Полевые испытания: инверторные разъединители неэффективны против возгорания

В рамках глобальной цели по нулевому выбросу углерода безопасность электростанций вызывает серьезную озабоченность. С этого года производители инверторов последовательно выпустили инверторы с защитными выключателями постоянного тока, различные эксперты в отрасли обсуждали возможности защиты и соответствие стандартам переключателей на стороне постоянного тока и высказывали разные мнения. Ниже приведены соответствующие сообщения из различных СМИ:

Дебаты сосредоточены на том, можно ли обеспечить безопасность только с помощью разъединителей без добавления защитных устройств, таких как предохранители или автоматические выключатели, в соответствии с конструкцией системы «более двух строк доступа в одном MPPT «. На сегодняшнем рынке такие продукты применяются на практических электростанциях. Как насчет фактической защитной способности? Автор провел на месте испытания обратного подключения и обратного потока для проверки безопасности системы.

Обратное подключение, неправильное подключение и короткое замыкание часто возникают на инверторах во время фактического строительства, установки, эксплуатации и технического обслуживания, что может легко привести к угрозе безопасности, поэтому способность защиты системы оборудования очень важна.

Каждый MPPT выбранного оборудования был подключен к 5 цепочкам фотоэлектрических модулей, а ток одной цепочки на объекте составлял около 20 А. Для проверки обратного соединения положительных и отрицательных электродов была выбрана одна нитка оборудования. После обратного соединения эта струна образовала петлю с остальными четырьмя струнами, в которых ток затем полетел обратно к этой струне и образовал обратный ток силой 70А.

Принципиальная схема теста обратного соединения струны

После запуска первого теста разъединитель принял защитное действие, но сработал через 240 мс, что отличается от заявленной производителем способности выключения в 15 мс.

После срабатывания второго теста разъединитель не сработал, защита вышла из строя, всегда существовал обратный ток, что приводило к резкому повышению температуры модулей в соответствующих цепочках. А температура диода одного модуля превысила 150 ℃ и лопнула на месте, что представляет собой большой риск возгорания.

В настоящее время большинство электростанций находятся в сложных условиях. Из-за большой площади установки фотоэлектрических модулей на электростанциях часто возникает множество факторов, таких как неравномерное освещение, окклюзия, старение модулей и т. д. Непоследовательное освещение или выработка электроэнергии каждым модулем может легко привести к разнице напряжений в цепочке, что приведет к обратному току. Неспособность эффективно защитить систему может создать угрозу безопасности.

Поэтому для проведения теста обратного потока была выбрана одна из цепочек инверторов, чтобы одна цепочка модулей поддерживала определенную разницу напряжения с другими четырьмя цепочками в том же MPPT, вызывая ток от других четырех цепочек обратно к месту повреждения. строка и ток обратного потока достигает 30А. В вышеуказанных условиях было проведено три раунда испытаний.

Принципиальная схема теста обратного потока колонны

После запуска первых двух тестов разъединитель принял защитное действие, но сработал через 250 мс, что сильно отличается от заявленной производителем способности выключения в 15 мс.

После того как в 3-м тесте произошел отказ, разъединитель не сработал, защита вышла из строя, температура соответствующих модулей и цепей резко возросла, среди которых температура модуля взлетела на 49°С (до 76,8°С) за одну минуту. Если его не удастся вовремя отключить, температура продолжит повышаться, что может привести к возгоранию и перегоранию модулей.

Эти испытания показывают, что когда один MPPT подключен к более чем двум рядам модулей, разъединитель не может обеспечить эффективную защиту и может вызвать повреждение, пожар или даже больший риск для модулей.

Подводя итог, можно сказать, что разъединители могут использоваться в качестве резервной защиты для повышения безопасности системы, но не как необходимое защитное устройство для системы, и не могут заменять предохранители или автоматические выключатели, указанные в стандарте. В системе, где в одном MPPT имеется более двух строк доступа, должны быть предусмотрены устройства защиты от перегрузки по току, такие как предохранители или автоматические выключатели, соответствующие стандартным требованиям. К вопросам безопасности следует относиться серьезно.