Solis 세미나 17회: 태양광 PV 시스템 인버터에 적합한 회로 차단기의 선택

저자：Solis 시간：2021-09-14 15:49:20.0 페이지뷰：615

배경
태양광 PV 시스템에서 회로 차단기 선택은 간과하기 쉬운 것이며 올바른 솔루션을 선택하기 위해 시간이 걸려야 합니다. 회로 차단기가 적절하지 않을 경우 장비의 잦은 트립, 과열 손상, 심지어 시스템 화재의 원인이 됩니다. 이번 Solis 세미나에서는 태양광발전 시스템의 회로 차단기 선정 방법에 대해 논의하겠습니다.

회로 차단기의 유형
태양광 PV 시스템에서 일련의 회로 차단기를 선택하는 것은 다음과 같은 여러 요소에 따라 달라집니다.
• 시스템의 전기적 특성
• 환경
• 설치유형의 부하 및 요구

1.회로 차단기의 주위 온도
PV 시스템의 경우 장비는 일반적으로 야외에 설치됩니다 (접지 마운트 시스템, 평지붕 시스템 등). 보통 건물 내 설치 온도보다 실외온도가 높을 것으로 추정되므로 배전반 내부 온도가 높을 것으로 예상됩니다. 이는 회로 차단기의 유량 및 작동 온도에도 영향을 미칩니다.
태양광 PV 시스템에서 회로 차단기를 선택하는 경우 온도가 가장 중요한 고려 사항입니다. IEC 60947-2 표준에 따라 모든 회로 차단기에는 주위 온도의 부하경감/증가 전류 값을 상세히 설명하는 데이터시트가 있습니다. 현장 외부 온도 및 시스템 전류 크기에 따라 적절한 회로 차단기 장비를 선택해야 합니다.

표 1: 차단기 트립 장치의 예 - 주위 온도에 따라 부하경감/증가된 전류 값

2.회로 차단기의 상호 방열
여러 개 인버터가 있는 대형 태양광 발전소의 경우 일반적으로 배전반에 회로 차단기가 여러 개 있으며, 회로 차단기는 서로 가깝게 장착됩니다. 이러한 회로 차단기는 동시에 최대 전류를 공급하므로, 회로 차단기의 온도가 서로 더 빠르게 영향을 미쳐 정상보다 이른 트립으로 이어질 수 있습니다.

여러 개의 회로 차단기를 병렬로 설치할 경우 회로 차단기의 데이터시트에 명시된 보정 계수를 고려해야 합니다.
예를 들어, 6개의 장치를 배열하는 경우 보정 계수는 0.75가 될 수 있습니다. 공칭 전류 15.1 A의 회로 차단기는 0.75 x 15.1 A = 11.33 A의 공칭 전류처럼 작동합니다.

이런 계산을 통해 전류가 부족할 경우 정격 전류가 높은 회로 차단기를 사용할 수 있습니다. 또 다른 가능성은 회로 차단기 사이의 간극을 늘리는 것입니다. 이를 통해 더 많은 열을 방출하여 불필요한 트립을 방지할 수 있습니다.

3. 연결 장치의 유형
태양광 PV 시스템이 그리드에 연결된 경우 부하 공급 네트워크의 전류 및 전압 충격에 의해 시스템이 트립됩니다. 회로 차단기를 선택할 때 가장 적합한 회로 차단기를 선택하기 위해 이 그리드에 있는 부하 성분을 고려해야 합니다.

표2: 다른 유형의 차단기, 순간 또는 단시간 지연

시범 시스템

태양광 발전소의 병렬 작동 시 회로 차단기의 열적 정격 예

6 개 Solis-1P8K-5G 인버터를 가진 태양광 발전소

필요한 기술 규격은 Solis-1P8K-5G 인버터의 데이터시트에서 확인할 수 있습니다.
• 최대 출력 전류 = 34.7 A
• 최대 퓨즈 보호 = 50 A
케이블뿐만 아니라 배선 방법, 주위 온도 및 기타 잠재적 조건에 따라 케이블의 최대 퓨즈 보호가 제한됩니다.
이 예에서는 선택한 케이블 (6 mm²) 이 이상적인 라우팅을 가지며 35 A의 공칭 전류를 견딜 수 있다고 가정합니다.
사용된 케이블의 가능한 최대 공칭 전류와 Solis-1P8K-5G의 가능한 최대 퓨즈 보호는 회로 차단기의 가능한 최대 공칭 전류를 제한합니다.

올바른 회로 차단기의 선택
동일한 시범 시스템을 사용하여 계산된 전류 34.7 A에 근거하여 모터, 변압기 등이 없는 부하를 가정하여 열적 트립 특성이 B로 하고 회로 차단기 사이의 간격이 없는 40 A 회로 차단기를 선택합니다. 그런 다음 회로 차단기의 열적 적응성을 점검하여 선택한 값이 적절한지 확인합니다.
부하율은 데이터시트의 규격을 충족합니다:
• 영구 하중 감소 > 1시간 = 0.9
(태양광 발전소에서 1시간 이상의 영구 하중이 가능합니다.）
• 회로 차단기 6개가 서로 직접 옆에 배치될 때의 저감 계수 = 0.75
(회로 차단기를 1개 사용하거나 서로 거리만 충분하면 계수는 1에 해당합니다.）
• 주변 온도가 40°C일 때 배전반의 공칭 전류 증가= 1.0

결과
회로 차단기의 공칭 부하 전류는 다음과 같이 계산됩니다:
Ibn = 40 A x 0.9 x 0.75 x 1.0 = 27 A

결론
무장애 작동을 위한 최대 전류 용량이 사용된 인버터의 최대 출력 전류보다 낮기 때문에 이 예에서는 선택한 회로 차단기를 사용할 수 없습니다. 정격 작동 중에 회로 차단기가 트립될 것입니다.

솔루션1
50 A 회로 차단기를 사용하십시오. 회로 차단기 사이에 열방산을 위한 충분한 공간 (>10 mm) 이 있으며 최대 전류 용량은 40.5 A (Ibn = 50 A x 0.9 x 0.9 = 40.5 A)입니다. 회로 차단기는 정격 작동 시 트립되지 않습니다.

솔루션2
63 A 회로 차단기를 사용하십시오. 최대 전류 용량은 42.5 A (Ibn = 63 A x 0.75 x 0.9 x 1 = 42.5 A)입니다. 회로 차단기는 정격 작동 시 트립되지 않습니다.

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