태양광 발전(PV) 발전 시스템의 급속한 발전으로 인해 주거용 지붕, 발전소 및 산업/상업 프로젝트에서 HVDC 설계가 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 퓨즈는 PV 시스템 회로 안전의 핵심 부품입니다. 주요 기능은 과전류 또는 단락{2}}회로 오류가 발생하는 경우 장비 손상 및 안전 사고를 방지하기 위해 회로를 신속하게 차단하는 것입니다. 그러나 일부 사용자는 -저렴한-표준 AC 퓨즈를 광전지용 특수 퓨즈 대신 사용할 수 있다고 잘못 믿고 있습니다. 실제로 이는 심각한 안전 위험을 초래하며 보호 실패, 장비 손상, 심지어 화재로 이어질 수도 있습니다.
그렇다면 PV 퓨즈를 표준 교류 퓨즈로 교체해 보는 것은 어떨까요? 본 논문에서는 작동 원리, 성능 요구 사항 및 관련 표준을 자세히 분석합니다.
PV 시스템 용도DC
PV 어셈블리는 직류를 생산합니다. 전류는 어셈블리 스트링과 섀시 조합부터 인버터의 입력 레벨까지 회로 전반에 걸쳐 DC를 유지합니다.-
대신 표준 AC 퓨즈는 전류의 전기적 특성(AC.
AC의 주요 특성 중 하나는 초당 여러 번 "0"을 통과하는 전류의 방향이 변경된다는 것입니다. 예를 들어 50Hz에서 전류는 초당 100회를 초과할 수 있습니다. 회로가 퓨즈될 때 전류가 0을 통과하면 아크가 자연스럽게 소멸되므로 AC 퓨즈의 아크 소멸 메커니즘은 비교적 간단합니다.
이와 대조적으로 DC에는 자연스러운 영점 교차점이 부족하며 현재 방향은 동일하게 유지됩니다. 단락 중에 아크가 지속되므로 퓨즈는 전류를 신속하게 차단하기 위해 특수 아크 소화 구조에 의존해야 합니다. 따라서 PV 시스템에는 퓨즈가 필요합니다
DC 애플리케이션용으로 특별히 설계되었습니다.
DC 아크는 AC 아크보다 소화하기가 더 어렵습니다.
이것이 표준 AC 퓨즈가 광전지 퓨즈를 대체할 수 없는 근본적인 이유입니다.
퓨즈의 내부 구성 요소가 녹으면 두 끝 사이에 고온-아크가 형성됩니다. AC 중에는 전류가 반복적으로 0으로 떨어지면서 아크가 자연스럽게 소멸될 수 있습니다.
그러나 DC 시스템에는 아크가 여전히 존재하므로 온도가 섭씨 수천도에 도달하고 계속해서 많은 열을 방출할 수 있습니다. 퓨즈의 아크 소화 능력이 충분하지 않으면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
아크는 계속해서 연소되어 회로가 실제로 중단되는 것을 방지합니다.
퓨즈가 파열되거나 심지어 폭발합니다.
주변 단열재가 타버렸습니다.
결합기 상자 또는 배전 캐비닛을 발사하십시오.
인버터, PV 부품 등의 장비가 손상되었습니다.
따라서 PV 퓨즈는 일반적으로 석영 모래, 고강도 세라믹 쉘로 담금질되며 퓨즈 요소의 구조는 DC 아크의 신속하고 안전한 소화를 보장하도록 최적화됩니다.
광전지 퓨즈는 높은 DC 전압 정격을 가지고 있습니다.
PV 시스템의 일반적인 전압 레벨은 다음과 같습니다.
600V DC
1000V DC
1500V DC
대조적으로, 표준 AC 퓨즈의 전압 정격은 일반적으로 다음과 같습니다.
250V AC
400V AC
500V AC
690V AC
AC 전압 정격은 DC 전압 정격과 직접적으로 동일하지 않다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
예를 들어, 정격 전류가 690V인 AC 퓨즈는 DC의 약 250V~400V만 견딜 수 있습니다. 1000V 또는 1500V PV 시스템에 설치된 경우 퓨즈 요소 자체가 녹아도 퓨즈가 고전압 DC 아크를 차단할 수 없으므로 퓨즈가 보호 기능을 제공하지 못할 수 있습니다.
따라서 PV 시스템에는 PV 애플리케이션용으로 특별히 설계된 퓨즈가 필요하며 DC 전압 정격은 시스템 요구 사항을 충족해야 합니다.
광전지 퓨즈의 보호 특성은 태양 에너지 시스템에 더 적합합니다.
태양광 어레이는 독특한 출력 특성을 가지고 있습니다.
예를 들어:
전류는 일사량에 따라 지속적으로 변동합니다.
출력 전류는 아침/저녁, 흐린 날과 화창한 날에 따라 다릅니다.
여러 스트링이 병렬이면 역류가 발생할 수 있습니다.
오류 전류는 더 오래 지속되는 경향이 있습니다.
