光伏直流侧安全日益重要,隔离开关能否实现安全保护(标题点击超链接:https://mp.weixin.qq.com/s/oYe7r4Z9sQphtxqoaVaP3A);主动安全 才是王道(标题点击超链接:https://mp.weixin.qq.com/s/PYRrJRx8D2_WRWdhlLcbcQ);评主动安全,才是王道(标题点击超链接:https://mp.weixin.qq.com/s/qepHylvtzf8xD6WMEeEOng) 。
争论点主要聚焦在“单路MPPT的接入组串数量超过2串”的系统设计下,不增加熔丝或者断路器等保护器件,仅通过隔离开关是否能够实现安全?如今,市场上已有该类产品在实际电站中应用,实际保护能力怎么样呢,笔者在现场开展了反接、反灌测试,以实地验证系统安全性能。
1.组串反接测试验证
逆变器在实际施工安装、运维过程中经常出现反接、错接、短路等情况,极易造成安全风险,因此设备的系统保护能力极为关键。
选取的设备每路MPPT连接5串光伏组件,现场单串电流近20A,选取设备的一路组串开展了正负极反接测试,反接后,该反接组串与其他4路组串形成回路,其他4路组串电流均向该串倒灌,形成了70A的反灌电流。
组串反接试验线路图
第1次测试触发后,隔离开关发生保护动作,但是在240ms后跳脱,与厂家宣传的15ms的关断能力存在差距。
第2次测试触发后,隔离开关未能跳脱,保护失效,反灌电流一直存在,导致对应组串内的组件温度急剧上升,其中一块组件的二极管温度超过150℃当场炸裂,此类故障起火风险极大。
目前多数电站所处环境比较复杂,由于电站光伏组件铺设面积大,经常出现光照不均、遮挡、组件老化等多种因素,各组件接受光照或发电不一致易导致组串形成电压差,易引发电流反灌,若不能有效保护,将造成系统安全风险。
因此选取逆变器的其中1路组串开展了反灌测试,让其中1串组件与同路MPPT中的其余4路组串保持一定电压差,电压差导致其余4串均有电流反灌进故障组串,反灌电流达到30A。在上述工况下开展了三轮测试。
组串反灌试验线路图
前2次测试触发后,隔离开关发生保护动作,但是在250ms后跳脱,与厂家宣称的15ms的关断能力存在较大差距。第3次测试故障发生后,隔离开关未能跳脱,保护失效,对应组件与线路温度急剧上升,其中组件一分钟内飙升了49℃(升温至76.8℃)。如果无法及时断开将持续升温,可能引起组件起火烧毁。
综上所述,隔离开关可以作为冗余保护提升系统安全性,但不能作为系统必备的保护器件,无法取代标准中规定的熔断器和断路器。在1路MPPT接入组串数量超过2路的系统中,必须提供符合标准要求的熔断器或断路器等过流保护器件,安全问题,不容忽视。
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