SUNNY CENTRAL. 1 Inleiding. Aanwijzingen voor het geaarde bedrijf van de PV-generator

Transcriptie

1 SUNNY CENTRAL Aanwijzingen voor het geaarde bedrijf van de PV-generator 1 Inleiding Bij het gebruik van dunnefilmpanelen en PV-panelen met contacten aan de achterzijde adviseren enkele fabrikanten van modules de PV-generator negatief of positief te aarden. Hierbij wordt, onafhankelijk van de aarding van het paneelframe, de positieve of negatieve pool van de generatoruitgang met massa verbonden. Bij de Sunny Centrals met de optie isolatiebewaking "GFDI Minuserdung" of "GFDI Pluserdung" wordt deze aarding in het apparaat uitgevoerd. De omvormers zijn aangepast aan het geaarde bedrijf van de PV-generator. De aarding wordt uitgevoerd met behulp van een zekering, de GFDI (ground fault detection interruption). De belangrijke aanwijzingen en gegevens voor het geaarde bedrijf in deze technische informatie zijn een aanvulling op de gebruiksaanwijzing en de installatiehandleiding voor de standaard apparaten van de Sunny Central-serie. SC-HEM-UNL Versie 1.0 1/12

2 Aanwijzingen voor het geaarde bedrijf 2 Aanwijzingen voor het geaarde bedrijf De volgende veiligheidsaanwijzingen dienen naast de veiligheidsaanwijzingen in de standaard documentatie van de Sunny Central in acht te worden genomen. Eén pool van de PV-generator is in het apparaat met behulp van een zekering geaard. De zekering dient voor de signalering van aardlekken in de niet-geaarde pool en kan de ontstane kortsluiting onderbreken om de installatie te beschermen. De aarding van de PV-generator wordt daardoor opgeheven. Nadat de aarding is onderbroken, kan de volledige generatorspanning ten opzichte van massa op deze pool staan. De GFDI dient uitsluitend ter beveiliging van de installatie en biedt geen persoonlijke bescherming! De plus- of minpool van de PV-generator is in de omvormer met behulp van de GFDI geaard. Extra aarding in de PV-generator of in de verdeeldozen is niet toegestaan. Alleen bij de Sunny Central 500/560HE wordt de aarding van de PV-generator door de DChoofdschakelaar onderbroken als de schakelaar in de stand "Stop" staat of in geval van een uitval van het elektriciteitsnet. De aarding van de PV-generator kan te allen tijde automatisch door de GFDI onderbroken worden. PV-plus en PV-min staan onder gevaarlijke spanning! Werkzaamheden aan het apparaat mogen uitsluitend worden uitgevoerd als alle DC- en AC-polen op de aansluiting van het apparaat vrijgeschakeld zijn. De veiligheidsaanwijzingen in de installatiehandleiding dienen in acht te worden genomen. Door een aardlek in de geaarde pool van de PV-generator wordt de GFDI buiten werking gesteld. De isolatie van de geaarde pool moet in regelmatige onderhoudsintervallen worden gecontroleerd. De Sunny Central mag niet worden gebruikt als de GFDI geactiveerd is. Hierdoor kunnen de panelen beschadigd raken. In teambedrijf is de maximaal mogelijke aardlekstroom van de GFDI twee keer zo groot. SMA Solar Technology AG 2/12

3 Aanwijzingen voor het geaarde bedrijf 2.1 GFDI De GFDI is in de Sunny Central gemonteerd en tussen ingangsverzamelrail en aardleidingsrail aangesloten. Als GFDI wordt een krachtige aardlekschakelaar met instelbare uitschakelstroom in K-karakteristiek gebruikt. De GFDI kan voor testdoeleinden worden gescheiden en kan de aardlekstroom tot de maximale DC-ingangsspanning van de omvormer schakelen. Het scheiden of uitschakelen wordt gesignaleerd. Max. toegestane aardlekstroom conform UL1741, tabel 2.1 Nominaal DC-vermogen Uitschakelgrens kw 4,0 A > 250 kw 5,0 A Andere uitschakelgrenzen zijn op verzoek van de klant mogelijk. SMA Solar Technology AG 3/12

