河北某地區一個光伏戶用項目,逆變器報漏電流故障,安裝商把組件直流電纜幾乎全拆了,也沒有找到故障點。后來經高人指點,在交流線路上排查,終于找到是交流斷路一個接頭有絕緣破損,導致火線對地有漏電。在光伏系統中,常會碰到兩個故障報警,漏電流故障和絕緣阻抗故障,從字面上看,這兩種故障原因差不多,都是因為絕緣不好造成的,但是這兩種故障產生的地方不盡相同,逆變器電路檢測的原理不一樣,檢測的部位也不一樣,如果采取同樣的方法去檢查,往往會事倍功半,下面將一一分析。
1、絕緣阻抗過低
絕緣阻抗是檢測光伏系統直流部分,包括組件和直流電纜,當逆變器檢測到組件側正極或負極對地絕緣阻抗過低,說明直流側線纜或組件出現對地絕緣阻抗有異常的情況。
檢測方陣絕緣阻抗,是逆變器一項強制性標準和要求,當檢測到光伏陣列絕緣阻抗小于規定值量,逆變器必須顯示故障,非隔離的逆變器要停機,不能接入電網。
電路原理:逆變器檢測絕緣阻抗的原理是:逆變器通過檢測PV+對地和PV-對地電壓,分別計算出PV+和PV –對地的電阻,若任意一側阻值低于閾值,逆變器就會停止工作,并報警顯示“PV絕緣阻抗低”。絕緣阻抗低是光伏系統一個常見故障,組件,直流電纜,接頭出現破損,絕緣層老化會產生絕緣阻抗低,直流電纜穿過橋架時,由于金屬橋架邊緣可能有倒刺,在穿線的過程中,就有可能把電纜的外層絕緣皮破壞,而導致對地漏電。
絕緣阻抗低的危害:絕緣阻抗低會造成系統漏電,如果這時逆變器還在并網發電,會造成用電設備機殼帶電,給人帶來觸電的安全隱患;故障點對地放電會造成局部發熱或者電火花,會帶來火災等安全隱患。
2、漏電流故障
又稱方陣殘余電流,其產生原因是光伏系統和大地之間存在寄生電容,當寄生電容-光伏系統-電網三者之間形成回路時,在無變壓器的光伏系統中,回路阻抗相對較小,共模電壓將在光伏系統和大地之間的寄生電容上形成較大的共模電流,即漏電流。
光伏系統中的漏電流,包括直流部分和交流部分,如果接入電網,會引起并網電流畸變、電磁干擾等問題,對電網內的設備運行產生影響;漏電流還可能使逆變器外殼帶電,會對人身安全構成威脅。
漏電流的標準及檢測方法
根據NB32004-2013標準第7.10.2條規定,在逆變器接入交流電網,交流斷路器閉合的任何情況下,逆變器都應提供漏電流檢測。漏電流檢測應能檢測總的(包括直流和交流部分)有效值電流,連續殘余電流,如果連續殘余電流超過下面限制,逆變器應該在0.3s內斷開并發出故障信號:
1)對于額定輸出小于或等于30KVA的逆變器,300mA;
2)對于額定輸出大于30KVA的逆變器,10mA/KVA。
光伏系統漏電流有兩個特點,一是成份復雜,有直流部份,也有交流部份;二是電流副值很少,毫安級別,對精度要求極高,需要專用的電流傳感器,能源部的光伏標準規定:對于光伏漏電流的檢測須采用Type B,也就是交直流漏電流均能測量的電流傳感器。
3、漏電流故障和絕緣阻抗故障的區別
1、漏電流是檢測電流,絕緣阻抗是檢測電阻;
2、漏電流檢測直流和交流,絕緣阻抗是檢測直流部分,如果交流電纜絕緣層損壞,不會報絕緣阻抗低故障,只會報漏電流故障。當逆變器出現絕緣阻抗低故障,只需檢查直流部分;
3、直流絕緣故障報警的閥值是30mA,漏電流故障的閥值是300mA,所以當直流部分發生絕緣層損壞時,會先報絕緣阻抗,逆變器停機,除非特別大的直流電纜破損,一般不會報漏電流故障,當逆變器出現漏電流故障,一般檢查逆變器和交流部分;
