碳中和大勢(shì)下,光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,隨著大功率組件廣泛應(yīng)用、光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜化、應(yīng)用場(chǎng)景多樣化等趨勢(shì),電站安全問(wèn)題日益突出。其中直流側(cè)配電保護(hù)一直是行業(yè)痛點(diǎn)光伏系統(tǒng)中常用的三種配電保護(hù)器件——熔斷器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān),名字聽(tīng)起來(lái)十分類似,似乎都有隔離、短路的作用,因此,經(jīng)常被行業(yè)混淆、誤解。
由于三者具有相似性經(jīng)常被混用,實(shí)際上是不同類型的器件。無(wú)論是從作用原理、標(biāo)準(zhǔn)要求,還是從應(yīng)用場(chǎng)景、保護(hù)效果,都存在很大差異!
配電保護(hù)系統(tǒng)需充分理解系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景保護(hù)需求,根據(jù)器件特性合理部署,每一種器件發(fā)揮適當(dāng)?shù)墓δ?,讓電站更加安全可靠。本文?duì)三種元器件進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
一、作用原理不同
1)熔斷器
一種過(guò)電流保護(hù)器件,由熔體、熔管等構(gòu)成,當(dāng)電流超過(guò)一定數(shù)值時(shí),達(dá)到規(guī)定的時(shí)間,由熔體自身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體,斷開(kāi)電路,從而起到保護(hù)的作用。
2)斷路器
能接通、承載以及分?jǐn)嚯娏鞯囊环N機(jī)械開(kāi)關(guān)電器。由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器等構(gòu)成,發(fā)生故障時(shí)可切斷故障電路進(jìn)行保護(hù)。短路時(shí),大電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)克服反力彈簧,脫扣器拉動(dòng)操作機(jī)構(gòu),開(kāi)關(guān)瞬時(shí)跳閘;過(guò)載時(shí),電流變大發(fā)熱量加劇,雙金屬片變形到一定程度推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作,使開(kāi)關(guān)跳閘。電流越大,動(dòng)作時(shí)間越短。
斷路器滅弧能力強(qiáng),可分?jǐn)啻蠖搪冯娏鳎⒖啥啻伪Wo(hù),整體保護(hù)特性不受時(shí)間、環(huán)境影響變化。
3)隔離開(kāi)關(guān)
主要起到隔離作用,使被檢修電氣設(shè)備與電源有明顯斷開(kāi)點(diǎn),保證檢修工作安全。以往組串逆變器直流側(cè)均具有人工操作的手動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)。隨著光伏電站更加智能化,手動(dòng)關(guān)斷方式升級(jí)為電動(dòng)關(guān)斷。
電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān):通過(guò)逆變器電流互感器檢測(cè)組串電流+DSP信號(hào)控制的方式實(shí)現(xiàn)電動(dòng)分?jǐn)?,將手?dòng)升級(jí)為電動(dòng)。據(jù)了解,1倍電流下可實(shí)現(xiàn)100-300次接通分?jǐn)啵?倍電流下僅可實(shí)現(xiàn)5次接通分?jǐn)?。但是手?dòng)隔離開(kāi)關(guān)升級(jí)為電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)只是關(guān)斷方式的升級(jí),并不能當(dāng)作保護(hù)器件來(lái)用。
開(kāi)關(guān)本體的發(fā)熱電流最大50A,在額定電流為40A以內(nèi)使用,可發(fā)揮其快速分?jǐn)嗟哪芰?;需注意的是,在多匯一場(chǎng)合下(如5路組串接入1路MPPT),電流倒灌超過(guò)50A,開(kāi)關(guān)內(nèi)部熱量不易散發(fā),易出現(xiàn)內(nèi)部動(dòng)觸頭支架變形卡死等問(wèn)題。
綜上三種器件原理可見(jiàn):
熔斷器和斷路器:屬于保護(hù)器件,不依賴外部電路,通過(guò)物理作用實(shí)現(xiàn)可靠的機(jī)械式保護(hù);
隔離開(kāi)關(guān):屬于隔離器件,電動(dòng)隔離能否可靠斷開(kāi)依賴于檢測(cè)、控制等外部回路,當(dāng)系統(tǒng)掉電或控制回路出現(xiàn)故障時(shí),隔離開(kāi)關(guān)性能受限,存在斷不開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)。
二、遵循的標(biāo)準(zhǔn)要求不同
斷路器現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T14048.2-2020(采用IEC 60947-2:2019國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)),隔離開(kāi)關(guān)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 14048.3-2017(采用IEC 60947-3:2015國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))。兩者所從屬的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱保護(hù)、磁保護(hù)、額定短路電流的接通或分?jǐn)啾稊?shù)等有較大差異。具體如下表所示。
三、應(yīng)用場(chǎng)景不同
在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下,光伏系統(tǒng)對(duì)不同設(shè)計(jì)方案的保護(hù)器件有明確要求。對(duì)于光伏直流側(cè)保護(hù)要求

當(dāng)前位置: