Điều kiện thử nghiệm chuẩn về an toàn của bộ chuyển đổi điện dùng trong hệ thống quang điện như thế nào?

Nội dung chính

• Điều kiện thử nghiệm chuẩn về an toàn của bộ chuyển đổi điện dùng trong hệ thống quang điện như thế nào?
• Điều kiện thử nghiệm và thời gian thử nghiệm trong điều kiện sự cố như thế nào?
• Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12231-1:2018 áp dụng trong phạm vi nào?

Điều kiện thử nghiệm chuẩn về an toàn của bộ chuyển đổi điện dùng trong hệ thống quang điện như thế nào?

Căn cứ theo tiểu mục 4.2 Mục 4 TCVN 12231-1:2018 có quy định về điều kiện thử nghiệm chuẩn như sau:

Điều kiện môi trường

Trừ khi được quy định khác trong tiêu chuẩn này, ví dụ liên quan đến phân loại môi trường như xác định ở 6.1, các điều kiện môi trường xung quanh dưới đây phải đạt được tại vị trí thử nghiệm:

a) nhiệt độ từ 15 °C đến 40 °C;

b) độ ẩm tương đối không quá 75 % và không nhỏ hơn 5 %;

c) áp suất không khí từ 75 kPa đến 106 kPa;

d) không có sương giá, sương, nước thấm, mưa, bức xạ mặt trời, v.v.

Trạng thái thiết bị

Sản phẩm phải chịu các thử nghiệm điển hình phải là đại diện về vật lý và điện của các sản phẩm sản xuất trong tương lai sao cho các đánh giá theo tiêu chuẩn này là đủ để đại diện cho các sản phẩm được sản xuất trong tương lai.

Trừ khi có quy định khác, từng thử nghiệm phải được thực hiện trên thiết bị đã lắp ráp cho sử dụng bình thường và với sự kết hợp ít thuận lợi nhất của các điều kiện được nêu ở 4.2.2.1 đến 4.2.2.10. Nếu không thực hiện được các thử nghiệm cụ thể trên EUT hoàn chỉnh, thì cho phép thử nghiệm trên các cụm lắp ráp nhỏ với điều kiện là phải kiểm tra xác nhận rằng thiết bị được lắp ráp đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

Vị trí của thiết bị

Thiết bị phải được lắp đặt theo hướng dẫn của nhà chế tạo, ở cấu hình cho điều kiện thử nghiệm ở trường hợp xấu nhất. Phải xem xét các ảnh hưởng của thông gió, xây thành vách, hốc, khoang, v.v..., hệ thống lắp đặt gần với kết cấu, thiết bị khác, v.v...

Phụ kiện

Phụ kiện và các bộ phận mà người vận hành có thể đổi lẫn sẵn có hoặc được khuyến cáo bởi nhà chế tạo để sử dụng cùng EUT phải được kết nối hoặc không được kết nối, chọn trường hợp ít thuận lợi nhất.

Nắp và bộ phận rời

Nắp hoặc các bộ phận có thể tháo ra mà không cần sử dụng dụng cụ, được tháo ra hoặc không, chọn trường hợp bất lợi nhất.

Nguồn lưới

Các thử nghiệm mà kết quả không bị ảnh hưởng đáng kể bởi các điều kiện nguồn lưới, có thể được thực hiện tại bất kỳ điều kiện cung cấp danh định nào. Đối với các thử nghiệm mà kết quả có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi các điều kiện nguồn điện lưới, thử nghiệm phải được thực hiện tại điều kiện hoặc các điều kiện nguồn điện lưới ở trường hợp xấu nhất, có xem xét các điều kiện danh định và dung sai của các điều kiện danh định, như quy được dưới đây.

a) Điện áp: Dung sai được lấy từ 90 % đến 110 % (các) điện áp danh định, trừ khi dải rộng hơn được đưa ra trong quy định kỹ thuật của EUT trong trường hợp đó sử dụng dải rộng hơn. Nếu EUT không hoạt động trong phạm vi toàn dải từ 90 % đến 110 % thì dung sai được lấy là dải làm việc quy định. Thử nghiệm trong điều kiện cung cấp danh nghĩa, hoặc ở điều kiện cung cấp giữa các đầu mút của dải chỉ cần thiết nếu thử nghiệm ở các đầu mút của dải không phải là trường hợp xấu nhất.

