Teste de campo: Seccionadores inversores não são eficazes contra incêndio

No âmbito da meta global de carbono líquido zero, a segurança das centrais eléctricas é uma grande preocupação. Desde este ano, os fabricantes de inversores lançaram sucessivamente inversores com interruptores de proteção CC, vários especialistas do setor discutiram a capacidade de proteção e a conformidade padrão dos interruptores laterais CC e deram opiniões diferentes. A seguir estão relatórios relacionados de vários meios de comunicação:

O debate centra-se em saber se a segurança pode ser alcançada apenas com seccionadores sem adicionar dispositivos de proteção, como fusíveis ou disjuntores, no projeto do sistema de “mais de 2 strings de acesso em um único MPPT “. No mercado atual, tais produtos têm sido aplicados em centrais elétricas práticas. E quanto à capacidade real de proteção? O autor realizou testes de conexão reversa e refluxo no local para verificar o desempenho de segurança do sistema.

Conexão reversa, conexão errada e curto-circuito ocorrem frequentemente em inversores durante a construção, instalação, operação e manutenção reais, o que pode facilmente levar a riscos de segurança, portanto a capacidade de proteção do sistema do equipamento é muito crítica.

Cada MPPT do equipamento selecionado foi conectado a 5 strings de módulos fotovoltaicos, e a corrente de string única no local foi de quase 20A. Uma sequência do equipamento foi selecionada para o teste de conexão reversa de eletrodos positivos e negativos. Após ser conectada inversamente, esta corda formou um loop com as outras 4 cordas, no qual a corrente então voou de volta para esta corda e formou uma corrente de refluxo de 70A.

Diagrama de circuito do teste de conexão reversa de string

Após o acionamento do primeiro teste, o seccionador tomou ação protetora, mas disparou após 240ms, o que difere da capacidade de desligamento de 15ms anunciada pelo fabricante.

Após o acionamento do segundo teste, o seccionador não disparou, a proteção falhou e a corrente de refluxo sempre existiu, resultando em um aumento acentuado na temperatura dos módulos nas strings correspondentes. E a temperatura do diodo de um módulo ultrapassou 150 ℃ e estourou no local, o que representa um grande risco de incêndio.

Atualmente, a maioria das centrais elétricas estão em ambientes complexos. Devido à grande área de colocação de módulos fotovoltaicos em usinas de energia, muitas vezes há muitos fatores, como iluminação irregular, oclusão, envelhecimento dos módulos, etc. Iluminação inconsistente ou geração de energia de cada módulo pode facilmente levar a uma diferença de tensão na cadeia, o que resultaria no refluxo atual. A falha em proteger eficazmente o sistema pode causar riscos de segurança.

Portanto, uma das strings do inversor foi selecionada para realizar o teste de refluxo, de modo que uma string de módulos mantivesse uma certa diferença de tensão com as outras 4 strings no mesmo MPPT, fazendo com que a corrente das outras 4 strings fluísse de volta para a falha. string e o refluxo atual atinge 30A. Três rodadas de testes foram realizadas nas condições acima.

Diagrama de circuito do teste de refluxo de string

Após o acionamento dos dois primeiros testes, o seccionador tomou ação protetora, mas disparou após 250ms, o que é muito diferente da capacidade de desligamento de 15ms anunciada pelo fabricante.

Após a falha ocorrida no terceiro teste, o seccionador não disparou, a proteção falhou e a temperatura dos módulos e circuitos correspondentes aumentou acentuadamente, entre os quais a temperatura do módulo subiu 49°C (para 76,8°C) em um minuto. Se não pudesse ser desconectado imediatamente, a temperatura continuaria a subir, o que poderia fazer com que os módulos pegassem fogo e queimassem.

Esses testes mostram que quando um MPPT é conectado a mais de 2 strings de módulos, o seccionador não pode fornecer proteção eficaz e pode causar danos, incêndio ou risco ainda maior aos módulos.

Resumindo, os seccionadores podem ser utilizados como proteção redundante para melhorar a segurança do sistema, mas não como dispositivo de proteção necessário para o sistema, e não podem substituir os fusíveis ou disjuntores especificados na norma. Em um sistema onde há mais de 2 cadeias de acesso em um MPPT, devem ser fornecidos dispositivos de proteção contra sobrecorrente, como fusíveis ou disjuntores que atendam aos requisitos da norma. As questões de segurança devem ser tratadas com seriedade.