過電流保護(hù)熔斷體和熔斷器支持件的選擇

隨著太陽能光伏發(fā)電的裝機(jī)容量的不斷攀升，光伏陣列的保護(hù)不斷得到重視。據(jù)了解，IEC62548 Ed.1 .0《光伏（PV）發(fā)電機(jī)組裝置和安全要求》（《Installation and safety requirements for photovoltaic PV) generators》）的CDV(委員投票稿)在2011年9月16日已投票通過，其CCDV(Draft Circulated as Committee Draft with Vote)也計(jì)劃在今年7月份IEC中央辦公室發(fā)布，也就是說，關(guān)鍵的技術(shù)層面內(nèi)容已確定，正式標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)在2012年下半年或2013年將會(huì)發(fā)布。另外，光伏熔斷器標(biāo)準(zhǔn)IEC 60269-6 Ed.1的再次修改也在進(jìn)行中。新標(biāo)準(zhǔn)的誕生和已有標(biāo)準(zhǔn)的修改，都體現(xiàn)了最新的技術(shù)要求，體現(xiàn)了先進(jìn)性，很值得工程技術(shù)人員研究重視，保證選型設(shè)計(jì)更合理和可靠。
　　IEC62548覆蓋了功率50W以上、開路電壓30V以上的所有光伏發(fā)電機(jī)組。對IEC62548標(biāo)準(zhǔn)中涉及的過電流保護(hù)部分歸納如下：
　　1.過電流保護(hù)的的必要性：光伏陣列中發(fā)生在光伏板、光伏連接箱或光伏板接線部分的短路，和那些發(fā)生在光伏陣列接線的接地故障，都可能產(chǎn)生過電流。光伏系統(tǒng)中的故障電流不能斷開其中的過電流保護(hù)器件的光伏陣列，將有可能產(chǎn)生電弧；對于光伏板和相關(guān)的設(shè)備制造商要求提供過電流保護(hù)的，要按其要求提供保護(hù)；對于制造商沒有規(guī)定過電流保護(hù)的則要依照IEC62548標(biāo)準(zhǔn)中要求設(shè)置過電流保護(hù)。
　　光伏熔斷器標(biāo)準(zhǔn)IEC 60269-6中則還提出，光伏逆變器故障產(chǎn)生的回?fù)綦娏鳎诠夥蹟嗥鞯念~定分?jǐn)嗄芰Ψ秶鷥?nèi)的，光伏熔斷器也能提供保護(hù)，避免對陣列電纜和光伏板的損害。
　　2.過電流保護(hù)熔斷體和熔斷器支持件的選擇：由于溫度越低光伏板的開路電壓越大，考慮到該特點(diǎn)，光伏陣列、光伏子陣列、光伏串和光伏板的最大電壓，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)預(yù)期的最低氣溫按光伏板制造商的說明來修正，對于光伏板制造商沒有提供修正方法的，應(yīng)依照標(biāo)準(zhǔn)要求修正確定光伏陣列的最大電壓。IEC62548標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的修正系數(shù)如下表。
　　單晶硅和多晶硅光伏板最大電壓修正系數(shù)
　　應(yīng)用于光伏陣列保護(hù)的熔斷體應(yīng)符合以下要求：
　　a.額定電壓大于等于根據(jù)安裝地點(diǎn)預(yù)期最低氣溫按光伏板制造商的說明或者上表來修正得出的最大電壓；
　　b.直流熔斷體；
　　c.額定分?jǐn)嗄芰Σ坏陀趤碜怨夥嚵小⒑推渌B接的電源如電池、發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的故障電流，如存在的話；
　　d.符合IEC60269-6標(biāo)準(zhǔn)并適合PV過電流和短路保護(hù)的型號。
　　應(yīng)用于光伏陣列保護(hù)的熔斷體支持件應(yīng)符合以下要求：
　　a.額定電壓大于等于根據(jù)安裝地點(diǎn)預(yù)期最低氣溫按光伏板制造商的說明或者上表來修正得出的最大電壓；
　　b.額定電流大于等于對應(yīng)熔斷體的額定電流；
　　c.保護(hù)等級適合安裝地點(diǎn)且不低于IP 2X。
　　3. 過電流保護(hù)熔斷體額定電流的選擇和安裝位置要求等
　　對于光伏串的保護(hù)，熔斷器應(yīng)安裝在光伏串導(dǎo)線連接到光伏子陣列導(dǎo)線的位置，如子陣列匯流箱等光伏匯流箱位置，且正負(fù)極位置都要安裝，如下列光伏系統(tǒng)簡圖所示。熔斷體的額定電流應(yīng)在1.4-2.4ISC—MOD的范圍內(nèi)，ISC—MOD是指光伏板或光伏串在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的短路電流，是光伏板制造商規(guī)定在產(chǎn)品銘牌上的規(guī)格值。在此要注意的是，對于一些光伏板，在其工作的前幾周或前幾個(gè)月，其ISC—MOD比名義值要高些。
　　對于光伏子陣列的保護(hù)，熔斷器應(yīng)安裝在光伏子陣列導(dǎo)線連接到光伏陣列導(dǎo)線的位置，如光伏陣列匯流箱等光伏連接箱位置，且正負(fù)極位置都要安裝，如下列光伏系統(tǒng)簡圖所示。熔斷體的額定電流應(yīng)在1.25-2.4ISC S—ARRAY的范圍內(nèi)，ISC S—ARRAY是指光伏子陣列在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的短路電流，其等于光伏串短路電流ISC—MOD的n倍，n是子陣列中并列的光伏串?dāng)?shù)。
　　對于整個(gè)光伏陣列的保護(hù)，熔斷器應(yīng)安裝在光伏陣列導(dǎo)線和應(yīng)用電路導(dǎo)線連接位置，一般安裝在電池和電池組與充電控制器之間，并盡可能靠近電池位置安裝，如下列光伏系統(tǒng)簡圖所示，是用于保護(hù)系統(tǒng)和導(dǎo)線，防止其他地點(diǎn)光伏陣列或其他連接的電源，如電池或電池組等故障電流的流入，如果熔斷體的額定值很靠近下限選定，則對光伏陣列導(dǎo)線和充電控制器都提供了保護(hù)，這時(shí)、光伏陣列和充電充電控制器之間的光伏陣列導(dǎo)線不需要再為之設(shè)置保護(hù)，同樣，正負(fù)極位置都要安裝。該位置熔斷體的額定電流應(yīng)在1.25-2.4ISC ARRAY的范圍內(nèi)，ISC ARRAY是指光伏陣列在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的短路電流，其等于光伏串短路電流ISC—MOD的N倍，N是陣列中并列的光伏串總數(shù)。對于額定電流很大的，可能沒有對應(yīng)的熔斷器規(guī)格，則通常采用過電流保護(hù)繼電器等其他過電流保護(hù)器件。