b) Tần số: Phải tính đến nhiều tần số danh định (ví dụ: 50 Hz và 60 Hz), nhưng dung sai xung quanh các tần số này thường không cần phải xem xét.

c) Cực tính: Đối với thiết bị cắm vào kiểu A, cần xem xét đấu nối trong cả điều kiện bình thường và phân cực ngược, nếu kết quả của một thử nghiệm cụ thể có thể bị ảnh hưởng.

d) Nối đất: Nguồn cung cấp thử nghiệm phải được nối đất hoặc không tùy theo kết cấu của nguồn cung cấp dự định đối với thiết bị cần thử nghiệm. Đối với thiết bị có thể được cung cấp từ hệ thống cung cấp nối đất hoặc không nối đất, hệ thống cung cấp được sử dụng phải cho điều kiện thử nghiệm ở trường hợp xấu nhất hoặc thử nghiệm phải được thực hiện cho cả hai kết cấu.

e) Bảo vệ quá dòng: Các đầu vào phải được cung cấp cùng bảo vệ quá dòng có trong hệ thống lắp đặt và bảo vệ này không được tác động trong khi thử nghiệm ở điều kiện bình thường, nhưng được phép tác động để bảo vệ hệ thống trong khi thử nghiệm ở điều kiện sự cố đơn.

Cổng cung cấp không phải nguồn điện lưới

Các thử nghiệm phải được thực hiện ở phối hợp ít thuận lợi nhất của điều kiện cung cấp, trong (các) dải danh định của từng cổng cung cấp, xem xét điện áp, tần số, cực tính, nối đất và bất kỳ điều kiện bình thường nào khác, trong trường hợp những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.

Các đầu vào phải được cung cấp cùng bảo vệ quá dòng có trong hệ thống lắp đặt và bảo vệ này không được tác động trong khi thử nghiệm ở điều kiện bình thường, nhưng được phép tác động để bảo vệ hệ thống trong khi thử nghiệm ở điều kiện sự cố đơn.

Đối với đầu vào PV và acquy, áp dụng các yêu cầu bổ sung dưới đây:

Nguồn cung cấp quang điện

Trong trường hợp kết quả của một thử nghiệm có thể bị ảnh hưởng bởi đặc tính điện áp-dòng điện của nguồn cung cấp, nguồn PV được sử dụng phải mô phỏng đặc tính điện áp-dòng điện của dàn PV lớn nhất mà thiết bị được ấn định giá trị danh định về điện áp mạch hở (Vmax PV) và dòng điện ngắn mạch (Isc PV).

Các thử nghiệm được thực hiện trong điều kiện không bình thường hoặc điều kiện sự cố phải được thử nghiệm với nguồn bằng 1,25 đến 1,5 lần dòng điện vào danh định lớn nhất của PCE (Isc PV) cho đầu vào đó. Nếu được cung cấp thì không được thay đổi cơ cấu bảo vệ quá dòng của PCE được đưa vào hoặc được quy định.

CHÚ THÍCH: Khi chọn các điều kiện thử nghiệm đối với nguồn cung cấp PV, cần xem xét đến đặc tính của dàn PV: khi có sẵn điện áp lớn nhất thì dòng điện khả dụng là nhỏ nhất và khi có sẵn dòng điện lớn nhất thì điện áp là nhỏ nhất. Không hy vọng rằng thử nghiệm thực hiện với đồng thời cả dòng điện và điện áp nguồn PV ở giá trị lớn nhất của chúng.

Đầu vào acquy

Các đầu vào acquy có thể được cung cấp từ nguồn điện một chiều hoặc từ dãy acquy, ngoài ra, để thử nghiệm sự cố, trong trường hợp độ lớn của dòng điện sự cố có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm, phải sử dụng một dãy acquy có kích thước bình thường cùng sản phẩm.

Điều kiện nạp tải cho các cổng đầu ra

Thử nghiệm phải được thực hiện trong điều kiện tải ít thuận lợi nhất, trong (các) dải danh định của từng cổng, xem xét điện áp, tần số, cực tính, nối đất và bất kỳ điều kiện bình thường nào khác, trong trường hợp những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm, cổng xoay chiều đầu ra phải được nạp tải tuyến tính để đạt được công suất hoặc dòng điện ra danh định lớn nhất, chọn điều kiện ít thuận lợi nhất, cổng xoay chiều đầu ra (ví dụ: cổng đầu ra nạp acquy hoặc cổng tải một chiều) phải được nạp tải điện trở để có được công suất hoặc dòng điện ra danh định lớn nhất, chọn điều kiện ít thuận lợi nhất.

