ABB 绝缘监视器让光伏发电设备保持安全连续运行

2016年10月17日,作者:Borje Axelsson

在光伏发电设备中,运行连续性至关重要,如果安装ABB绝缘监视器可以防止电气故障,降低维护维修成本。



光伏发电系统的一个独特特点是:只要光伏电池板暴露在太阳下便无法关闭。此外,由于光伏模块安装在户外,需要暴露在各种自然环境下,因此需要格外注意,尽量让这些发电系统保持安全,防止触电或设备损坏。

无论在哪种电力系统中,接地故障都是一种常见的故障类型。在短路故障中,98% 都是源于相对地。因此必须让这些系统接地,以防止意外电流流动(尤其通过人体),造成人员伤亡、设备损坏。

雷击、自然接地故障、人为接地故障以及线路浪涌也会使低压系统中出现很高的电压。良好的接地再加上过电流保护装置可以限制接地故障可能会造成的损害。

良好接地
不同国家的管理规定及习惯可能大不相同,但 IEC 60364 国际标准认可的主要有3种接地系统:TN、TT 和 IT(T 代表 Terra,即大地之意;N 代表 Neutral,即中性之意;I 代表 Isolation,即隔离之意)。

TN 和 TT 是接地系统;IT 是不接地系统。

在 TN 系统中,变压器的星形接点或中性点接地,PE(保护接地)线将所有负载接地。如果TN系统中发生接地故障,高峰值电流会引起断路器或熔断器脱扣。

在TT系统中,星形接点也接地,所有负载都在本地直接接地。如果发生接地故障,由于 TT 系统的接地点之间存在很高的环路电阻,因此仅会产生很小的漏电电流。在这里,剩余电流动作保护器(RCD)便是正确的漏电保护之选。

在 IT 系统中,星形接点不接地,第一个接地故障不会引起系统的保护装置脱扣,系统会继续运行。如再次出现接地故障,则可能会在两条线路间引起短路,并触发断路器或熔断器脱扣,因此第一次接地故障务必要检测出。

特殊挑战
在直流系统中(例如太阳能光伏发电设备),接地和不接地系统都存在。与其他应用相同,不接地系统必须采用绝缘监视设备。但大型光伏系统还提出了一些与系统电压和电容漏电过高相关的特殊挑战。

太阳能电池板的导电元件与模块框架之间必须有足够的绝缘。如果是无框架电池板,则导电元件必须与外界绝缘。电池板放置不当、材料或分层差都会导致绝缘电阻不足,从而引起电池板边缘或背板漏电。

全球标准 IEC 61557-8 对绝缘监视器以及下述两个被认为与绝缘监视相关的重要因素做出了明确要求:RF(即绝缘电阻)和 Ce(电容漏电,从各个导体到地)。

故障检测
漏电电流主要源自光伏模块对地泄漏的容性电流,它受光伏模块类型、位置、环境条件(如雨水、湿度)及其他系统组件(即逆变器、防雷装置)的影响。

电容会随光伏设备的装机规模而变化,因为被太阳能电池板覆盖的区域相当于一个大的电容器。这意味安装的太阳能电池板越多,电容漏电的风险越高,电磁干扰问题越多,人身安全、电能质量及系统损耗问题也越多。

ABB 可以为各种交直流电力系统提供全系列的电气产品,包括用于测量工业电路的绝缘监视器。一旦发生故障,该产品可以立即检测到并发出报警。

在太阳能光伏发电设备中,运行连续性至关重要。如果安装 ABB 绝缘监视器,可以预防故障,减少维修和宕机时间,保护客户的投资。ABB 产品可以满足最高 1000V DC 和2000微法(μF)光伏发电系统的需求。

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