Izolační odpor (R izo ) galvanicky neoddělených FV systémů

Transkript

1 Izolační odpor (R izo ) galvanicky neoddělených FV systémů se zařízením SUNNY MINI CENTRAL 9000TL/10000TL/11000TL Obsah FV systémy s beztransformátorovými střídači nejsou v režimu napájení galvanicky odpojeny od sítě. Podle normy DIN VDE nesmějí před připojením k síti dosahovat hodnot nižších než stanoví určitá mezní hodnota izolace. Předepsaná mezní hodnota pro tyto FV systémy se při vytváření normy řídila běžnými instalačními předpisy (například 1 k Ω /V). V době vytváření normy byly typické výkonové veličiny FV systémů výrazně nižší než dnes. S rostoucí velikostí FV systému se v důsledku větší potřebné plochy FV generátoru a paralelního zapojení mnoha FV modulů stále snižuje izolační odpor (R izo ). Následkem toho nesmí být střídač připojen k síti z důvodu příliš nízkého izolačního odporu celého FV systému, přestože všechny komponenty fungují bezchybně. Společnost SMA Solar Technology AG vypracovala spolu s profesním sdružením řešení, které bere v úvahu nižší izolační odpor větších FV systémů. Zároveň toto řešení splňuje ochranné cíle normy, a to rozpoznání závad izolace. Riso-UCZ Verze 2.1 1/5

2 Co je to R izo? 1 Co je to R izo? Každý FV systém má jak před připojením k elektrické síti, tak v režimu napájení, různý potenciál vůči zemi. Pouze dostatečná izolace proti zemi zabraňuje, aby uzemněním protékal proud z FV systému. Tím je vyloučeno nebezpečí úrazu při dotyku a vznik dodatečných ztrát. Celkový zemní proud, nebo také ztrátový proud, se skládá z hodnot ze všech komponent systému: FV panely Kabely DC Střídače Při daném systémovém napětí lze tento ztrátový proud přepočítat na účinný izolační odpor, který se označuje jako R izo. U beztransformátorových střídačů není vzhledem k chybějícímu galvanickému oddělení možné měřit hodnotu R izo průběžně za provozu. Proto musí beztransformátorové střídače měřit hodnotu R izo před každým připojením k elektrické síti a za provozu kontrolovat chybový proud. SMA Solar Technology AG 2/5

3 Rozlišení různých fenoménů 2 Rozlišení různých fenoménů Měření hodnoty R izo nelze zaměňovat s problematikou kapacitních svodových proudů (viz technické informace Kapacitní svodové proudy na stránkách U těchto proudů je předpokladem zpětný účinek síťové frekvence na FV systém. Kapacitní svodové proudy se proto vyskytují pouze za provozu. Měření hodnoty R izo je však provedeno již před připojením k elektrické síti. Za provozu probíhá sledování poruchového proudu prostřednictvím jednotky ke kontrole poruchového proudu s citlivostí na všechny typy proudu (RCMU). Jedná se tedy o dva různé fenomény. 3 Normy pro hodnoty R izo Pro hodnoty R izo existují následující předpisy: Pro FV panely (DIN EN 61646, DIN IEC 61215): Na každý m² plochy panelu: R izo > 40 M Ω m² To znamená, že FV panel o ploše 1 m² musí mít izolační odpor o velikosti minimálně 40 M Ω, FV panel o ploše 2 m² však jen minimálně 20 M Ω. Pro střídače bez galvanického oddělení (beztransformátorové) podle normy DIN VDE : Střídač, srdce FV systému, kontroluje izolační odpor celého systému (všech FV panelů, kabeláže DC, instalace a střídačů). Jak bylo výše uvedeno, je to důležité zejména u FV systémů bez galvanického oddělení, protože i jediný zkrat může mít za následek materiální škody nebo úrazy osob. Vzhledem k tomu, že je u těchto škod a úrazů rozhodující velikost proudů, předepsaná hodnota R izo závisí na maximálním vstupním napětí střídače. Podle DIN VDE platí: R izo > 1 k Ω /V, minimálně však 500 k Ω. K izolačnímu odporu pro FV systémy s galvanickým oddělení od sítě neobsahuje DIN VDE žádné předepsané údaje. SMA Solar Technology AG 3/5

