Test sul campo: i sezionatori degli inverter non sono efficaci contro il fuoco

Nell’ambito dell’obiettivo globale di zero emissioni di carbonio, la sicurezza delle centrali elettriche è motivo di grande preoccupazione. Da quest'anno, i produttori di inverter hanno rilasciato successivamente inverter con interruttori di protezione CC, vari esperti del settore hanno discusso la capacità di protezione e la conformità agli standard degli interruttori lato CC e hanno espresso opinioni diverse. Di seguito sono riportati i resoconti correlati di vari media:

Il dibattito si concentra sulla questione se la sicurezza possa essere raggiunta solo con i sezionatori senza aggiungere dispositivi di protezione come fusibili o interruttori automatici nell’ambito della progettazione del sistema di “più di 2 stringhe di accesso in un unico MPPT “. Nel mercato odierno, tali prodotti sono stati applicati in pratiche centrali elettriche. Che ne dici dell'effettiva capacità di protezione? L'autore ha effettuato test di collegamento inverso e di riflusso in loco per verificare le prestazioni di sicurezza del sistema.

Collegamento inverso, collegamento errato e cortocircuito spesso si verificano sugli inverter durante la costruzione, l'installazione, il funzionamento e la manutenzione, il che può facilmente portare a rischi per la sicurezza, quindi la capacità di protezione del sistema dell'apparecchiatura è molto critica.

Ciascun MPPT dell'apparecchiatura selezionata era collegato a 5 stringhe di moduli fotovoltaici e la corrente della singola stringa in loco era di quasi 20 A. Una stringa dell'apparecchiatura è stata selezionata per il test di connessione inversa degli elettrodi positivi e negativi. Dopo essere stata collegata in senso inverso, questa corda formava un anello con le altre 4 corde, in cui la corrente tornava poi su questa corda e formava una corrente di riflusso di 70A.

Schema circuitale del test di connessione inversa delle stringhe

Dopo l'attivazione del primo test, il sezionatore ha intrapreso un'azione protettiva, ma è scattato dopo 240 ms, che è diverso dalla capacità di spegnimento di 15 ms pubblicizzata dal produttore.

Dopo l'attivazione del secondo test il sezionatore non è scattato, la protezione è venuta meno e la corrente di ritorno è sempre esistita, con conseguente forte aumento della temperatura dei moduli nelle stringhe corrispondenti. E la temperatura del diodo di un modulo ha superato i 150 ℃ ed è esplosa sul posto, il che comporta un grande rischio di incendio.

Attualmente la maggior parte delle centrali elettriche si trova in ambienti complessi. A causa dell'ampia superficie di posa dei moduli FV nelle centrali elettriche, spesso intervengono molti fattori come illuminazione non uniforme, occlusione, invecchiamento dei moduli, ecc. Un'illuminazione o una generazione di energia incoerenti di ciascun modulo potrebbero facilmente portare a una differenza di tensione nella stringa, il che comporterebbe un riflusso di corrente. La mancata protezione efficace del sistema può causare rischi per la sicurezza.

Pertanto, una delle stringhe dell'inverter è stata selezionata per eseguire il test di riflusso, in modo che una stringa di moduli mantenesse una certa differenza di tensione con le altre 4 stringhe nello stesso MPPT, facendo sì che la corrente proveniente dalle altre 4 stringhe rifluisse verso il guasto. stringa e il riflusso di corrente raggiunge i 30 A. Sono stati effettuati tre cicli di test nelle condizioni sopra indicate.

Schema circuitale del test di riflusso delle stringhe

Dopo l'attivazione dei primi due test, il sezionatore ha intrapreso un'azione protettiva, ma è scattato dopo 250 ms, che è molto diverso dalla capacità di spegnimento di 15 ms pubblicizzata dal produttore.

Dopo il guasto verificatosi nel 3° test, il sezionatore non è scattato, la protezione è venuta meno e la temperatura dei moduli e dei circuiti corrispondenti è aumentata bruscamente, tra cui la temperatura del modulo è aumentata di 49 ° C (a 76,8 ° C) in un minuto. Se non fosse possibile scollegarlo tempestivamente, la temperatura continuerebbe a salire, provocando l'incendio e la bruciatura dei moduli.

Questi test dimostrano che quando un MPPT è collegato a più di 2 stringhe di moduli, il sezionatore non può fornire una protezione efficace e può causare danni, incendi o rischi anche maggiori per i moduli.

In sintesi, i sezionatori possono essere utilizzati come protezione ridondante per migliorare la sicurezza del sistema, ma non come dispositivo di protezione necessario per il sistema, e non possono sostituire i fusibili o gli interruttori automatici specificati nella norma. In un sistema in cui sono presenti più di 2 stringhe di accesso in un MPPT, è necessario prevedere dispositivi di protezione da sovracorrente come fusibili o interruttori automatici che soddisfino i requisiti standard. I problemi di sicurezza devono essere trattati seriamente.