4 Geaard bedrijf 3 Geaard bedrijf In tegenstelling tot de standaard apparaten van de Sunny Central-serie wordt een pool van de PV-generator in de Sunny Central centraal met behulp van een zekering geaard. Dit installatieconcept komt uit de Verenigde Staten en wordt sinds de commercialisatie van omvormers op de Amerikaanse markt toegepast. Voor dit concept bestaan geen standaardnormen. De maximale aardlekstroom die tot uitschakeling door de GFDI leidt is gebaseerd op de norm UL Gedrag bij aardlek Indien in geval van een storing een aardlek optreedt bij de niet-geaarde pool van de PV-generator, vloeit de aardlekstroom via de GFDI terug naar de geaarde pool, waardoor de GFDI wordt geactiveerd. De aardlekstroom wordt door de activering onderbroken en de PV-generator is ongedefinieerd geaard door middel van de aardlek (zie afbeelding 1, installatievoorbeeld met negatief geaarde pool). Door de onderbreking van de aardlekstroom kunnen beschadigingen aan de installatie worden voorkomen. De GFDI biedt geen persoonlijke bescherming. Momenteel is de "Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung" om technische redenen niet mogelijk. Oorzaak hiervan is de vertakte structuur van de PV-generator. De periode tot de activering is afhankelijk van de grootte van de optredende aardlekstroom, die wederom afhankelijk is van de DC-spanning en de overgangsweerstand van de aardlek. Voor informatie met betrekking tot de uitschakeltijden dient de karakteristiek voor de activering van de GFDI geraadpleegd te worden (op verzoek verkrijgbaar). Indien de aardlekstroom onder de activeringsdrempel van de GFDI ligt, vindt geen activering plaats. Deze toestand kan zich bijvoorbeeld bij hoge overgangsweerstanden of bij geringe instraling voordoen. Aardlekstromen die onder de activeringsdrempel van de GFDI liggen kunnen gedurende langere tijd optreden en leiden niet tot een activering. De activering van de GFDI wordt via een lampje, een relaisuitgang en de display op het apparaat aangegeven. De signalering vindt plaats als verzamelstoring. Dit betekent dat verschillende oorzaken voor de storing aanwezig kunnen zijn. Voor een overzicht van de mogelijke storingen dient de gebruiksaanwijzing van de Sunny Central geraadpleegd te worden. Als de GFDI wordt geactiveerd, wordt de omvormer door de bewaking uitgeschakeld. Na de uitschakeling moet de isolatiefout onmiddellijk worden verholpen. Als de omvormer met een geactiveerde GFDI in bedrijf is, kunnen de PV-panelen beschadigd raken, aangezien geen aarding aanwezig is. Indien in deze toestand een aardlek bij de geaarde pool optreedt, ontstaat een kortsluiting (zie afbeelding 2) waarop de omvormer terug zou kunnen injecteren. Hierdoor kan het vermogensgedeelte beschadigd raken. De omvormer kan daarom niet worden gebruikt als de GFDI geactiveerd is. SMA Solar Technology AG 4/12

5 Geaard bedrijf Afbeelding 1: Aardlek L+ (negatieve pool geaard) SMA Solar Technology AG 5/12

6 Geaard bedrijf Afbeelding 2: Aardlek aan beide zijden SMA Solar Technology AG 6/12

7 Geaard bedrijf 3.2 Gedrag bij aardlek in de geaarde pool In geval van een storing Door een aardlek in de geaarde pool van de PV-generator wordt de GFDI overbrugd. De beschermende functie van de GFDI kan niet meer worden geaarborgd. Indien in deze toestand van de installatie een aardlek optreedt bij de niet-geaarde pool (zie afbeelding 2), kan de daaruit voortvloeiende aardlekstroom niet door de GFDI worden onderbroken. Hierdoor kunnen de installatie of onderdelen van het gebouw beschadigd raken. Om de correcte werking van de GFDI te kunnen garanderen moet de isolatie van de PV-generator in regelmatige onderhoudsintervallen worden gecontroleerd! Tijdens bedrijf Een aardlek in de geaarde pool van de PV-generator heeft tot gevolg dat een deel van de generatorstroom tijdens bedrijf via de GFDI terugvloeit naar de zonne-energiegenerator (zie afbeelding 3). Hierdoor kan de GFDI eveneens worden geactiveerd. Als de verbinding via de potentiaalvereffening met de aarding van de GFDI niet goed is, kan deze stroom ook via onderdelen van de installatie of aarde vloeien. Hierdoor kunnen de installatie of onderdelen van het gebouw beschadigd raken. SMA Solar Technology AG 7/12

