GLOBAL WATER & ENERGY PROJECT

Capítulo 12: Protecciones Eléctricas

Capítulo 12 / Chapter 12

Protecciones Eléctricas

12.1 Introducción a las Protecciones Eléctricas

Las protecciones eléctricas son elementos fundamentales en cualquier instalación fotovoltaica. Su función es garantizar la seguridad de las personas, proteger los equipos contra fallos y asegurar el correcto funcionamiento del sistema ante condiciones anómalas. Según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) en España, toda instalación debe cumplir con las normativas de protección vigentes.

Los sistemas Solener incorporan protecciones completas tanto en corriente continua (CC) como en corriente alterna (CA), incluyendo protección contra sobrecargas, cortocircuitos, sobretensiones, contactos directos e indirectos, y puesta a tierra.

Protecciones Solener - Seguridad Integral - Cumplimiento REBT

12.2 Tipos de Protecciones

A) Protección contra Sobrecargas

Una sobrecarga ocurre cuando existe un valor excesivo de intensidad ocasionado por un defecto de aislamiento, una avería o una demanda excesiva de carga. El efecto es el calentamiento excesivo de los cables y, a la larga, cortocircuito en la instalación.

Condiciones de protección:
Ib ≤ In ≤ Iadm
Icd ≤ 1,45 × Iadm

Donde:
Ib = Intensidad de diseño del circuito
In = Intensidad nominal del interruptor
Iadm = Máxima intensidad admisible del cable
Icd = Intensidad de ajuste (desconexión) del interruptor

B) Protección contra Cortocircuitos

Los cortocircuitos se producen por conexión incorrecta o defecto de aislamiento. La protección debe actuar en un tiempo suficientemente rápido para evitar daños térmicos en los conductores.

Condiciones de protección:
I² × t ≤ Icu
PdC ≥ Isc,máx

Donde:
I = Intensidad de disparo
t = Tiempo de despeje
Icu = Máxima intensidad de cortocircuito soportada por el cable
Icu = k² × S² (k=115 cobre PVC; k=143 cobre XLPE; k=94 aluminio)
PdC = Poder de corte del dispositivo de protección
Isc,máx = Máxima intensidad de cortocircuito prevista

C) Protección contra Sobretensiones

Las sobretensiones pueden ser de origen atmosférico (rayos) o de maniobra. Se protegen mediante varistores (protectores contra sobretensiones transitorias) conectados en paralelo entre el positivo y negativo, y la toma de tierra de protección.

  • ✓ Varistores CC: En el cuadro de corriente continua
  • ✓ Varistores CA: En el cuadro de corriente alterna
  • ✓ Pararrayos: Para instalaciones en zonas de alta keraúnica
  • ✓ Toma de tierra: Obligatoria para disipación

12.3 Protecciones en Corriente Continua

Según la ITC-BT-40 del REBT, las instalaciones donde no pueda darse la posibilidad del acoplamiento con la Red de Distribución Pública precisarán la instalación de un dispositivo que permita conectar y desconectar la carga en los circuitos de salida del generador.

Elemento Función Ubicación
Fusibles CC Protección de cada rama de paneles Caja estanca en soporte
PIA omnipolar CC Interruptor automático corte omnipolar Cuadro de protección CC
Seccionador CC Corte en carga para mantenimiento Entrada del inversor
Varistor CC Protección contra sobretensiones transitorias En paralelo con positivo/negativo
Diodos de bloqueo Evitan descarga de baterías en paneles Integrados en regulador
Dimensionamiento de fusibles:

Para I < 16 A: Ifusible = I × 0,75
Para I ≥ 16 A: Ifusible = I × 0,9

Condiciones del fusible:
Ib ≤ In ≤ 0,9 × Iadm
Vn fusible ≥ V operación línea
In fusible ≥ Imax línea
Icortocircuito max fusible ≥ Imax cortocircuito línea
¡ATENCIÓN! Para fusibles: Ib ≤ In ≤ 0,9 × Iadm. La tensión nominal del fusible debe ser mayor o igual a la tensión de operación de la línea.

12.4 Protecciones en Corriente Alterna

A la salida del inversor tenemos corriente alterna, por lo que las protecciones son las correspondientes para proteger contra contactos directos e indirectos según el REBT.