Đối với các cổng dự kiến để đấu nối với acquy thì phải sử dụng acquy thay cho tải hoặc song song với tải, nếu các kết quả thử nghiệm có thể bị ảnh hưởng.

Nếu không có quy định khác trong tiêu chuẩn này, các điều kiện nạp tải phải được duy trì trong khoảng thời gian như sau:

- Đối với các thông số đặc trưng cho vận hành liên tục, cho đến khi các điều kiện ổn định được thiết lập, ngoài ra đối với thử nghiệm mà nguồn công suất duy nhất là đầu vào PV thì thử nghiệm được giới hạn trong 7 h ở công suất đầy đủ (khoảng một ngày năng lượng mặt trời);

- Đối với các thông số đặc trưng cho vận hành gián đoạn, theo chu kỳ cho đến khi điều kiện ổn định được thiết lập, sử dụng các giai đoạn danh định "ON" và "OFF";

- Đối với các thông số đặc trưng cho vận hành ngắn hạn, trong thời gian vận hành danh định.

Đầu nối đất

Đầu nối dây bảo vệ, nếu được cung cấp, phải được nối với đất. Đầu nối đất chức năng phải được đấu nối hoặc không đấu nối với đất, chọn điều kiện ít thuận lợi nhất.

Bộ điều khiển

Bộ điều khiển mà người vận hành có thể điều chỉnh phải được đặt ở vị trí bất kỳ, ngoài ra:

a) Cơ cấu chọn nguồn điện lưới phải được đặt đúng giá trị trừ khi có lưu ý khác trong tiêu chuẩn này.

b) Không được kết hợp các chế độ đặt nếu việc này bị cấm theo hướng dẫn của nhà chế tạo kèm theo thiết bị.

Dòng điện ngắn mạch khả dụng

Trong trường hợp các kết quả của một thử nghiệm có thể bị ảnh hưởng, khả năng của nguồn dòng điện ngắn mạch được sử dụng trong quá trình thử nghiệm phải được xem xét.

Trong trường hợp dòng điện ngắn mạch khả dụng cao được xem là thử nghiệm ở trường hợp xấu nhất thì khả năng của nguồn không được nhỏ hơn dòng ngắn mạch lớn nhất mà PCE được ấn định thông số đặc trưng.

CHÚ THÍCH: Đối với một số thử nghiệm, dòng điện ngắn mạch lớn nhất có thể là trường hợp xấu nhất, nếu, ví dụ, việc này gây ra thời gian thử nghiệm dài hơn.

Điều kiện thử nghiệm chuẩn về an toàn của bộ chuyển đổi điện dùng trong hệ thống quang điện như thế nào?

Điều kiện thử nghiệm và thời gian thử nghiệm trong điều kiện sự cố như thế nào?

Căn cứ theo tiểu mục 4.4 Mục 4 TCVN 12231-1:2018 có quy định về điều kiện thử nghiệm chuẩn như sau:

Quy định chung

Thiết bị phải được vận hành ở phối hợp các điều kiện trong 4.2, chọn phối hợp ít thuận lợi nhất đối với thử nghiệm sự cố cụ thể.

CHÚ THÍCH: Khi thiết lập kết cấu nguồn để thử nghiệm sự cố, phải xem xét thực tế là đối với một số thử nghiệm sự cố, một nguồn giới hạn đến dòng điện hoặc công suất danh định lớn nhất của đầu vào PCE có thể khắc nghiệt hơn nếu nguồn dòng điện danh định lớn nhất được sử dụng.

Thời gian thử nghiệm có thể lâu hơn và việc gia nhiệt trong tuyến sự cố có thể khắc nghiệt hơn trong các điều kiện được giới hạn. Ví dụ trên một đầu vào PV, việc thử nghiệm với dàn mô phỏng được giới hạn nhỏ hơn Isc PV có thể khắc nghiệt hơn.

Các điều kiện sự cố chỉ được áp dụng một lần tại một thời điểm và phải được áp dụng lần lượt theo trình tự thuận tiện bất kỳ. Không được áp dụng nhiều sự cố đồng thời, nhưng sự cố hệ quả có thể sinh ra do kết quả từ sự cố được đặt vào. Các mẫu riêng rẽ của EUT có thể được sử dụng cho từng thử nghiệm sự cố riêng rẽ, hoặc có thể sử dụng cùng một mẫu cho nhiều thử nghiệm nếu sự hư hại từ các thử nghiệm sự cố trước đó đã được sửa chữa hoặc không ảnh hưởng đến kết quả của thử nghiệm tiếp theo.

