, coques de conteneurs de stockage d’énergie, gaines métalliques de câbles, bases métalliques d’équipements, pipelines métalliques, etc., connectés à des réseaux de liaison équipotentiels par des bandes de cuivre étainées de 40 × 4 mm ou des câbles de 70 mm ².

●À l'intérieur du conteneur: le porte-batteries, l'armoire PCS et l'armoire combineur sont reliés de manière fiable à travers des barres de cuivre et connectés à l'extérieur au réseau de mise à la terre principal de la zone d'usine (avec pas moins de 2 points de connexion par boîte).

●Inside the control building: Equipotential bonding terminal boards (MEBs) are installed to connect equipment metal casings, cable shielding layers, anti-static floors, metal doors and windows, etc. to MEBs. MEBs are connected to the main grounding grid through down conductors.

（Ⅲ）Conception de support du système de mise à la terre (garantie du noyau de dispersion)

Le système de mise à la terre est la clé de la dissipation du courant de foudre, et il est nécessaire de construire un réseau de mise à la terre composite qui couvre toute la zone pour assurer une dissipation en douceur:

●Construction de la grille de mise à la terre composite: Le corps de mise à la terre horizontal est posé en forme circulaire avec des bandes plates de cuivre en étain de 40 × 4mm (profondeur enterrée ≥ 0,7m), et le corps de mise à la terre vertical est fait de tiges de mise à la terre plaquées en cuivre de L2500 * 16mm (longueur 2,5m, espacement ≥ 5m), disposées uniformement dans la zone photovoltaïque, la zone de stockage d'énergie et la zone de boost, formant une grille comme une grille de mise à la terre. Dans les zones avec une résistivité du sol élevée (ρ > 1000 Ω · m), ajoutez des agents réduisant la résistance (tels que les agents réduisant la résistance à la bentonite) ou utilisez la mise à la terre de puits profonds (profondeur

●Contrôle de la résistance à la mise à la terre: La résistance globale de la grille de mise à la terre est ≤ 4 Ω, et la protection contre la foudre, le fonctionnement et la mise à la terre de protection partagent un ensemble de dispositifs de mise à la terre, qui doivent répondre à cette norme. Si il est difficile de répondre aux normes dans des zones spéciales telles que les zones montagneuses et côtières, l'optimisation peut être réalisée en élargissant la zone du réseau de mise à la terre (augmentant la longueur de la pose horizontale d'acier plat) et en ajoutant des corps de mise à la terre verticaux.

●Exigences de connexion et anticorrosion: le corps de mise à la terre doit être relié par soudure (longueur de soudure ≥ 6 fois le diamètre de l'acier), et la soudure doit être revêtue de peinture anti-rouille et de revêtement supérieur; L'équipement et la grille de mise à la terre sont fixés à l'aide de boulons (équipés de rondelles anti-relâchement), et la surface de contact est conservée. Donnez la priorité à l'utilisation de matériaux galvanisés à chaud ou plaqués en cuivre, et recouvrez les pièces enterrées avec des tuyaux en PVC pour une protection pour prolonger leur durée de vie.

LSD est une usine de production qui fournit des systèmes professionnels de stockage d'énergie et de protection contre la foudre. Nous venons de Chine et produisons de terminal d'air ESE, mât FRP, conducteur en bas, clips de mise à la terre, trou de mise à la terre, tige de mise à la terre, Nous pouvons fournir des produits de protection contre la foudre personnalisés et des accessoires pour les projets de centrales électriques de stockage d'énergie solaire photovoltaïque BESS.