Instalación Aislada de Red

  • ✓ PIA magnetotérmico: Protección contra cortocircuitos y sobreintensidades
  • ✓ Diferencial: Protección contra derivaciones
  • ✓ Varistor CA (opcional): Protección contra sobretensiones

Instalación Conectada a Red

  • ✓ Interruptor general manual: Accesible a la Empresa Distribuidora
  • ✓ Interruptor magnetotérmico: Protección contra cortocircuitos
  • ✓ Interruptor diferencial: Protección contra contactos indirectos
  • ✓ Interruptor automático de interconexión: Desconexión ante pérdida de tensión/frecuencia
  • ✓ Relé de enclavamiento: Seguridad adicional
Nota: Podrán integrarse en el equipo inversor las funciones de protección de máxima y mínima tensión y de máxima y mínima frecuencia. En tal caso, las maniobras de desconexión-conexión serán realizadas por el inversor.

12.5 Puesta a Tierra

La toma de tierra es obligatoria para instalaciones con más de 24V o 50V, según el tipo de emplazamiento (24V en local conductor; 50V en los demás casos).

Toma de Tierra de Protección

  • ✓ Conectar a tierra todas las masas del lado de alterna
  • ✓ Inversor, regulador y elementos metálicos
  • ✓ Separada de la toma de tierra del neutro de la distribuidora
  • ✓ Pica distinta para la parte de continua
  • ✓ Soportes y marcos de los paneles fotovoltaicos

Toma de Tierra de Servicio

Consiste en la unión eléctrica entre un conductor activo y tierra. Su finalidad es:

  • ✓ Establecer referencia a tierra para funcionamiento de inversores
  • ✓ Protección contra contactos indirectos
  • ✓ Debe ser eléctricamente independiente de la tierra de protección
¡IMPORTANTE! El mero anclaje de los módulos a la estructura NO se considera una puesta a tierra eficaz debido al tratamiento superficial entre ellos. Los módulos disponen de un taladro específico para la conexión del conductor de tierra.

12.6 Protecciones Específicas Solener

Los equipos Solener incorporan protecciones avanzadas específicas:

Equipo Protecciones Integradas
Inversores INCA Sobrecarga, cortocircuito, inversión polaridad, baja tensión, sobretemperatura, falta de carga
Reguladores Sobrecarga batería, sobredescarga, sobreintensidad, inversión polaridad
Controladores VVF Subtensión, sobretensión, falta de agua, depósito lleno, sobrepresión, sobretemperatura motor
Convertidores DC/DC Sobretensión, subtensión, sobrecorriente, cortocircuito, sobretemperatura

12.7 Cuadros de Mando y Protección

Los cuadros de mando y protección (CMP) agrupan todos los elementos de protección en un único recinto. Solener suministra cuadros completos con grado de protección IP-55 o IP-65.

Composición típica CMP Bombeo Solar

  • ✓ Seccionador general: Corte omnipolar
  • ✓ Fusibles por rama: Protección de cada string
  • ✓ Varistores CC: Protección sobretensiones
  • ✓ Controlador VVF: Con todas las protecciones integradas
  • ✓ Contactor: Para potencias elevadas
  • ✓ Bornes de conexión: Para sensores y boyas

12.8 Normativa Aplicable

Normativa Ámbito
REBT (RD 842/2002) Instalaciones de Baja Tensión en España
ITC-BT-40 Instalaciones de generación fotovoltaica
IEC 60364 Instalaciones eléctricas de baja tensión (internacional)
IEC 61730 Seguridad de módulos fotovoltaicos
IEC 62109 Seguridad de convertidores de potencia
UNE-EN 61173 Protección contra sobretensiones en sistemas FV
UNE-EN 61727 Características de la interfaz de conexión a red
Resumen del Capítulo 12: Las protecciones eléctricas son esenciales para la seguridad y fiabilidad de las instalaciones fotovoltaicas. Los sistemas Solener incorporan protecciones completas en CC y CA, cumpliendo con el REBT y normativas internacionales. Las protecciones incluyen sobrecargas, cortocircuitos, sobretensiones, contactos directos e indirectos, y puesta a tierra. El dimensionamiento correcto de fusibles, interruptores y varistores garantiza la protección de personas y equipos durante toda la vida útil de la instalación.

12.1 Introduction aux Protections Électriques

Les protections électriques sont des éléments fondamentaux dans toute installation photovoltaïque. Leur fonction est de garantir la sécurité des personnes, de protéger les équipements contre les défaillances et d'assurer le bon fonctionnement du système dans des conditions anormales.

Les systèmes Solener incorporent des protections complètes en courant continu (CC) et en courant alternatif (CA), y compris la protection contre les surcharges, les courts-circuits, les surtensions, les contacts directs et indirects, et la mise à la terre.

