優質回答:
在(zài)光伏係統中,電氣開關是必不可少的元器件之一。主(zhǔ)要(yào)有兩個方麵作用:
一是電氣隔離功能(néng),在安(ān)裝和維護時(shí),用於切斷(duàn)光伏組件,逆變器,配電櫃和電網之間的電氣連接,給操作人(rén)員(yuán)提供一個(gè)安全的環境,這個(gè)動(dòng)作一般是由操作(zuò)人員(yuán)主動實現。
二是安全保護功能,當電氣係統發生的過流、過壓、短路過溫及漏(lòu)電流時,能自動(dòng)切(qiē)斷(duàn)電路,以(yǐ)保護人身(shēn)和設備的安全,這(zhè)個動作是開關自動實(shí)現(xiàn)。
在對光伏電站(zhàn)的運行過(guò)程中,經常容易碰開關跳閘(zhá)的情況,其中(zhōng)的原因是開關可能出現過流、過壓、過溫、漏電流,下麵分析每一(yī)種情況(kuàng)產生的原因(yīn)的解決方案。
1.電流原因
這(zhè)種(zhǒng)故障為常見,斷路器選型太小(xiǎo)或質量(liàng)不(bú)過關導致長期過(guò)載運行(háng),容易發熱跳閘。設計時,首先要計算(suàn)電路的大電流,一般(bān)就是逆變器交流輸出的大電流。開關的額定電(diàn)流要超過電路大電流的1.2倍(bèi)到1.5倍。比如單(dān)台功率20KW的逆變器,大交流輸出電流在32A左右,這時建(jiàn)議就選40A以上的斷路器。
判斷依據:平時(shí)不跳閘,隻有當天氣(qì)很好(hǎo),光伏係統功率較大時才跳閘。
解決方法:更換額定電流大的(de)斷路器或者質量(liàng)可靠的斷路(lù)器。
小型斷路器(qì)有(yǒu)C型和D型兩(liǎng)種,這(zhè)是脫扣類(lèi)型,C型與D型的區別在於短路瞬時脫扣(kòu)電流的不同,過載保護是相同的。C型磁脫扣電流為(5-10)In,就(jiù)是說當短路電流10倍額定電流時跳閘,動作時間小於等於0.1秒,適用於保護常規(guī)負載。D型(xíng)磁脫扣電流為(wéi)(10-20)In,就是說當短(duǎn)路電流20倍額定電流時跳閘,動作時間小於等於0.1秒(miǎo),適用於保護(hù)具有很高衝(chōng)擊電流的設(shè)備。當開關前後有變壓器之類的電氣設備(bèi),斷電後有一個衝(chōng)擊電流,應該選擇D型斷路器,如果線路沒有變壓器等(děng)感性設備,建議選(xuǎn)擇C型斷路器。戶用光伏項目(mù)中沒有較大(dà)的衝擊(jī)電流負(fù)載,一般是C型斷路器居多(duō)。
2.電壓原(yuán)因(yīn)
這種故障比(bǐ)較少(shǎo)見,斷路器(qì)兩相之間,有一(yī)個額定電壓,一般單極為(wéi)250V,如果超過這個電壓就有可能跳閘。原因可能有兩種:一種是斷路的額定電壓型選(xuǎn)錯(cuò);二是當光伏係統的功率大於負載用電功(gōng)率時(shí),逆(nì)變器提高電壓往外送電。
判斷依(yī)據:用萬(wàn)用表測量斷路電壓,超過了斷(duàn)路器的額定(dìng)電壓(yā)。
解決方法:更換額定電壓(yā)更高(gāo)的斷路器,或線徑更大的電(diàn)纜,降低(dī)線路阻抗。
目前國內(nèi)市麵上主流的逆變器交(jiāo)流(liú)輸出電壓(yā)主要有(yǒu)四種;單(dān)相220V(一根火線+一根零線),三相380V(三根火線+一根零線)、480V/540V(三根火線)、800V(三根火線),在進行斷路(lù)器設計選型的過程中需要考慮到電壓等級的問(wèn)題。
