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熔断器选型.doc

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光伏(solar photovoltaic,简称 PV)发电系统是由能把入射的光能直接转换为电能的部件和子系统构成。其中的光伏阵列是将入射的太阳辐射直接转化为直流电能的单元,太阳能板组成的阵列和光伏阵列连接箱连接,光伏电流经连接箱汇流后输出到逆变或直接应用环节。光伏发电系统约有 70%的成本在光伏太阳能板组成的光伏阵列,而从对光伏阵列的保护和如何充分提高发电效率成为技术的重点之一。 为实现更高效率,要由多个光伏板串联成光伏串,多个光伏串并联成光伏阵列,光伏阵列内各光伏串电流汇集到光伏阵列连接箱,再并联在光伏发电器连接箱,其输出供直接应用或经逆变等处理。为及时隔离光伏板出现故障的光伏串,提高发电效率(光伏板出现故障不发电时,则成为消耗电能负载),也为为避免安装阶段错接或其他原因引起局部异常接线形成的过流危害,在每一光伏串的两端安装了保险丝后,由于光伏阵列短路电流大于单个光伏串的电流,因而可致光伏串串联的保险丝熔断以隔离故障光伏串。在阵列设置熔断器,对于下级逆变器元件反馈的电流(如电容或者电容器反馈到光伏阵列和阵列布线的放电),在熔断器的额定分断能力范围内也能对光伏阵列提供保护。 关于在光伏系统直流侧的保护,在美国国家标准 NASI/NFPA 70 《National Electrical Code 》之 Article 690-Solar Photovoltaic Systems 中的 690.99 条款(Overcurrent Protection)中已明确:光伏子系统电路、光伏输出电路、逆变器输出电路和储能电池电路的导体和设备应当按条款 240 要求予保护(注:条款 240 关于导线和设备的保护条文);我国等同采用 IEC60364-7-712:2002《Electrical installations of buildings-Part 7-712:Requirments for special installations or locations-Solar photovoltaic (PV) power supply systems》的 GB/T 16895.32-2008《建筑物电气装置 第 7-712 部分:特殊装置或场所的要求 太阳能光伏(PV)电源供电系统》(2010-02-01 正式实施),其中虽在直流侧的过负荷保护中提出当电缆的连续载流量等于或大于任何位置 1.25 倍的 Isc stc 时(Isc stc为标准测试条件下的短路电流),PV 串和 PV 阵列电缆的到过负载保护可以忽略(该为标准的 712.433.1 和.2),但是标准同时注明:上述要求仅是关于电缆保护的规定,同时也要考虑制造厂关于 PV 模块保护的说明书;其在关于光伏阵列连接箱( PV array junction box)的定义中也阐明如需要也可用熔断器保护。GB/T 16895.32-2008 未硬性规定要设置保护电器的原因,一方面是标准只规定最低限度的要求,保证施行;但另一主因是相关标准还在制定中。 专门针对太阳能光伏系统保护用的熔断体标准 IEC 60269-6:2010,今年 10 月 IEC 委员国已投票通过,2011 年 1-2 月份将有可能出版,国家标准也将跟进制定;UL 在 2005 年或更早就已设立了保护光伏电池组件串和光伏阵列的熔断体的技术规范 :Subject 2529 OUTLINE OF INVESTIGATION FOR LOW-VOLTAGE FUSES-FUSES FOR PHOTOVOLTAIC SYSTEMS,现其最新版是 2010 版。这些相关标准的颁布,预示着包括中国在内 IEC 各成员国后续相关的标准和安规认证要求可能将会如 NASI/NFPA 70 那样考虑直流侧的过流保护问题,事实上,业界现有大部分光伏发电系统的光伏串和光伏阵列都已设计安装了保险丝。如下图,好利来科技 HOLLY 光伏保险丝 HC10aR 1000V DC 和HC10N 600V DC 被广泛应用于 PV 光伏连接柜中熔断器 A 位置、光伏保护的 NH00 1000V 100A 和 NH1 1000V DC 200A 也被应用于 PV 光伏连接柜中熔断器 B 位置。 北美标准 NASI/NFPA 70 已明确规定,直流侧的保护电器均要求直流规格的,对于保护光伏电池串的熔断器、即图中的熔断器 A,要求额定电流 In≥1.56Isc (Isc 为 PV 串的短路电流),额定电压不小于光伏电池串当地最低温度时的开路电压 Voc,并提供了修正系数供计算实际使用温度下 Voc;而保护 PV 阵列的熔断器 B、其要求 1.25 限制电流 I ≤In<1.56Isc ,该位置导线规格要不小于 1.56Isc,所以取电流 1.56Isc 计算
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