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影响光伏电站安全的重要因素——电弧故障

影响光伏电站安全的重要因素——电弧故障

近年来,随着光伏发电的普及,越来越多的屋顶安装了光伏发电。然而,无论是在国内还是国外,光伏电站起火的事件时有发生。其中,电站80%的火灾都是由直流侧故障引起,而直流高压引发的电弧火花是光伏火灾的“元凶”。为什么电弧故障对电站的安全影响很大,我们可以从以下几个方面来理解。


1.极易引起电站火灾

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当出现直流电弧时,触发部分会长时间保持稳定燃烧而不熄灭。直流电弧产生的高温很容易超过3000℃,可烧毁电站设备,引起火灾。


2.很有可能发生

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在实际电站中,太阳能电池组件串联成阵列排列,整串线路电压累加,一般可达到600V~1000V的高压。在长期运行中,接头未拧紧造成接触不良、接触件质量问题、运行时间长造成绝缘件老化等问题,都会直接引起直流电弧现象,击穿空气,还有火。不难看出,随着电站运行时间的增加,直流拉弧的概率也会增加。在不考虑其他触点和绝缘件的情况下,在一个10MW的分布式电站中,光触点有8万多个,它们始终存在直流拉弧的可能。


三、检测方法

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光伏系统产生的电弧可分为正常电弧和异常电弧。

断路器正常关断引起的电弧为正常电弧;而由于导线老化、接触不良等故障引起的电弧属于异常电弧,这就意味着电弧检测必须正确区分好电弧和坏电弧;由于存在如此复杂的因素,往往给电弧故障检测带来更大的挑战,同时也对检测方法和算法提出了更高的要求。电弧故障检测是在电弧产生的初期,通过传感器检测电弧的物理、电气参数变化,并对其进行分析,判断是否有电弧存在。


四、相关措施

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在美国、欧洲、日本、澳大利亚等发达国家,针对光伏系统中的直流高压问题,都出台了强制措施。光伏电站必须安装电弧监测装置。

中国建材检验认证集团有限公司新发布实施的CTS 13001-2018《家用并网光伏系统测试与评价》 家用并网光伏系统安装在屋顶,当直流电压大于120V,应采用电弧故障检测、报警和处理系统。


五、相关节目

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FR-DCBS-AFC4C电弧安全保护箱的主要功能是实时检测光伏组串是否存在电弧故障。如果检测到电弧故障,会立即通过本地指示灯和电子邮件发送报警信号,并驱动交流继电器断开逆变器。电网与电网之间的交流回路使逆变器停止工作,保证直流回路处于无电流状态,可有效防止电弧引起火灾等安全隐患。另外,用户可以通过手机APP软件远程监控电弧箱的电弧报警、继电器的通断、电流电平等状态。


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