3060目標下,電站的安全備受關注。今年以來,各逆變器廠家陸續發布了帶直流保護開關的逆變器,業內不同專家對直流側開關的保護能力、標準符合性等方面進行了討論,意見不一,多家媒體進行相關報道:
光伏直流側安全日益重要,隔離開關能否實現安全保護(標題點擊超鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/oYe7r4Z9sQphtxqoaVaP3A);主動安全 才是王道(標題點擊超鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/PYRrJRx8D2_WRWdhlLcbcQ);評主動安全,才是王道(標題點擊超鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/qepHylvtzf8xD6WMEeEOng) 。
爭論點主要聚焦在“單路MPPT的接入組串數量超過2串”的系統設計下,不增加熔絲或者斷路器等保護器件,僅通過隔離開關是否能夠實現安全?如今,市場上已有該類產品在實際電站中應用,實際保護能力怎么樣呢,筆者在現場開展了反接、反灌測試,以實地驗證系統安全性能。
1.組串反接測試驗證
逆變器在實際施工安裝、運維過程中經常出現反接、錯接、短路等情況,極易造成安全風險,因此設備的系統保護能力極為關鍵。
選取的設備每路MPPT連接5串光伏組件,現場單串電流近20A,選取設備的一路組串開展了正負極反接測試,反接后,該反接組串與其他4路組串形成回路,其他4路組串電流均向該串倒灌,形成了70A的反灌電流。
第1次測試觸發后,隔離開關發生保護動作,但是在240ms后跳脫,與廠家宣傳的15ms的關斷能力存在差距。
第2次測試觸發后,隔離開關未能跳脫,保護失效,反灌電流一直存在,導致對應組串內的組件溫度急劇上升,其中一塊組件的二極管溫度超過150℃當場炸裂,此類故障起火風險極大。
2. 組串反灌測試驗證
目前多數電站所處環境比較復雜,由于電站光伏組件鋪設面積大,經常出現光照不均、遮擋、組件老化等多種因素,各組件接受光照或發電不一致易導致組串形成電壓差,易引發電流反灌,若不能有效保護,將造成系統安全風險。
因此選取逆變器的其中1路組串開展了反灌測試,讓其中1串組件與同路MPPT中的其余4路組串保持一定電壓差,電壓差導致其余4串均有電流反灌進故障組串,反灌電流達到30A。在上述工況下開展了三輪測試。
第3次測試故障發生后,隔離開關未能跳脫,保護失效,對應組件與線路溫度急劇上升,其中組件一分鐘內飆升了49℃(升溫至76.8℃)。如果無法及時斷開將持續升溫,可能引起組件起火燒毀。
上述實驗證明:當1路MPPT接入2串以上組件時,隔離開關無法有效保護,容易引起組件損壞、起火甚至更大風險。
綜上所述,隔離開關可以作為冗余保護提升系統安全性,但不能作為系統必備的保護器件,無法取代標準中規定的熔斷器和斷路器。在1路MPPT接入組串數量超過2路的系統中,必須提供符合標準要求的熔斷器或斷路器等過流保護器件,安全問題,不容忽視。
光伏直流側安全日益重要,隔離開關能否實現安全保護(標題點擊超鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/oYe7r4Z9sQphtxqoaVaP3A);主動安全 才是王道(標題點擊超鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/PYRrJRx8D2_WRWdhlLcbcQ);評主動安全,才是王道(標題點擊超鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/qepHylvtzf8xD6WMEeEOng) 。
爭論點主要聚焦在“單路MPPT的接入組串數量超過2串”的系統設計下,不增加熔絲或者斷路器等保護器件,僅通過隔離開關是否能夠實現安全?如今,市場上已有該類產品在實際電站中應用,實際保護能力怎么樣呢,筆者在現場開展了反接、反灌測試,以實地驗證系統安全性能。
1.組串反接測試驗證
逆變器在實際施工安裝、運維過程中經常出現反接、錯接、短路等情況,極易造成安全風險,因此設備的系統保護能力極為關鍵。
選取的設備每路MPPT連接5串光伏組件,現場單串電流近20A,選取設備的一路組串開展了正負極反接測試,反接后,該反接組串與其他4路組串形成回路,其他4路組串電流均向該串倒灌,形成了70A的反灌電流。
組串反接試驗線路圖
第1次測試觸發后,隔離開關發生保護動作,但是在240ms后跳脫,與廠家宣傳的15ms的關斷能力存在差距。
第2次測試觸發后,隔離開關未能跳脫,保護失效,反灌電流一直存在,導致對應組串內的組件溫度急劇上升,其中一塊組件的二極管溫度超過150℃當場炸裂,此類故障起火風險極大。
目前多數電站所處環境比較復雜,由于電站光伏組件鋪設面積大,經常出現光照不均、遮擋、組件老化等多種因素,各組件接受光照或發電不一致易導致組串形成電壓差,易引發電流反灌,若不能有效保護,將造成系統安全風險。
因此選取逆變器的其中1路組串開展了反灌測試,讓其中1串組件與同路MPPT中的其余4路組串保持一定電壓差,電壓差導致其余4串均有電流反灌進故障組串,反灌電流達到30A。在上述工況下開展了三輪測試。
組串反灌試驗線路圖
前2次測試觸發后,隔離開關發生保護動作,但是在250ms后跳脫,與廠家宣稱的15ms的關斷能力存在較大差距。第3次測試故障發生后,隔離開關未能跳脫,保護失效,對應組件與線路溫度急劇上升,其中組件一分鐘內飆升了49℃(升溫至76.8℃)。如果無法及時斷開將持續升溫,可能引起組件起火燒毀。
綜上所述,隔離開關可以作為冗余保護提升系統安全性,但不能作為系統必備的保護器件,無法取代標準中規定的熔斷器和斷路器。在1路MPPT接入組串數量超過2路的系統中,必須提供符合標準要求的熔斷器或斷路器等過流保護器件,安全問題,不容忽視。