Protections Solener - Sécurité Intégrale - Conformité

12.2 Types de Protections

A) Protection contre les Surcharges

Conditions de protection:
Ib ≤ In ≤ Iadm
Icd ≤ 1,45 × Iadm

B) Protection contre les Courts-circuits

Conditions de protection:
I² × t ≤ Icu
PdC ≥ Isc,max

Icu = k² × S² (k=115 cuivre PVC; k=143 cuivre XLPE; k=94 aluminium)

C) Protection contre les Surtensions

  • ✓ Varistors CC
  • ✓ Varistors CA
  • ✓ Paratonnerres
  • ✓ Prise de terre

12.3 Protections en Courant Continu

Élément Fonction Emplacement
Fusibles CC Protection de chaque branche de panneaux Boîte étanche sur support
PIA omnipolaire CC Interrupteur automatique Tableau de protection CC
Varistor CC Protection contre les surtensions En parallèle avec +/-

12.4 Protections en Courant Alternatif

  • ✓ Interrupteur général manuel
  • ✓ Interrupteur magnétothermique
  • ✓ Interrupteur différentiel
  • ✓ Interrupteur automatique d'interconnexion

12.5 Mise à la Terre

La prise de terre est obligatoire pour les installations avec plus de 24V ou 50V.

  • ✓ Prise de terre de protection
  • ✓ Prise de terre de service
  • ✓ Supports et cadres des modules
Résumé du Chapitre 12: Les protections électriques sont essentielles pour la sécurité et la fiabilité des installations photovoltaïques. Les systèmes Solener incorporent des protections complètes en CC et CA, conformes aux normes.

12.1 Introduction to Electrical Protections

Electrical protections are fundamental elements in any photovoltaic installation. Their function is to guarantee people's safety, protect equipment against failures, and ensure proper system operation under abnormal conditions.

Solener systems incorporate complete protections in both DC and AC, including protection against overloads, short circuits, overvoltages, direct and indirect contacts, and grounding.

Solener Protections - Integral Safety - Compliance

12.2 Types of Protections

A) Overload Protection

Protection conditions:
Ib ≤ In ≤ Iadm
Icd ≤ 1.45 × Iadm

B) Short Circuit Protection

Protection conditions:
I² × t ≤ Icu
PdC ≥ Isc,max

Icu = k² × S² (k=115 copper PVC; k=143 copper XLPE; k=94 aluminum)

C) Overvoltage Protection

  • ✓ DC Varistors
  • ✓ AC Varistors
  • ✓ Lightning arresters
  • ✓ Grounding

12.3 DC Protections

Element Function Location
DC Fuses Protection of each panel string Waterproof box on support
DC Omnipolar MCB Automatic circuit breaker DC protection panel
DC Varistor Overvoltage protection In parallel with +/-

12.4 AC Protections

  • ✓ Manual main switch
  • ✓ Magneto-thermal circuit breaker
  • ✓ Differential circuit breaker
  • ✓ Automatic interconnection switch

12.5 Grounding

Grounding is mandatory for installations over 24V or 50V.

  • ✓ Protective grounding
  • ✓ Service grounding
  • ✓ Module supports and frames
Chapter 12 Summary: Electrical protections are essential for the safety and reliability of photovoltaic installations. Solener systems incorporate complete protections in DC and AC, compliant with standards.

12.1 مقدمة عن الحماية الكهربائية

الحماية الكهربائية هي عناصر أساسية في أي منشأة كهروضوئية. وظيفتها ضمان سلامة الأشخاص، وحماية المعدات من الأعطال، وضمان التشغيل السليم للنظام في ظل ظروف غير طبيعية.

تتضمن أنظمة Solener حماية كاملة في التيار المستمر (DC) والتيار المتردد (AC)، بما في ذلك الحماية من التحميل الزائد، والدوائر القصيرة، والجهد الزائد، والاتصالات المباشرة وغير المباشرة، والتأريض.

حماية Solener - سلامة شاملة - امتثال

12.2 أنواع الحماية

أ) حماية ضد التحميل الزائد

شروط الحماية:
Ib ≤ In ≤ Iadm
Icd ≤ 1.45 × Iadm

ب) حماية ضد الدوائر القصيرة

شروط الحماية:
I² × t ≤ Icu
PdC ≥ Isc,الحد الأقصى

ج) حماية ضد الجهد الزائد

  • ✓ مقومات الجهد DC
  • ✓ مقومات الجهد AC
  • ✓ مانعات الصواعق
  • ✓ التأريض

12.3 حماية التيار المستمر

العنصر الوظيفة الموقع
مصاهر DC حماية كل فرع من الألواح صندوق محكم على الحامل
قاطع شامل DC قاطع دائرة أوتوماتيكي لوحة حماية DC
مقوم جهد DC حماية ضد الجهد الزائد على التوازي مع +/-

12.4 حماية التيار المتردد

  • ✓ مفتاح رئيسي يدوي
  • ✓ قاطع مغناطيسي حراري
  • ✓ قاطع تفاضلي
  • ✓ قاطع ترابط أوتوماتيكي

12.5 التأريض

التأريض إلزامي للمنشآت التي تزيد عن 24 فولت أو 50 فولت.

