【ITBEAR】随着新能源产业的蓬勃兴起,包括光伏发电、风力发电以及电动汽车充电桩等领域在内的电气设备部署密度和电网复杂度显著增加,这对电力系统的安全稳定运行提出了前所未有的挑战。在此背景下,浪涌保护器(SPD)作为电气设备免受雷击和内部浪涌侵害的关键防线,其在新能源领域的应用愈发关键。
在电动汽车充电桩领域,作为电动汽车能量补给的核心,充电桩的电力输入端、通信模块及用户操作接口极易遭受雷击过电压和电网内部浪涌的侵害。因此,充电桩电气系统的安全设计必须将浪涌保护器纳入其中:
首先,电网引入端的浪涌防护至关重要,交流或直流输入端需安装适配的SPD,以抵御雷击电磁脉冲(LEMP)或电网开关操作产生的浪涌冲击。其次,充电桩的通信模块,如4G、以太网接口等,易受感应雷击损害,故需安装信号类浪涌保护器进行防护。最后,为保障用户操作安全,还需防止浪涌通过充电枪传导至车辆内部电气系统。
在新能源领域的另一重要分支——光伏发电系统中,光伏逆变器、汇流箱及直流母线等核心设备同样面临着雷击及电网浪涌的严重威胁。为此,地凯科技提供了针对性的浪涌保护解决方案:在光伏汇流箱内,每路输入均安装符合IEC 61643-31标准的直流型SPD;逆变器输入端则配备高能量直流SPD;而在交流侧(逆变器至配电箱),则安装交流型浪涌保护器,确保并网安全。
(光伏发电系统浪涌保护示意图,图片仅为示意)
风力发电系统同样面临雷电侵袭的严峻考验,其安装环境多为高空和空旷区域,是雷电的直接受击点。针对这一特点,地凯科技在风机塔基处安装三级电源SPD,通信模块(如光纤转接器、网络接口)则安装信号SPD,同时在变流器和变压器端安装高能量SPD,全方位保护电网连接设备。
在电动汽车充电设施方面,无论是城市公共充电桩、高速公路充电站还是家用充电设备,均需安装浪涌保护器。具体而言,电源输入端需安装交流或直流型SPD,信号控制模块则安装通信接口SPD,对于直流快速充电设备,还需使用具备大电流放电能力的直流SPD。
(电动汽车充电桩浪涌保护示意图,图片仅为示意)
在浪涌保护器的选型上,需综合考虑设备工作电压、浪涌电流等级、保护水平(Up)及持续运行条件等因素。额定工作电压(Uc)需确保SPD长期工作在设备额定电压范围内;最大放电电流(Imax)需满足可能的最大雷击流量需求;电压保护水平(Up)则需确保被保护设备的绝缘耐压能力不被浪涌破坏。还需参考相关标准,如IEC 61643-11、IEC 61643-31及GB/T 18802.1等。
在安装和接线方面,光伏系统需在直流侧将SPD串联于光伏模块与汇流箱之间,交流侧则安装在逆变器交流输出至并网点之间。风电系统则需在塔基电源保护处安装三级浪涌保护器,各分支线路安装一级或二级SPD,通信设备则并联安装信号浪涌保护器。充电桩则需在电源端和通信端分别安装适配的SPD,并确保所有SPD的接地端与设备保护地相连,接地线尽量短直。
(浪涌保护器安装示意图,图片仅为示意)
新能源领域浪涌保护器的国家标准也至关重要,包括GB/T 18802.1、GB/T 50797-2012、GB/T 17799.4、IEC 61643-31及GB 50343-2012等,这些标准为浪涌保护器的选型、安装及运维提供了重要依据。
(相关国家标准封面示意图,图片仅为示意)