4、直流絕緣是在逆變器開機檢測,漏電流則是逆變器全程檢測,當光伏系統在運行過程中,直流或者交流出現絕緣層破壞,則只會報漏電流故障;
5、漏電流故障的閥值是300mA,當漏電流大于30mA時,如果短時間發生突變,逆變器也會判斷光伏系統出現緊急情況,發出漏電流報警,并切斷逆變器和電網。
1、絕緣阻抗過低
絕緣阻抗是檢測光伏系統直流部分,包括組件和直流電纜,當逆變器檢測到組件側正極或負極對地絕緣阻抗過低,說明直流側線纜或組件出現對地絕緣阻抗有異常的情況。
檢測方陣絕緣阻抗,是逆變器一項強制性標準和要求,當檢測到光伏陣列絕緣阻抗小于規定值量,逆變器必須顯示故障,非隔離的逆變器要停機,不能接入電網。
NB/T 32004-2013 標準條款
電路原理:逆變器檢測絕緣阻抗的原理是:逆變器通過檢測PV+對地和PV-對地電壓,分別計算出PV+和PV –對地的電阻,若任意一側阻值低于閾值,逆變器就會停止工作,并報警顯示“PV絕緣阻抗低”。絕緣阻抗低是光伏系統一個常見故障,組件,直流電纜,接頭出現破損,絕緣層老化會產生絕緣阻抗低,直流電纜穿過橋架時,由于金屬橋架邊緣可能有倒刺,在穿線的過程中,就有可能把電纜的外層絕緣皮破壞,而導致對地漏電。
絕緣阻抗低的危害:絕緣阻抗低會造成系統漏電,如果這時逆變器還在并網發電,會造成用電設備機殼帶電,給人帶來觸電的安全隱患;故障點對地放電會造成局部發熱或者電火花,會帶來火災等安全隱患。
又稱方陣殘余電流,其產生原因是光伏系統和大地之間存在寄生電容,當寄生電容-光伏系統-電網三者之間形成回路時,在無變壓器的光伏系統中,回路阻抗相對較小,共模電壓將在光伏系統和大地之間的寄生電容上形成較大的共模電流,即漏電流。
漏電流的標準及檢測方法
根據NB32004-2013標準第7.10.2條規定,在逆變器接入交流電網,交流斷路器閉合的任何情況下,逆變器都應提供漏電流檢測。漏電流檢測應能檢測總的(包括直流和交流部分)有效值電流,連續殘余電流,如果連續殘余電流超過下面限制,逆變器應該在0.3s內斷開并發出故障信號:
1)對于額定輸出小于或等于30KVA的逆變器,300mA;
2)對于額定輸出大于30KVA的逆變器,10mA/KVA。
光伏系統漏電流有兩個特點,一是成份復雜,有直流部份,也有交流部份;二是電流副值很少,毫安級別,對精度要求極高,需要專用的電流傳感器,能源部的光伏標準規定:對于光伏漏電流的檢測須采用Type B,也就是交直流漏電流均能測量的電流傳感器。
3、漏電流故障和絕緣阻抗故障的區別
1、漏電流是檢測電流,絕緣阻抗是檢測電阻;
2、漏電流檢測直流和交流,絕緣阻抗是檢測直流部分,如果交流電纜絕緣層損壞,不會報絕緣阻抗低故障,只會報漏電流故障。當逆變器出現絕緣阻抗低故障,只需檢查直流部分;
3、直流絕緣故障報警的閥值是30mA,漏電流故障的閥值是300mA,所以當直流部分發生絕緣層損壞時,會先報絕緣阻抗,逆變器停機,除非特別大的直流電纜破損,一般不會報漏電流故障,當逆變器出現漏電流故障,一般檢查逆變器和交流部分;
4、直流絕緣是在逆變器開機檢測,漏電流則是逆變器全程檢測,當光伏系統在運行過程中,直流或者交流出現絕緣層破壞,則只會報漏電流故障;
5、漏電流故障的閥值是300mA,當漏電流大于30mA時,如果短時間發生突變,逆變器也會判斷光伏系統出現緊急情況,發出漏電流報警,并切斷逆變器和電網。