8 Geaard bedrijf Afbeelding 3: Aardlek in de geaarde pool tijdens bedrijf SMA Solar Technology AG 8/12

9 Eisen aan de installatie 4 Eisen aan de installatie Hieronder worden de eisen aan de installatie beschreven waaraan voldaan dient te worden bij bedrijf met een GFDI: De PV-generator is centraal geaard in de Sunny Central. Extra aarding in de installatie is niet toegestaan. Beide polen dienen tegen kortsluiting en aardlek beveiligd gelegd te worden. Zekeringen voor de leidingbeveiliging mogen zich uitsluitend in de niet-geaarde pool bevinden. De geaarde pool dient in onbelaste toestand met behulp van scheidingsklemmen of schakelmessen voor metingen gescheiden te kunnen worden. Beide polen voeren gevaarlijke spanning en dienen tegen aanraking beveiligd te worden. 5 Wijzigingen t.o.v. de standaardomvormer Hieronder worden de uitgevoerde wijzigingen van de Sunny Centrals met de optie "GFDI" ten opzichte van standaardomvormers beschreven. In de omvormer is geen isolatiebewaking meer aanwezig. De PV-generator in de Sunny Central is met behulp van de GFDI centraal geaard. De geaarde pool wordt op een geïsoleerde verzamelrail aangesloten. Zekeringen voor de leidingbeveiliging bevinden zich uitsluitend in de niet-geaarde pool. De geaarde pool kan in onbelaste toestand met schakelmessen worden gescheiden om werkzaamheden aan het apparaat of metingen uit te voeren. De momentele waarde "R-Iso" is niet meer als meetwaarde beschikbaar, wordt echter nog steeds in het menu "Sonstige" weergegeven. SMA Solar Technology AG 9/12

10 Wijzigingen t.o.v. de standaardomvormer 5.1 GFDI in de Sunny Central 500 / 560HE In de Sunny Central 500 / 560HE is de GFDI in verband met de twee DC-ingangen achter de hoofdschakelaar geplaatst. Dit betekent dat de aarding van de PV-generator in de status "Stop", bij enkele storingen of in geval van een uitval van het elektriciteitsnet door de hoofdschakelaar wordt onderbroken. Afbeelding 4: Locatie van de GFDI in de Sunny Central 500 / 560HE Door uitschakeling van de DC-hoofdschakelaar wordt de PV-generator het IT-netwerk. In deze toestand wordt een eventueel optredende aardlek niet gesignaleerd. De GFDI wordt pas gesignaleerd en geactiveerd als de Sunny Central ingeschakeld wordt en naar de status "Warten" omschakelt. SMA Solar Technology AG 10/12

11 Wijzigingen t.o.v. de standaardomvormer 5.2 Teambedrijf Door het teamrelais worden twee PV-generatoren parallel geschakeld. Dit betekent dat twee GFDI's in teambedrijf parallel geschakeld zijn (zie afbeelding 4). In geval van een storing zal de aardlekstroom over beide GFDI's verdeeld worden. Bij een eventuele activering wordt het teamrelais uitgeschakeld. Bij een geactiveerde GFDI wordt teambedrijf verhinderd. In geval van een storing is het tijdens teambedrijf mogelijk dat beide GFDI's worden geactiveerd. Dit heeft tot gevolg dat beide Sunny Centrals tot stilstand komen! 5.3 Signalering GFDI Het activeren van de GFDI heeft tot gevolg dat de Sunny Central wordt uitgeschakeld. De Sunny Central schakelt om naar de toestand "Störung". De snelle stop van het vermogensgedeelte wordt geactiveerd en de DC-schakelaar, het teamrelais en het AC-netrelais worden uitgeschakeld. De signalering vindt plaats via de Sunny Central Control en het lampje "Storing" op de Sunny Central. De signalering vindt samen met de storing overtemperatuur schakelkast "Störung 201, Erdschl. Alarm2, oder zu hohe Anlagentemperatur" plaats. In de storingsmelding wordt "Erdschl." en niet "GFDI" gesignaleerd. SMA Solar Technology AG 11/12

12 Reparatie en onderhoud 6 Reparatie en onderhoud Aanvullende aanwijzingen voor reparatie en onderhoud Voor een hoge bedrijfszekerheid van de Sunny Central dienen de in de gebruiksaanwijzing van de Sunny Central en in het onderhoudshandboek vermelde onderhoudswerkzaamheden in regelmatige intervallen uitgevoerd te worden. Hierdoor kunnen beschadigde systeemcomponenten op tijd herkend en vervangen worden, voordat deze een uitval veroorzaken. Bovendien wordt hierdoor de werking van de voor de veiligheid relevante componenten gewaarborgd. De GFDI is onderhevig aan veroudering die bij iedere activering door slijtage van de contacten veroorzaakt wordt. Hierdoor wordt de gevoeligheid gereduceerd. Het verdient daarom aanbeveling om de GFDI na ca. 100 activeringen te vervangen. De volgende extra onderhoudswerkzaamheden dienen bij omvormers voor het geaarde bedrijf uitgevoerd te worden: Onderhoudswerkzaamheden Schakelen van de GFDI In uitgeschakelde toestand van de omvormer, voor de mechanische controle van de werking en voor de controle van de signalering. Visuele controle van de GFDI. Vervanging van de GFDI Indien niet aan de vereisten van de mechanische of de visuele controle wordt voldaan. Isolatiecontrole van de PV-generator en de aangesloten Sunny Central. Onderhoudsinterval Jaarlijks Na uiterlijk 100 aardlekken die tot activering van de GFDI hebben geleid. Door de exploitant van de installatie vast te leggen. SMA Solar Technology AG 12/12