Ochrana FV systémů na bázi SDS Micro DIN a SSR relé (ver3.1) (c

Ochrana FV systémů na bázi SDS Micro DIN a SSR relé (ver3.1)
(c) Ing. Martin Kolařík, ostrovni-elektrarny.cz
Účel zařízení:
Zařízení má za úkol hlídat kritické stavy FV systému a baterií a sepnutím relé přepojit zátěž
na veřejnou síť, odpojit zátěž, případně zapojit nabíječku baterií apod. Hlídané stavy jsou napětí
baterií v rozsahu 16-30V (odpovídá 24V baterii) a proud dodávaný měničem v rozsahu 1,6-16A
(370W – 3700W). Jednotka není určena pro 12V nebo 48V ostrovní systémy, úprava napájení a
hlídacích relé pro tato napětí je však možná. Jednotka není určena pro měniče s trvalým výkonem
vyšším než 3700W.
Zařízení obsahuje především
- proudový jistič B16
- střídavý elektroměr jednofázový s dig. displejem
- hlídací proudové relé PRI-51
- SDS Micro DIN jednotku s mikroprocesorem
- 2x solid state relé (SSR)
- 2x ochrana proti přepětí a bleskovému výboji
- sestavu transil a varistor pro omezení přechodových jevů
Popis funkce:
1) Ochrana proti vybití baterií: jednotka SDS Micro svými čtyřmi vstupy AD1 až AD4
monitoruje napětí na různých místech systému (od 0 do 30V). Vstup AD1 se používá pro hlídání
napětí 12V nebo 24V baterií. Pokud napětí na bateriích klesne pod mez nastavenou předem v
programu, typicky 22V pro 24V systém, dojde k odpojení SSR relé FV okruhu a po časové
prodlevě 10ms je připojen ke spotřebičům přes druhé SSR relé proud z veřejné sítě. Celkový čas
přepojení sítí by neměl přesáhnout 30ms. Pokud napětí baterií dosáhne opět normální hodnoty
stanovené programem (typicky 25V), je uživatelský okruh se spotřebiči přepojen zpět na měnič FV
systému. Z důvodu omezení přechodových jevů reguje zpětné přepnutí až po 2 sec. prodlevě.
2) Ochrana proti přetížení: pokud proud procházející hlídacím relé PRI-51 při zapojení
náročného spotřebiče nebo souběhu činnosti spotřebičů přesáhne mez nastavenou na potenciometru
relé (např. 5A při použití 1000W měniče, 13A při použití 3000W měniče), je tato skutečnost
rozpoznána na vstupu AD2 jednotky SDS micro a program zajistí dočasné přepojení zátěže na
veřejnou síť. Tak je zajištěn nepřerušený chod zátěže bez přetížení měniče nebo jeho nuceného
vypnutí. Jakmile odběr opět poklesne pod stanovenou mez, je opět spotřebič přepojen na měnič FV
systému. Z důvodu omezení přechodových jevů reguje zpětné přepnutí až po 2 sec. prodlevě.
Ochrana proti přetížení je použitelná u měničů s minimálním výkonem 400W a vyšším (hlídaný
proud minimálně 1,6A).
3) Ochrana proti bleskovému výboji - kladný a záporný pól FV pole je připojen přes
tyto ochrany k zemi. V případě prudkého navýšení napětí je bleskový výboj sveden do země a
ostatní součásti systému jsou ochráněny před poškozením nebo alespoň minimalizovány škody.
Popis zapojení vstupů a výstupů (zapojujeme při vypnutých jističích a měniči = bez živého napětí
ze sítě i z FV !):
L = živý vodič, power, line
N = nulák, null, zpětný vodič, ve dvouvodičovém systému uzemněný (spojený s PE)
1) Výstup 230V z ostrovního měniče přivedeme na první tři kontakty AC svorkovnice v pořadí
zleva: L, PE, N. Pokud není měnič uzemněný a výstupní svorky popsané, pak jsou oba
vodiče živé a o výběru L,N rozhodneme náhodně. Vodič N by měl být v systému uzemněn.
2) Na DC svorkovnici na svorky označené + a - přivedeme kabely od baterie. Měřené napětí
slouží zároveň jako napájení mikroprocesorové jednotky SDS a pokud je v rozsahu 8-30V,
rozsvítí se na ní zelená dioda. Při nižším napětí SDS nepracuje, vyšší by mohlo zničit celý
3)
4)
5)
6)
7)
8)
systém.
Výstupní napětí odebíráme z posledních třech svorek AC svorkovnice, opět v pořadí L, PE,
N.
Veřejnou síť připojíme na prostřední tři kontakty AC svorkovnice, v pořadí L, PE, N.