  • ✓ تأريض واقي
  • ✓ تأريض خدمة
  • ✓ حوامل وإطارات الوحدات
ملخص الفصل 12: الحماية الكهربائية ضرورية لسلامة وموثوقية المنشآت الكهروضوئية. تتضمن أنظمة Solener حماية كاملة في التيار المستمر والتيار المتردد، ومتوافقة مع المعايير.

12.1 مقدمه‌ای بر حفاظت الکتریکی

حفاظت الکتریکی عناصر اساسی در هر تأسیس فتوولتائیک هستند. عملکرد آنها تضمین ایمنی افراد، محافظت از تجهیزات در برابر خرابی‌ها و اطمینان از عملکرد صحیح سیستم در شرایط غیرعادی است.

سیستم‌های Solener حفاظت کاملی را در جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) شامل می‌شوند، از جمله حفاظت در برابر بار اضافی، اتصال کوتاه، ولتاژ اضافی، تماس‌های مستقیم و غیرمستقیم، و ارتینگ.

حفاظت Solener - ایمنی جامع - انطباق

12.2 انواع حفاظت

الف) حفاظت در برابر بار اضافی

شرایط حفاظت:
Ib ≤ In ≤ Iadm
Icd ≤ 1.45 × Iadm

ب) حفاظت در برابر اتصال کوتاه

شرایط حفاظت:
I² × t ≤ Icu
PdC ≥ Isc,حداکثر

ج) حفاظت در برابر ولتاژ اضافی

  • ✓ وریستورهای DC
  • ✓ وریستورهای AC
  • ✓ صاعقه‌گیرها
  • ✓ ارتینگ

12.3 حفاظت جریان مستقیم

عنصر عملکرد مکان
فیوزهای DC حفاظت از هر رشته پنل جعبه ضد آب روی پایه
کلید همه‌قطبی DC قطع‌کننده مدار خودکار تابلو حفاظت DC
وریستور DC حفاظت در برابر ولتاژ اضافی موازی با +/-

12.4 حفاظت جریان متناوب

  • ✓ کلید اصلی دستی
  • ✓ قطع‌کننده مغناطیسی حرارتی
  • ✓ قطع‌کننده تفاضلی
  • ✓ قطع‌کننده اتصال خودکار

12.5 ارتینگ

ارتینگ برای تأسیسات بالای 24 ولت یا 50 ولت الزامی است.

  • ✓ ارتینگ محافظتی
  • ✓ ارتینگ خدماتی
  • ✓ پایه‌ها و قاب‌های ماژول
خلاصه فصل 12: حفاظت الکتریکی برای ایمنی و قابلیت اطمینان تأسیسات فتوولتائیک ضروری است. سیستم‌های Solener حفاظت کاملی را در DC و AC شامل می‌شوند، منطبق با استانداردها.

12.1 Introdução às Proteções Elétricas

As proteções elétricas são elementos fundamentais em qualquer instalação fotovoltaica. Sua função é garantir a segurança das pessoas, proteger os equipamentos contra falhas e assegurar o correto funcionamento do sistema sob condições anômalas.

Os sistemas Solener incorporam proteções completas tanto em corrente contínua (CC) quanto em corrente alternada (CA), incluindo proteção contra sobrecargas, curto-circuitos, sobretensões, contatos diretos e indiretos, e aterramento.

