Prueba de campo: los seccionadores del inversor no son efectivos contra incendios

Según el objetivo global de carbono neto cero, la seguridad de las centrales eléctricas es motivo de gran preocupación. Desde este año, los fabricantes de inversores han lanzado sucesivamente inversores con interruptores de protección de CC, varios expertos de la industria han discutido la capacidad de protección y el cumplimiento de los estándares de los interruptores laterales de CC y han dado diferentes opiniones. Los siguientes son informes relacionados de varios medios:

El debate se centra en si la seguridad se puede lograr sólo con seccionadores sin agregar dispositivos de protección como fusibles o disyuntores bajo el diseño del sistema de "más de 2 cadenas de acceso en un solo MPPT “. En el mercado actual, estos productos se han aplicado en centrales eléctricas prácticas. ¿Qué tal la capacidad de protección real? El autor ha llevado a cabo pruebas de reflujo y conexión inversa in situ para verificar el rendimiento de seguridad del sistema.

Con frecuencia se producen conexiones inversas, conexiones incorrectas y cortocircuitos en los inversores durante la construcción, instalación, operación y mantenimiento reales, lo que fácilmente puede generar riesgos de seguridad, por lo que la capacidad de protección del sistema del equipo es muy crítica.

Cada MPPT del equipo seleccionado estaba conectado con 5 cadenas de módulos fotovoltaicos, y la corriente de una sola cadena en el sitio era de casi 20 A. Se seleccionó una cadena del equipo para la prueba de conexión inversa de electrodos positivos y negativos. Después de conectarse inversamente, esta cuerda formó un bucle con las otras 4 cuerdas, en el que la corriente luego voló de regreso a esta cuerda y formó una corriente de reflujo de 70 A.

Diagrama de circuito de prueba de conexión inversa de cadena

Después de que se activó la primera prueba, el seccionador tomó medidas protectoras, pero se disparó después de 240 ms, lo cual es diferente de la capacidad de apagado de 15 ms anunciada por el fabricante.

Después de que se activó la segunda prueba, el seccionador no se disparó, la protección falló y la corriente de reflujo siempre existió, lo que resultó en un fuerte aumento en la temperatura de los módulos en las cadenas correspondientes. Y la temperatura del diodo de un módulo superó los 150 ℃ y explotó en el acto, lo que supone un gran riesgo de incendio.

En la actualidad, la mayoría de las centrales eléctricas se encuentran en entornos complejos. Debido a la gran superficie de colocación de los módulos fotovoltaicos en las centrales eléctricas, a menudo hay muchos factores como iluminación desigual, oclusión, envejecimiento de los módulos, etc. Una iluminación o generación de energía inconsistente de cada módulo podría fácilmente provocar una diferencia de voltaje en la cadena. lo que resultaría en un reflujo actual. No proteger eficazmente el sistema puede provocar riesgos de seguridad.

Por lo tanto, se seleccionó una de las cadenas de inversores para realizar la prueba de contraflujo, de modo que una cadena de módulos mantuviera una cierta diferencia de voltaje con las otras 4 cadenas en el mismo MPPT, provocando que la corriente de las otras 4 cadenas regresara a la falla. cadena y el reflujo actual alcanza los 30A. Se llevaron a cabo tres rondas de pruebas en las condiciones anteriores.

Diagrama de circuito de la prueba de contraflujo de cadena

Después de que se activaron las dos primeras pruebas, el seccionador tomó medidas protectoras, pero se disparó después de 250 ms, lo cual es muy diferente de la capacidad de apagado de 15 ms anunciada por el fabricante.

Después de que se produjo la falla en la tercera prueba, el seccionador no se disparó, la protección falló y la temperatura de los módulos y circuitos correspondientes aumentó bruscamente, entre los cuales la temperatura del módulo se disparó 49 ° C (a 76,8 ° C) en un minuto. Si no se pudiera desconectar rápidamente, la temperatura seguiría aumentando, lo que podría provocar que los módulos se incendiaran y se quemaran.

Estas pruebas muestran que cuando un MPPT está conectado a más de 2 cadenas de módulos, el seccionador no puede proporcionar una protección efectiva y puede causar daños, incendio o incluso un riesgo mayor a los módulos.

En resumen, los seccionadores pueden usarse como protección redundante para mejorar la seguridad del sistema, pero no como dispositivo de protección necesario para el sistema, y ​​no pueden reemplazar los fusibles o disyuntores especificados en la norma. En un sistema donde hay más de 2 cadenas de acceso en un MPPT, se deben proporcionar dispositivos de protección contra sobrecorriente, como fusibles o disyuntores, que cumplan con los requisitos estándar. Las cuestiones de seguridad deben tratarse con seriedad.

Nota: El artículo se basa en aportaciones de una empresa mundial de inversores.