杨宇辉：光伏汇流箱质量关键点及常见问题
发布时间：2015-01-09
编辑：jinrui
本文摘要：针对汇流箱故障，第一是箱体生锈情况。第二是保险丝熔断数量较多。第三是保险丝座发黑且有熔化变形情况。第四是断路器经常跳闸。第五是监控不工作。
无锡隆玛新能源有限公司副总经理 杨宇辉
隆玛在这个行业只专注于做这一个产品，从2006年开始起步，通过八年积累，今年在国内市场上，今年的电站上面做了有1个GW出货量。我是作为隆玛光伏事业部从最开始就负责整个事业部的发展。我今天想跟大家交流一下关于汇流箱质量关键点及常见故障。隆玛公司也很年轻，是2002年成立的，公司有一个口号叫“同发展、共成长——打造优秀学习型企业”，我们个十一设计院，协鑫互相探讨这个行业的发展，包括汇流箱的发展现在也有未来的趋势。我今天的课题没有针对这个去做展开，下面大家有兴趣可以再单独做一些交流。
针对汇流箱产品比较多听到汇流箱故障了，我把它做了一下分类，一般反馈过来比较多的情况，第一是箱体生锈情况。第二是保险丝熔断数量较多。第三是保险丝座发黑且有熔化变形情况。第四是断路器经常跳闸。第五是监控不工作，后台读不到监控的术语。
我是按照汇流箱项目进度来做一个说明。第一是前期设计方案包括元器件选型。第二部分是内部布局设计和加工工艺。第三个部分是现场安装及施工。第四部分是后期运维。我把汇流箱从最开始到最后的过程分解开，根据过程把汇流箱可能出现的问题做一个说明。
前期设计方案，在谈论汇流箱质量的时候，往往都忽略了因为前期设计方案问题导致的产品先天性的问题。第一个例子，对使用环境不同，箱体材质的选择考虑不组。针对西北干旱少雨地区，建议使用冷板、镀锌板、覆铝锌板喷涂。针对东部沿海地区或腐蚀性环境，使用不锈钢喷涂和PC。
第二个距离，对不同电站类型需要选择的汇流箱类型考虑。光伏电站现阶段普通认可需要带智能监控汇流箱，可以监控每路组串电流，总电压、防雷器状态，短路器状态及箱体内部温度。比如对于带跟踪系统的光伏电站，需要在监控的基础上增加放返二极管。
在这里面还需要考虑的因素，高温、雷击、沿海、严寒、海拔等等。针对前期设计方案的元器件选型，我把它分为五类：箱体、断路器、防雷器，保险丝及座，监控模块。
针对箱体部分，主要讲一下常见的生锈问题。这里主要讲一下箱体的防腐性能，这个里面表面处理工艺采用的浅处理工艺是酸洗磷化/陶化，包括电泳底漆。
断路器，在选型当中需要注意以下几个问题，第一，交流断路器不能当直流用。第二，根据使用环境的温度不同，直流微断使用的环境温度一般是低温-30度。第三，塑壳断路器的分段能力不能低于15KA微断的分段能力仅为6KA，所以这里面就涉及到成本的差别，这也是对系统稳定性的考量。
这里面有一个探讨问题，就是关于断路器、隔离开关，保险丝在汇流箱输出侧使用。这是一个在现场的照片，当时用的就是保险丝。前段时间有一个新闻，就是澳洲的召回风波，关于直流开关的讨论，其实在主串输出侧用的是隔离开关，也就是说当起火的时候，没有办法操作隔离开关的，一定要把逆变器操作才能关闭汇流箱，这是针对断路器、隔离开关和保险丝的探讨。
我们现在选择的防雷器有一个前提，因为现在电站有一个长途运输的过程，还有装在支架上可能会有振动。所以在防雷器上面希望有一个锁紧装置，不为因为振动而脱落。
这个照片是把国内品牌防雷器拆开的剖面图，很多都是通过位移方式起到防雷保护。这里面有一个问题，因为雷击波形我们无法控制，有可能位移的时候产生拉弧的情况。
下面讲比较核心的部件就是熔断器和熔断器座，这里我只讲一点，关于熔断器的分段能力，所以这里只提了一个33KA，这里面的好处是，当你的分段能力越大，当你的系统出现短路或者有环流故障的时候，这个熔断器的保护能够更迅速，更安全，更可靠。
我们可以看一个数据，这是33KA熔断器的测试，这里面讲33KA灭弧更有效干脆，更能有效分段线流。因为现在国内保险丝有做10KA，有做15KA的，保险丝是一个保护元件，所以它是一个很核心的部件。在2008年，做光伏电站时候，尤其做跟踪系统的时候，突然有一个轴坏了，其他15路跟着太阳走700多伏，有一个坏了只有200多伏，如果保险丝不能够正常分段，可能就会导致汇流箱烧毁。
下面讲第四个部件就是监控模块的部件。我们认为它是一个辅助功能的产品，它只是对电站的发电量作为监控，但它不是说可以提高发电量，所以未来的技术发展路线里面，可能这个监控模块会有一个针对于电站效率提升的功能出来，但现在还没有。它在设计考虑里面有四个重点因素，第一，安全性。第二，可靠性。第三，不正常不能影响系统发电。第四，操作简单、维护方便。
监控模块作为汇流箱辅助功能，其不应该串在主回路上，这是在设计过程中特别特别要强调的一点，不能影响系统整体发电效率。
关于内部布局设计和加工工艺，这个主要是做汇流箱厂家需要考虑的因素，比如内部布局，这种叫做组串进线正负级叠层的方式。这里面主要讲一下，这是电站的安装和运维，通过左右两边平衡分布，正极和负极非常清楚，为维护提供方便。
讲到现场安装和施工，在结构部分也不想太讲了，这是使用操作的问题，主要讲一下电气接线的规范，这个进线的地方需要12毫米波线距离，要有一个线鼻子。我简单测算了一个，以1台16路智能汇流箱需要接41根线，一个10MW电站汇流箱需要接线5740根，这个位置如果不压线鼻子，很容易出现虚接的问题。
还有进线的部分建议客户正极负极分颜色，我们汇流箱是正极用红色，负极用黑色，这样可以减少故障的发生性。
最后讲一下后期的运维，这里面我只想讲一下在现场发现很多维护人员，他们打开汇流箱首先第一直觉是去拉保险丝，这样等你拉下来，会产生拉弧，搞不好手上一块肉就没有了。所以我们特别强调首先要把断路器断开，然后断开熔断器，在确保无电的情况下进行操作。
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