Thời gian thử nghiệm

Thiết bị phải được vận hành cho đến khi ít khả năng có thêm thay đổi do đặt sự cố như được xác định do (ví dụ) sự tác động của thiết bị làm loại bỏ ảnh hưởng của sự cố, ổn định nhiệt độ, v.v.

Nếu thiết bị hoặc mạch bảo vệ không thể đặt lại, đặt lại bằng tay hoặc tự động tác động theo cách làm gián đoạn hoặc giảm thiểu điều kiện sự cố thì thời gian thử nghiệm như sau:

- thiết bị hoặc mạch tự động đặt lại: cho phép bảo vệ dạng chu kỳ đóng và cắt cho đến khi không có khả năng xảy ra thêm thay đổi do đặt sự cố, cho đến khi thu được kết quả cuối cùng, hoặc cho đến khi nhiệt độ ổn định;

- thiết bị hoặc mạch đặt lại bằng tay: ba chu kỳ, với thiết bị hoặc mạch được đặt lại sớm nhất có thể sau khi nhả;

- thiết bị hoặc mạch không thể đặt lại: một chu kỳ.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12231-1:2018 áp dụng trong phạm vi nào?

Căn cứ theo Mục 1 TCVN 12231-1:2018 có quy định về phạm vi áp dụng như sau:

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho thiết bị chuyển đổi điện (PCE) dùng trong hệ thống quang điện (PV) trong đó cấp độ kỹ thuật đồng nhất về an toàn là cần thiết. Tiêu chuẩn này xác định các yêu cầu tối thiểu để thiết kế và chế tạo PCE để bảo vệ chống nguy hiểm điện giật, năng lượng, cháy, cơ và các nguy hiểm khác.

Tiêu chuẩn này đưa ra yêu cầu chung áp dụng cho tất cả các kiểu PV PCE. Có các phần bổ sung của tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu cho các kiểu bộ chuyển đổi điện khác nhau, ví dụ như TCVN 12231-2:2018 (IEC 62109-2:2011).

Thiết bị thuộc phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đề cập đến các PCE kết nối vào hệ thống có điện áp mạch nguồn PV lớn nhất không vượt quá 1 500 V một chiều. Thiết bị này cũng có thể được nối vào hệ thống không vượt quá 1 000 V xoay chiều ở mạch nguồn lưới xoay chiều, mạch phụ tải xoay chiều không phải nguồn lưới và các nguồn một chiều khác hoặc các mạch phụ tải như acquy. Tiêu chuẩn này có thể được sử dụng cho các phụ kiện dùng với PCE trừ trường hợp có sẵn các tiêu chuẩn thích hợp hơn.

Đánh giá PCE theo tiêu chuẩn này bao gồm đánh giá tất cả các tính chất và chức năng kết hợp hoặc có sẵn trong PCE, hoặc được đề cập đến trong tài liệu được cung cấp cùng PCE, nếu các tính chất hoặc chức năng này có thể ảnh hưởng đến sự phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

Thiết bị có thể cần áp dụng các yêu cầu khác

Tiêu chuẩn này không được biên soạn để tập trung vào các đặc tính của nguồn điện không phải hệ thống quang điện, ví dụ như tuabin gió, pin nhiên liệu, nguồn máy điện quay, v.v...

CHÚ THÍCH 1: Các yêu cầu cho nguồn khác có thể được kết hợp trong bộ TCVN 12231 (IEC 62109) sau này.

Các yêu cầu bổ sung hoặc yêu cầu khác cần cho thiết bị dự kiến sử dụng trong khí quyển nổ (xem bộ TCVN 10888 (IEC 60079)), máy bay, hệ thống lắp đặt trên biển, các ứng dụng điện y tế (xem bộ TCVN 7303 (IEC 60601)) hoặc ở độ cao trên 2 000 m so với mực nước biển.

CHÚ THÍCH 2: Các yêu cầu được đưa ra để điều chỉnh khoảng cách trong không khí để nâng lên độ cao cao hơn mà không phải các yếu tố khác liên quan đến nâng độ cao, ví dụ như xem xét nhiệt.