淺析光伏電站匯流箱直流熔斷器改造方案

黨照宇　石振勤

摘 要：通過近兩年深入分析光伏電站匯流箱直流熔斷器的故障原因，有針對性的提出解決方案，經過一年多的試運行，取得了積極的效果。

關鍵詞：光伏；匯流箱；熔斷器

一、實施背景

以某個光伏電站為例，共有三期；一期光伏裝機容量22MWp，其中，#1-#3方陣房采用常州億晶太陽能235Wp組件16128塊；#4-#18方陣采用常州天合光能235Wp組件77489塊，共計93617塊。共建18個光伏子系統，每42塊光伏組件為一組，呈上下分布為兩排，每排21塊串聯為一條支路，每組共兩條支路接入至相應匯流箱。共安裝有280個國電南自專用防雷匯流箱。

二期光伏裝機容量為48MWp，共安裝162711塊295Wp英利多晶硅電池組件。共建48個光伏子系統，每32塊光伏組件為一組，呈上下分布為兩排，上下各8塊組件串聯為一條支路，每組共兩條支路接入至相應的匯流箱。共安裝有816個國潤智能聚優匯流箱。

三期光伏裝機容量為10MWp。共安裝33840塊305Wp上海航天機電多晶硅電池組件。共建10個光伏子系統，每36塊光伏組件為一組，呈上下分布為兩排，每排18塊串聯為一條支路，每組共兩條支路接入至相應匯流箱。共安裝有280個國電南自專用防雷匯流箱。光伏場站現場每天大概損壞15個左右的匯流箱直流熔斷器。需要安排專人每天從事更換熔斷器工作。

1、整改的必要性和可行性

全站光伏直流熔斷器損壞每年造成損失材料費8萬元，損失電量費用12萬元，損失人力費用20萬元，合計每年造成損失40萬元。

2、預期效果

2.1改造后可以為現場節省2人的人力資源。

2.2改造后每年可以節省材料費8萬元。

2.3改造后每年可以多發12萬kwh電量。

二、原因分析

1、保險質量分析

現場使用的直流熔斷器是HOLLY PV10-15A 熔斷器。通過對比多個光伏場站的直流熔斷器，發現HOLLY熔斷器損壞率較高。通過對熔斷器的外觀和結構進行分析，發現熔斷點集中在內部熔絲頂端焊接處。得出的結論是現場使用的HOLLY熔斷器組裝工藝有問題，導致熔絲達不到額定值，內部熔絲頂端焊接處容易熔斷。

2、環境溫度分析

對現場的直流熔斷器進行測溫工作，直流熔斷器的溫度在50℃-65℃左右。通過查閱資料在該溫度下15A的直流熔斷器的實際額定電流在12A左右，現場的實際工作電流在8.5A左右，熔斷器額定電流接近實際工作電流會造成熔斷器壽命降低。得出的結論是環境溫度對直流熔斷器有影響，為了保證實際額定電流在15A左右，可以選用20A直流熔斷器。

3、匯流箱結構分析

通過對比分析，發現熔斷器熔斷率較高主要是南自新能源匯流箱和國潤智能聚優匯流箱（國潤智能聚優匯流箱和南自新能源匯流箱結構完全一樣），金宏威匯流箱基本上沒有故障。通過對比分析，金宏威匯流箱的MD 25A-1600V防反二極管安裝在正極，直流熔斷器使用中熔RS308熔斷器。南自新能源匯流箱MDA 55A-1600V防反二極管安裝在負極。得出結論，防反二極管裝在負極會導致直流熔斷器損壞。

三、改造方案

總體方案為“部分改直流熔斷器，部分改防反二極管”由簡到難，分批改造

1、方案概述

計劃先對一期進行改造，如果改造效果明顯，在二期和三期推廣。

將11-12號方陣更換為茗熔PV10 20A熔斷器，將13-14號方陣更換為茗熔PV10 15A熔斷器，將15-16號方陣更換為中熔RS308-PV 20A熔斷器，將17-18號方陣更換為中熔RS308-PV 20A熔斷器。將9-10號方陣負極防反二極管跨接。

南自新能源（國潤智能聚優）匯流箱內部結構

金宏威匯流箱內部結構

更換直流熔斷器。通過和現場了解，國產直流保險質量完全符合要求。可以將熔斷器替換為茗熔PV10 15A熔斷器和中熔RS308-PV 15A熔斷器。為了預防溫度對直流保險額定電流的影響，部分熔斷器可以更換為茗熔PV10 20A熔斷器和中熔RS308-PV 20A熔斷器。

取消負極防反二極管。將負極直流熔斷器跨過MDA 55A-1600V防反二極管直接接在負極母排上。

2、技術質量要求

1）提供直流熔斷器的相關認證報告。

2）直流熔斷器電阻不大于1歐姆。

3）直流熔斷器額定電流為15A、20A。

3、工期估算

1）直流熔斷器訂貨5天，運輸10天，安裝5天，共計20天。

2）匯流箱負極防反二極管跨接，施工期15天。

4、工程量清單

四、驗證效果

1、對比更換熔斷器15A和20A的情況，驗證是夠和熔斷器容量有關；對比更換熔斷器和取消負極防反二極管的情況，驗證是否和防反二極管有關。

2、實施效果。全站光伏直流熔斷器損壞每年造成損失材料費8萬元，損失電量費用12萬元，損失人力費用20萬元，合計每年造成損失40萬元。

3、預期效果。一是改造后可以為現場節省2人的人力資源；二是改造后每年可以節省材料費8萬元；三是改造后每年可以多發12萬kwh電量。

作者簡介：

黨照宇（1971.12）男，漢族，內蒙古呼和浩特市人，哈爾濱工業大學，大學本科，工程師，就職于內蒙古華電新能源分公司。

石振勤（1967.06）男，漢族，內蒙古呼和浩特人，東北電力學院，大學本科，工程師，就職于內蒙古華電新能源分公司。