PV 퓨즈의 시간-흐름 특성은 이러한 작동 조건에 맞게 특별히 설계되었습니다. 정상 작동 중에 전류 변동을 견딜 수 있으며 오류 발생 시 신속하게 대응할 수 있습니다.
표준 AC 퓨즈는 주로 AC 부하용으로 설계되었으며 PV DC 시스템에서는 제대로 작동하지 않아 두 가지 잠재적인 문제가 발생할 수 있습니다.
정상 작동 중 넘어지는(부러지는) 사고;
오작동 시 응답이 지연되거나 작동할 수 없습니다.
이 두 가지 조건 모두 PV 시스템의 안정적인 작동에 영향을 미칠 수 있습니다. 전문 국제 표준에 따른 PV 퓨즈
광전지 용도로 특별히 설계된 신관은 다음과 같은 국제 표준을 준수해야 합니다.
IEC 60269-6(저-전압 퓨즈-태양광 발전 시스템을 보호하는 퓨즈)
UL 248-19(광전지 퓨즈 표준)
이러한 표준은 DC 파괴성, 온도 상승, 내구성, 아크 소화 성능 및 신뢰성에 대한 엄격한 요구 사항을 제시합니다.
이와 대조적으로 표준 AC 퓨즈는 AC 배전 표준에 따라 설계되었으며 PV 시스템의 작동 환경에서 아직 검증되지 않았으므로 PV 시스템의 안전 요구 사항을 충족하지 않습니다.
표준 AC 퓨즈 사용의 위험
비용 절감을 위해 광전지 퓨즈를 표준 AC 퓨즈로 교체하면 다음과 같은 위험이 발생할 수 있습니다.
DC 오류 전류는 중단될 수 없습니다.
지속적인 전기 아크로 인해 퓨즈가 손상됩니다.
콤비네이션 박스 내부의 고온 화상;
PV 부품 및 인버터의 과전류 스트레스;
시스템 가동 중지 시간 및 유지 관리 비용 증가
무겁고 매우 큰 전기 화재는 숨겨진 위험으로 인해 사람과 재산의 안전을 위협합니다.
PV 시스템에 대한 총 투자를 고려할 때 퓨즈 비용은 미미하지만 안전 보호에 중요한 역할을 합니다. 소량의 조달 비용을 절약하기 위해 잘못된 제품을 선택하면 더 큰 경제적 손실로 이어지는 경우가 많습니다.
PV 퓨즈를 올바르게 선택하는 방법은 무엇입니까?
PV 시스템의 안전하고 안정적인 작동을 보장하려면 선택 과정에서 다음 사항을 우선적으로 고려해야 합니다.
정격 전압: 시스템의 최대 DC 전압(예: 1000V DC 또는 1500V DC)보다 낮아서는 안 됩니다.
정격 전류: 단락 전류(Isc), 병렬 스트랜드 수 및 광전지 어셈블리의 설계 여유를 기준으로 합니다.
분쇄 용량: 시스템의 최대 잠재적 오류 전류 요구 사항을 충족해야 합니다.
인증 기준: IEC 60269-6, 248-19 등을 충족하고 인증된 제품의 우선 순위를 지정합니다.
환경 적응성: 고온/저온, 습도, 염수분무 등의 사용 환경을 고려하고 내후성이 있는 제품을 선택-합니다. 결론:
광전지(PV) 퓨즈는 표준 AC 퓨즈와 유사해 보이지만 설계 원리, 적용 환경 및 성능 요구 사항에는 근본적인 차이가 있습니다. PV 시스템은 고전압 DC 전류에서 작동하기 때문에 DC 아크 소화 능력, 단편화 능력, 정격 전압 등에 대한 요구 사항이 엄격합니다. 표준 AC 퓨즈는 이러한 요구 사항을 충족하지 않으며 표준 AC 퓨즈를 사용하면 효과적인 보호 기능을 제공하지 못할 뿐만 아니라 심각한 안전 위험도 초래합니다.
PV 발전소를 건설, 운영 및 유지 관리하는 동안 관련 표준과 시스템의 전압, 전류 및 작동에 따라 태양광(PV)용 특수 퓨즈를 선택해야 합니다. 올바른 보호 장치를 사용해야 PV 시스템이 오랫동안 안전하고 안정적으로 작동할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
1. 태양광 퓨즈는 표준 AC 퓨즈와 동일하게 보입니다. 그것은 상호 교환 가능합니까?
아니요. 일부 제품은 물리적 치수가 유사할 수 있지만 내부 구조, 아크 설계 및 성능 매개변수가 다릅니다. 단순히 비슷해 보인다는 이유만으로 서로 바꿔서 사용할 수는 없습니다.
2.DC 시스템이 AC 시스템보다 보호하기 어려운 이유는 무엇입니까?
DC 통과의 자연적인 영점이 부족하다는 것은 고장 중에 형성된 아크가 계속 연소된다는 것을 의미합니다. 따라서 고급 아크 소화 기능을 갖춘 특수 DC 보호 요소가 필요합니다.
