光伏熔丝知多少
本文摘要:笔者作为光伏从业人员,在走访电站期间,经常会看到运维人员奔波在子阵间去更换熔丝,也经常会看到烧毁的熔丝盒及接线端子。那么光伏中为什么要使用熔丝?在使用中存在哪些问题?有没有更好的解决方法?带着这些疑问,笔者经过大量的信息搜集,现场调研,掌握了光伏熔丝的一手资料,供业界同行参考。
光伏熔丝知多少
马勇 中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司
1 前言
笔者作为光伏从业人员,在走访电站期间,经常会看到运维人员奔波在子阵间去更换熔丝,也经常会看到烧毁的熔丝盒及接线端子。那么光伏中为什么要使用熔丝?在使用中存在哪些问题?有没有更好的解决方法?带着这些疑问,笔者经过大量的信息搜集,现场调研,掌握了光伏熔丝的一手资料,供业界同行参考。
图1失效的熔丝、烧毁的熔丝盒及接线端子
2 熔丝概述
熔丝,也称为保险丝、熔断器,它是一种串联在电路中,保障电路安全运行的元件,广泛用于配电系统和控制系统,主要进行过电流保护。熔丝的结构如下图所示,其工作原理都是利用金属的热熔特性。
图2光伏熔丝内部结构
2.1熔丝的发展历史
熔丝的使用历史超过了100多年,最早的记载出现在1864年,当时熔丝被用来保护海底电缆。光伏熔丝是随着光伏产业的发展而出现,其国标GB/T13539.6在2013年发布,是一个相对比较新鲜的事物。其标准及产品设计还处于不断优化的过程中,并不成熟,实际应用中质量难免出现问题。
光伏熔丝的设计难点在于体积小(10x38mm),直流高压灭弧难。前两年,国内很多企业都认为在这么小的体积上做到1000Vdc是不可能完成的事情,这也从侧面反映了光伏熔丝的设计和制造难度。
2.2熔丝在光伏中的应用
光伏中为什么要使用熔丝,熔丝在光伏中起到什么作用?
在光伏电站用,不采用断路器,采用熔丝,最主要的原因是降成本。直流断路器贵,价格是熔丝的5倍。因此集中式电站、部分组串式解决方案和目前刚推出的集散式方案,都不约而同的采用了大量熔丝。
以典型的集中式电站为例,在当前的集中式电站中,并联的组串数量高达100串,当有一串发生短路故障,所有组串的电流均会反灌故障组串,反灌电流可能超过800A,远远超出了线缆和组件的安全要求,易引发火灾事故,所以必须使用熔丝来切断故障电流,保护线缆和组件。
图3集中式光伏组件故障时的电流流向
相比集中式、集散式方案,当前部分厂家的组串式电站方案是没有使用熔丝的,他们是如何进行保护的呢?
该组串式方案最多2串组件并联,即使有一串发生短路故障,反灌电流最大也不会超过10A,所以是安全的,无需熔丝进行保护。
图4组串式光伏组件故障时的电流流向
3 熔丝在光伏应用中存在的问题
笔者走访了大量电站,发现熔丝在每个电站都存在一些问题,本文主要从熔丝的安全风险和熔丝失效造成的损失等方面进行分析。