Proteções Solener - Segurança Integral - Conformidade

12.2 Tipos de Proteções

A) Proteção contra Sobrecargas

Condições de proteção:
Ib ≤ In ≤ Iadm
Icd ≤ 1,45 × Iadm

B) Proteção contra Curto-circuitos

Condições de proteção:
I² × t ≤ Icu
PdC ≥ Isc,máx

Icu = k² × S² (k=115 cobre PVC; k=143 cobre XLPE; k=94 alumínio)

C) Proteção contra Sobretensões

  • ✓ Varistores CC
  • ✓ Varistores CA
  • ✓ Para-raios
  • ✓ Aterramento

12.3 Proteções em Corrente Contínua

Elemento Função Localização
Fusíveis CC Proteção de cada ramo de painéis Caixa estanque no suporte
PIA omnipolar CC Interruptor automático Quadro de proteção CC
Varistor CC Proteção contra sobretensões Em paralelo com +/-

12.4 Proteções em Corrente Alternada

  • ✓ Interruptor geral manual
  • ✓ Interruptor magnetotérmico
  • ✓ Interruptor diferencial
  • ✓ Interruptor automático de interconexão

12.5 Aterramento

O aterramento é obrigatório para instalações com mais de 24V ou 50V.

  • ✓ Aterramento de proteção
  • ✓ Aterramento de serviço
  • ✓ Suportes e molduras dos módulos
Resumo do Capítulo 12: As proteções elétricas são essenciais para a segurança e confiabilidade das instalações fotovoltaicas. Os sistemas Solener incorporam proteções completas em CC e CA, em conformidade com as normas.

12.1 电气保护简介

电气保护是任何光伏装置中的基本要素。其功能是保证人员安全,保护设备免受故障,并确保系统在 异常条件下的正常运行。

Solener系统在直流(DC)和交流(AC)中都包含完整的保护,包括过载、短路、过压、直接和间接接触 以及接地的保护。

Solener保护 - 全面安全 - 合规

12.2 保护类型

A) 过载保护

保护条件:
Ib ≤ In ≤ Iadm
Icd ≤ 1.45 × Iadm

B) 短路保护

保护条件:
I² × t ≤ Icu
PdC ≥ Isc,最大

Icu = k² × S² (k=115铜PVC; k=143铜XLPE; k=94铝)

C) 过压保护

  • ✓ 直流压敏电阻
  • ✓ 交流压敏电阻
  • ✓ 避雷器
  • ✓ 接地

12.3 直流保护

元件 功能 位置
直流保险丝 每个面板串的保护 支架上的防水盒
直流全极断路器 自动断路器 直流保护面板
直流压敏电阻 过压保护 与+/-并联

12.4 交流保护

  • ✓ 手动主开关
  • ✓ 磁热断路器
  • ✓ 差动断路器
  • ✓ 自动互连开关

12.5 接地

对于超过24V或50V的装置,接地是强制性的。

  • ✓ 保护接地
  • ✓ 服务接地
  • ✓ 模块支架和框架
第12章摘要: 电气保护对于光伏装置的安全性和可靠性至关重要。Solener系统在 直流和交流中都包含完整的保护,符合标准。

12.1 Введение в электрические защиты

Электрические защиты являются фундаментальными элементами в любой фотоэлектрической установке. Их функция - гарантировать безопасность людей, защищать оборудование от сбоев и обеспечивать правильную работу системы в аномальных условиях.

Системы Solener включают полные защиты как в постоянном токе (DC), так и в переменном токе (AC), включая защиту от перегрузок, коротких замыканий, перенапряжений, прямых и косвенных контактов и заземления.

Защиты Solener - Интегральная безопасность - Соответствие

12.2 Типы защит

A) Защита от перегрузок

Условия защиты:
Ib ≤ In ≤ Iadm
Icd ≤ 1,45 × Iadm

B) Защита от коротких замыканий

Условия защиты:
I² × t ≤ Icu
PdC ≥ Isc,макс

Icu = k² × S² (k=115 медь ПВХ; k=143 медь XLPE; k=94 алюминий)

C) Защита от перенапряжений

  • ✓ Варисторы DC
  • ✓ Варисторы AC
  • ✓ Молниеотводы
  • ✓ Заземление

12.3 Защиты постоянного тока

Элемент Функция Расположение
Предохранители DC Защита каждой цепочки панелей Водонепроницаемая коробка на опоре
Омниполярный автомат DC Автоматический выключатель Панель защиты DC
Варистор DC Защита от перенапряжений Параллельно с +/-

12.4 Защиты переменного тока

  • ✓ Ручной главный выключатель
  • ✓ Магнитотермический выключатель
  • ✓ Дифференциальный выключатель
  • ✓ Автоматический выключатель соединения

12.5 Заземление

Заземление обязательно для установок более 24В или 50В.

  • ✓ Защитное заземление
  • ✓ Служебное заземление
  • ✓ Опоры и рамы модулей
Резюме главы 12: Электрические защиты необходимы для безопасности и надежности фотоэлектрических установок. Системы Solener включают полные защиты в DC и AC, соответствующие стандартам.