3.溫度原因
這種(zhǒng)故障也較常見,斷路器標注(zhù)的額定電流,是器件在溫度為(wéi)30度(dù)情況下能長期通過的大電流,溫(wēn)度每升高10度電流(liú)減少5%。而斷路(lù)器因為有觸點存在,也是一個發熱源。造(zào)成(chéng)斷(duàn)路器溫度過高的原因有兩種:一是斷路器(qì)和電纜接觸不良,或斷路器本身觸點接觸不好,內阻大,導致斷路器溫度(dù)升高;二是斷路(lù)器安(ān)裝的地(dì)方環境封閉(bì)散熱不(bú)好。
判(pàn)斷依據:斷路(lù)器動作跳閘後,用手(shǒu)去摸,感覺(jiào)溫度偏高,或看到接線端子有溫度偏高,甚至有燒(shāo)焦(jiāo)的氣(qì)味。
解決方法:重新接線(xiàn),或更換斷路(lù)器。
4.漏電原(yuán)因
這種故障導致的跳閘也比較常見。漏電流又稱方陣殘餘電流,其產生原因(yīn)是光伏係(xì)統和大地之(zhī)間存在(zài)寄(jì)生(shēng)電(diàn)容,當寄生電容-光伏係統-電網三者之間形成回路時,在無變壓器的光伏係統中,回路阻抗相對較小,共(gòng)模電壓(yā)將在光伏係統和大(dà)地之間的寄生電容上形成較大的共(gòng)模電流(liú),即漏電流。
光伏係統中的漏電流,包括直流部(bù)分和交流(liú)部分,如果接入電網,會引起並網電流畸變、電磁幹擾等問題,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(shēn)安(ān)全構成威脅。
跳閘原因:線路或其它(tā)電器故障,其它用電設備漏電,線路漏電,組件或直流線路絕緣層破壞。
判(pàn)斷依據:組件正負極和交流相線之間,組件正(zhèng)負極、相線和地線之間絕緣電阻(zǔ)低。
解決方法:檢(jiǎn)測和更換有故障的設備和電線。
當因漏電故障造成的跳閘時,必須查明原(yuán)因排除故(gù)障後,方可重新合閘,嚴禁強行合閘。漏電斷路器發生分斷跳閘時,手柄處於(yú)中間位置,當重新閉合時,需(xū)先將操作手柄向下扳動(分(fèn)斷位置),使操(cāo)作機構重(chóng)扣(kòu)合,再向上(shàng)進(jìn)行合閘。
光伏係統如何選用漏電保護器(qì):由於光伏組件安裝在室外,多路串(chuàn)聯時直流電壓很高,組件(jiàn)對地會(huì)有少量的漏電流,因此選用漏電開關時,要根據係統大小調節漏電流的保護值。一般建議斷路器漏電流值選(xuǎn)型如下:
1.對於額定輸出小於或等於30KVA的逆變(biàn)器,300mA;
2.對於額定輸出大於30KVA的逆變器,10mA/KVA。
一般(bān)常規30mA的漏電開關,隻適合安裝在單相5kW或者三相10kW以下的係統,超過(guò)這個容量,要適當提高漏電流的保護值。
光伏係統如果配置了隔離變(biàn)壓器,可以減少漏電流的發生,但如果隔離變壓接線錯誤,或者本身有漏電問題,也有可能(néng)因為漏電流而跳閘。
總結
光伏係統發生開關跳閘事件,會(huì)直接導致係統不(bú)發電,帶來經(jīng)濟損失。如果是安裝較久的電站,其中原因可能是電路的接線問題或者(zhě)開(kāi)關老化(huà)的問題,在日常設備巡檢中需及時發現和更換處理。如果是(shì)新安裝的電(diàn)站,有可能是開關的選型(xíng)不當、線路絕緣不良、變壓器絕緣不良等問(wèn)題,需要我們在(zài)電站前期設備(bèi)選(xuǎn)型中盡可能的注意。