尚义汇流箱烧坏原因分析

尚义汇流箱烧坏原因初步分析及改进建议 一、概况介绍 张家口尚义光伏项目现场有两个光伏汇流箱烧坏，烧坏汇流箱属 于 150kW 双轴跟踪系统，每个双轴跟踪单元安装 5×8 块 230Wp 光伏 组件，单个双轴跟踪系统9.2kWp，共 16 个单元汇聚到 3个汇流箱。 每个光伏串串联 230Wp 组件 20 块，容量为 P=230Wp×20 块=4600Wp， 每套 10kW 双轴跟踪系统由 2 个光伏支路构成，单套双轴跟踪系统 9.2kWp，16 套 9.2kWp 双轴跟踪式系统构成 150kW 的多晶硅双轴光伏 阵列，单台 150kVA 逆变器接入的光伏串数量为32串，共配置 640 块 230Wp 光伏组件，此模块总装机容量为147.2kWp。 原烧坏汇流箱内部主要有正负极进线接线端子、熔断器（20A）、 母线铜排、避雷器和出线端子组成，没有监测各支路电流的通讯元件， 也没有断路器和保护装置。如下图1： 烧坏的汇流箱如下图2： 经现场查看和测试，正常运行单元的汇流箱正负极电压为： 613-617V，停止跟踪后，汇流箱正负极电压变化不是太明显。 二、原因分析 正常运行时，汇流箱正负极电压为 615V 左右，开路电压理论值 为 740V，汇流箱内各元件耐压值为1000V，耐压满足要求。由于各单 元的各组串方位一样，受阴影遮挡的可能性较小，产生回流可能性较 小。 每个单元的工作电流 7.66× 2=15.3A，短路电流 8.38× 2=16.72A，熔断器熔管额定电流20A，所以，即使汇流箱内发生短路 事故(如避雷器绝缘击穿、正负极同时接地短路等)，熔断器不会熔断， 短路电流会持续并进一步扩大。 本次燃烧事故主要有以下原因： 1）有进线端子和接线引起的。从上图 1 可以看出，光伏汇流输 入线从汇流箱底部进入汇流箱，没有采取固定措施直接接入端子排， 端子排采用 UK10 系列端子，接线头通过一个小型的螺丝固定，和端 子的接触面积很小，并承受导线的重力，当接线头因气温变化和电流 发热而出现松动时，就会产生火花逐渐拉弧燃烧，逐渐引起其它器件 乃至整个箱子发热并全面燃烧。 2）汇流箱缺少有效地保护装置。汇流箱内缺少监测各支路电流 的通讯单元和保护单元，一旦某支路虚接松动打火，该路电流会产生 波动，本应报警并驱动断路器跳开；本汇流箱没有断路器，即使发现 事故，也很难人为断开。 3）某个单元出现故障，出现回流。 4）熔断器熔管保险选择过大，没有起到保护作用。 5）接线排绝缘质量和耐压值较低。 6) 有老鼠和蛇等小动物进入汇流箱，造成汇流排短路。 7）从烧坏汇流箱的遗留物分析，汇流排烧断、其后面的箱体被 击穿，由此看事故点在汇流排和端子，汇流排宽度为 12mm 比较窄， 端子和汇流排的接触面积较小，引起发热和打火。 8）汇流排和熔断器布局不合理，不应重叠在一起，再加上汇流 排宽度小，不利于散热。 三、改进措施 1）直流汇流输入线进入汇流箱后，先进行按压固定，再进入接 线端子，增加端子和接线头的接触面积，最好采用线鼻子压紧后再通 过厚铜板压接，必要时接头进行焊接。 2）增加支路电流监测模块和断路器，电流监测模块检测到某支 路电流跳跃变化时，先进行报警，然后延时驱动跳闸单元，跳开断路 器。考虑到造价因素，可以不增加。 3）各汇流支路输入到汇流箱端子排前增加防反二极管，防止出 现汇流，熔管作为后备保护。 4）熔断器熔管保险安数选择不应大于短路电流，应将20A 改为 15A 或者 16A。 5）汇流箱安装前，用兆欧对其内部各元件做绝缘测试。 6）汇流箱进线孔进行密封，防止小动物进入。 7）增加汇流排的宽度，增加端子和汇流排的接触面积和牢固性， 增大汇流排和箱体的安全距离和绝缘电阻。 8) 熔断器和铜排是分开布置，汇流排下面加绝缘支架，汇流排 改为 15mm 宽的。如下图： 尚义汇流箱烧坏原因初步分析及改进措施建议 一、概况介绍 二、原因分析 三、改进措施