4 Hodnota R izo pro několik FV panelů 4 Hodnota R izo pro několik FV panelů Ve FV systému představují izolační odpory všech FV panelů na jednom střídači paralelní zapojení vůči zemi, a z tohoto důvodu se vzájemně sčítají: V případě identických FV panelů je rovnice takto zjednodušena: Celkový odpor FV systému vůči zemi se snižuje s rostoucím počtem připojených FV panelů. Konflikt norem U typického FV systému se systémovým napětím 700 V se norma pro FV panely o ploše od cca 60 m² dostává do konfliktu s normou pro střídače (40 M Ω m² / 60 m² = 667 k Ω ). Za určitých okolností nelze ani při bezvadné funkčnosti dosáhnout předepsané hodnoty R izo. Při účinnosti panelu 10 % odpovídá 60 m² pouze 6 kw, při účinnosti panelu 5 % dokonce pouze 3 kw. 5 Nový vzorec mezní hodnoty R izo Dosavadní znění norem nebere v úvahu relevantní faktory, jako je účinnost FV panelů nebo výkon střídače. Proto se na národní a mezinárodní úrovni (IEC) objevují snahy o harmonizaci stávajících požadavků na izolaci v normách. Společnost SMA Solar Technology AG vypracovala spolu s německým profesním sdružením vzorec pro izolační odpor, který se liší od DIN VDE Nová mezní hodnota R izo je naopak proporcionální vzhledem k výkonu střídače a odpovídá mezní hodnotě R izo 40 M Ω m² při účinnosti modulu 5 %, který vyžadují normy EN a DIN IEC 61215: R izo = 2000 k Ω * kw/p DC_střídač Profesní sdružení akceptovalo tento na výkonu závislý parametr R izo, odlišný od normy DIN VDE , protože je tím splněn normativní cíl ochrany. Hodnota musí být ale minimálně 200 k Ω, protože nižší izolační odpory mohou vyvolat nebezpečné chybové proudy. Především u FV systémů o výkonu vyšším než 10 kw a při dalších problémech s izolací v kabeláži a na zástrčkách může proto i u nové úpravy docházet příležitostně kporuchám. SMA Solar Technology AG 4/5

5 Které hodnoty byly měřeny doposud? 6 Které hodnoty byly měřeny doposud? FV systém je systém složený z mnoha komponent, z nichž všechny přispívají k výše definované hodnotě R izo. Stanovení této hodnoty tedy závisí na měřicím algoritmu a měřicím zapojení. Kromě toho musí integrovaná měřicí technika pracovat beze ztrát. Dále existují různé chyby měření dané tolerancemi používaných elektronických komponent. Střídače typu Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/11000TL jsou vybaveny měřicí technikou, která daleko přesahuje testovací podmínky vyžadované normou, a také rozpoznává nesnadno identifikovatelné vady izolace. Z důvodu splnění mezní hodnoty 700 k Ω, požadované podle DIN VDE , byly přístroje až doposud dodávány s mezní hodnotu 900 k Ω. Také střídače SMA s transformátorem mohou měřit izolační odpor. Protože se na galvanické oddělení vztahují jiné předpisy, nezabraňují připojení k síti, ale pouze generují výstražné hlášení. 7 Co se změnilo? Od 1. prosince 2010 dodává společnost SMA Solar Technology AG přístroje Sunny Mini Central 9000TL/ 10000TL/11000TL s firmwarem, ve kterém jsou mezní hodnoty izolačního odporu upraveny v souladu s novými rámcovými podmínkami. Pro dříve dodávané střídače nabízí společnost SMA Solar Technology AG tento firmware podle potřeby formou bezplatné aktualizace. Nové mezní hodnoty zajišťují bezpečnou funkci FV systémů a formou poruch jsou i nadále spolehlivě hlášeny pouze skutečné vady izolace (zlomení panelu, poškození kunou). Podle potřeby kontaktujte naši servisní linku: Service@SMA-Czech.com. SMA Solar Technology AG 5/5