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太阳能光伏系统中不可忽视的小设备
2022-08-20
民电电气有限公司
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太阳能光伏系统中不可忽视的小设备

一座20MW光伏电站,总投资约1.6亿元。 其中汇流箱投资不足100万元,仅占总投资的0.6%。 所以,在很多人眼里,汇流箱就是一个微不足道的小设备。 但据统计,汇流箱是现场故障的重要原因。

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图1:光伏项目现场故障率统计

下图为汇流箱烧毁事故:

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一、汇流箱的基本结构 普通汇流箱的内部结构如下图所示。

 

    1.箱子

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一般采用钢板喷塑、不锈钢、工程塑料等材料,防护等级在IP54以上。 其功能是:防水防尘,满足汇流箱长期户外使用的要求。 IP54防护等级系统根据电器的防尘、防潮特性对电器进行分类。 **个数字“5”表示对异物的防护等级,第二个数字“4”表示设备对湿气和水侵入的气密程度。 数字越大,保护级别越高。

2 直流断路器

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直流断路器是整个汇流箱的输出控制装置,主要用于电路的分合。 其工作电压高达DC1000V。 由于太阳能组件所产生的电能为直流电,开路时容易产生电弧,因此在夏季高温环境下检查时应注意其温度。

 

 

3. 浪涌保护装置

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浪涌也称为浪涌保护器,是超过正常运行的瞬时过电压。 浪涌保护器是一种为汇流箱提供安全保护的电气设备。 当电路或通讯电路因外界干扰而突然产生尖峰电流或瞬态过电压或雷电过电压时,浪涌保护器可在极短的时间内导通和分流,从而避免浪涌对电路中其他设备的损坏。

4. 直流保险丝

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电路中的过载电流和短路电流会导致电线电缆温度过高,造成电线电缆绝缘损坏,甚至断线。 熔断器布置在导体或电缆的进出端,用于电线电缆的过载保护,熔断器的额定电流约为线路电流的1.25倍; 对于短路保护,保险丝必须安装在电线或电缆的进线端。 熔断器的额定电流约为脱扣电流的 1.45 倍。

 

1.各种可能导致组合盒烧坏的原因

1 组合框本身是自身原因造成的。

1)母线和熔断器的布局不合理,不应相互重叠。另外,母线宽度小,不利于散热,不合理。结构分布导致短路烧毁。

2)母线宽度较窄,端子与母线接触面积小,发热起火。

3) 母线采用铝母线,操作箱整体温度过高。推荐使用TMY或TMR铜母线;外壳的保护涂层的质量是有问题的。

4)汇流箱缺乏有效的保护装置。汇流箱内没有监控各支路电流的通讯单元和保护单元。一旦某个支路的虚接松动并被点燃,该电路的电流就会发生波动,应报警并驱动断路器跳闸;该汇流箱没有断路器。即使发现事故,手动断开也很难。

 5)控制板输入处高压电气间隙爬电距离不足导致燃烧;

6)熔断器质量问题:熔断器通过载流电流时发生爆裂,或熔断器熔断器过大,无法保护。熔体与基体的配合(接触电阻过大);

7)IP等级不符合要求;

 8) 接线端子的绝缘质量和耐压低。

9) 断路器相距未安装,或断路器离外壳太近,引弧距离不够。2 Caused by 非标施工

1)光伏组串与汇流箱之间的接线不牢固。由于施工人员在施工过程中用力过大,将固定螺钉拧上,滑线未更换,或用力过小未拧紧螺钉,接触不良导致电流在施工过程中产生电弧。操作,高温使保险丝座熔化,造成短路烧毁。放下汇流箱。

2) 接线错误造成的短路。光伏组串接入汇流箱时,施工人员没有正确区分电池组的正负极,将其中一个电池组的正极与其他电池组的负极相接,造成短路。甚至有施工人员误接光伏组件,导致部分组串电压达到1500V甚至2500V以上,接入汇流箱,出现组件烧坏现象。

3) 由进线端子和接线引起。光伏母线输入线从汇流箱底部进入汇流箱。直接与接线端子连接,无需固定措施。接线头由一个小螺丝固定。与端子的接触面积小,承受电线的重力。当接线头受温度变化和电流加热而松动时,会产生火花并逐渐产生电弧并燃烧,从而逐渐导致其他设备甚至整个盒子发热并完全燃烧。

4)汇流箱出线电缆头生产工艺不足,钢铠剥皮不够,离接线鼻太近,造成接地短路;元件串连接插头因接触不良而发热,导致电缆着火;汇流箱出线开关铜端子螺丝松动 发热;

5)现场防护门未安装。

3 运行维护中的原因

 1)由于设备长期运行,功率模块内部出现故障,导致引弧,烧毁汇流箱。 2) 汇流箱下部防水端子未将光伏组串或汇流器输出接线紧固。由于光伏组件只在白天发电,所以在发电过程中接触点会发热膨胀。到了晚上,温度不会降低,接触点会缩小。如果防水端子没有将电缆扣紧,向下的力可能会导致线路超时。电缆松动,导致电弧烧毁端子,甚至短路。

3)老鼠、蛇等小动物进入汇流箱,造成母线短路。

4)保险丝板端子螺丝松动,导致保险丝板着火;

5) 一个单元出现故障,出现回流。

3、汇流箱检修

1 检修内容为掌握光伏组件设备运行状态,及时发现和排除设备缺陷,预防事故发生,确保完成发电计划,应认真做好设备检修工作。

1)汇流箱应至少每月检查一次,及时发现,及时排除缺陷,并详细记录在操作日志中。

2) 检查汇流箱的整体完整性,有无损坏、变形、塌陷。

3)检查整体汇流箱清洁无杂物,密封完好。

4) 检查螺丝是否松动或生锈。

5)检查接线端子是否烧坏,螺丝是否松动。

6)检查保险是否烧坏,检查保险丝盒是否烧坏。

7) 检查防反接二极管是否烧坏。

8) 检查电路电压和电流是否正常。

9) 检查浪涌保护器是否正常。

10) 检查线路是否风化正常。

11) 检查与汇流箱相连的电线是否包扎严密,绝缘是否老化。

12) 检查汇流箱的通讯和后台是否中断。

13)检查直流断路器接线端子螺丝是否松动,夏季高温天气检查直流断路器温度。

 14) 检查汇流箱的标识牌是否张贴牢固。 2 维修汇流箱时的注意事项

1)修理汇流箱的一个支路时,必须先断开断路器,然后打开待修支路的熔断器,再合上断路器,再去修母线。切记不要在未断开直流断路器的情况下拔掉M4插头,也不要在未断开直流断路器的情况下直接打开保险盒,以免发生生命安全事故。

2)在检修汇流箱时,养成一次拧紧所有螺丝的习惯,拧紧螺丝时要注意安全,避免用手同时触摸正负极端子,或触摸正负极端子。 PE同时连线或负极和PE连线。


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