Na horní svorky modulů přepěťové ochrany připojíme + a – vodiče od FV panelů. Vodiče
buď od FV panelů odbočují nebo z těchto svorek pokračují k MPPT regulátoru
Pokud jsme udělali vše správně, po zapnutí pojistek svítí dioda na hlídacím relé PRI-51 a
nevyrazili jsme ani jednu pojistku.
Jednotka ochran verze 3.0 neumí probouzet uspaný měnič, ale úprava pro tuto funkci je
možná v další verzi nebo za příplatek, realizovala by se přidáním dalšího relé VS116K.
Pokud je měnič uspaný, po zapojení zátěže se probudí sám, ale mezi odpojením od veř. sítě
a jeho naběhnutím mohou být spotřebiče několik vteřin bez proudu. Doporučujeme úsporný
režim na měniči vypnout.
Obvyklá nastavení hlídacích prvků (pro 24V systém):
SDS program: Umax = 30V, Umin = 22V, t = 2s
- nastaveno v zapsaném programu, uživatel prozatím nemůže měnit
- v případě předání řízení dodavateli (link IP adresy) lze programovat zařízení na dálku
PRI-51:
Imax = 40% (tj. 6,4A, 6,4x230 = 1472W - pro 1500W měnič) t = 1s
- lze měnit pomocí potenciometru na těle přístroje
Vlastnosti tohoto typu ochrany:
– zařízení je robustní, odolné proti nešetrnému zacházení, solid state relé nejiskří a nemohou
vytvářet oblouk při rozpojení kontaktů = dlouhá životnost
– vlastnosti systému lze programovat – možnost doplnění dalších funkcí (komunikace s
měničem, hlídání teploty ...)
– SDS micro lze monitorovat a ovládat přes LAN rozhraní z PC, pomocí rozhraní
logmein.com také odkudkoliv z internetu
– modulární – funkce jsou jasně rozděleny mezi jednotlivé moduly a při poruše je může znalý
uživatel snadno nahradit (pozor, práce na zařízení s 230V napětím !)
– vlastní odběr z baterií při sepnuté FVE – 50mA, při přepojení na veř. síť - 140mA
Připojení k SDS Micro (není nutné pro základní funkci):
IP adresa zařízení je nastavena na 192.168.1.250
Pokud má Vaše síť jiný rozsah propojte nejprve PC s jednotkou ochran přímo kříženým (cross)
kabelem a na PC nastavte pevnou IP adresu 192.168.1.100
Po zadání IP adresy 192.168.1.250 do prohlížeče se Vám ukáže přihlašovací stránka SDS Micro
(heslo z výroby je „test“. Heslo i IP adresu zařízení lze změnit v Administraci).
Následuje uvítací obrazovka.
V levém sloupci jsou k dispozici především:
Aktuální stav:
stav relé: obě OFF = běží FVE, obě ON = běží GRID (veř. síť)
napětí vstupu AD1 = baterie
napětí vstupu AD2 =
0 = normal více než 0 = přetížení
Měření S0:
ukazuje aktuální odběr z FVE do spotřebičů,
kumulovaný výkon (celkovou spotřebu z FVE) a graf odběru
Nastavení:
Výstupy:
relé je možné ovládat ručně, ale bez znalosti systému to nedělejte,
mohlo by dojít k poškození zařízení
Nastav vstupy:Opto 3 je použit pro snímání impulsů z elektroměru. Můžete změnit položku
„Cena za jednu jednotku“ - CZK/kWh
SDS-C:
textový výstup běžícího programu. Zobrazuje informace o změnách stavu
(přepnutí z FV na GRID a zpět) a další ladící informace
Administrace: změna nastavení IP adresy a dalších parametrů sítě
Skrytá obrazovka nastavení: vyvoláte zadáním této URL adresy do prohlížeče:
http://192.168.1.250/control
umožňuje uživateli nastavovat ručně hranice napětí pro přepnutí FV / GRID.
standardně je nastavena dolní hranice na 22,0V - vypnutí FV a přepnutí na zálohu a 24,6V vypnutí zálohy a přepnutí na FV.
Prostřední hodnota 23,0V je kvůli hysterezi a měla by být cca 1V nad dolní hranicí.
Změněné hodnoty se vrátí na své původní hodnoty při softwarovém resetu zařízení, resetu
LAN komunikace nebo jeho odpojení od napájení.
Hodnoty se zadávají bez desetinné čárky či tečky (vynásobené 10), tzn. 21,9V se nastaví
jako číslo 219.
Ostatní položky se vztahují k součástem, které nejsou v základní verzi použité. Lze je však po
důkladném seznámení s výrobkem začít používat – sériová linka, další napěťové a impulzní vstupy,
teploměr, odesílání mailů ...
Kontakt:
ostrovni-elektrarny.cz
Ing. Martin Kolařík
Čechova 929/26
750 02 Přerov
tel. 608 812 787 , [email protected]