逆變器選擇合適的光伏直流開關(guān)的重要性和方法_第1頁(yè)
逆變器選擇合適的光伏直流開關(guān)的重要性和方法_第2頁(yè)
逆變器選擇合適的光伏直流開關(guān)的重要性和方法_第3頁(yè)
逆變器選擇合適的光伏直流開關(guān)的重要性和方法_第4頁(yè)
逆變器選擇合適的光伏直流開關(guān)的重要性和方法_第5頁(yè)
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蘇州普兆新能源設(shè)備有限公司ProJoyElectric

Co.,Ltd.ProJoyElectric

Co.,Ltd.XinTangIndustrialZoon,Suzhou,ChinaTel:

+86-512-6878-6489Fax:

+86-512-6878-6489蘇州普兆新能源設(shè)備有限公司中國(guó)蘇州平江區(qū)城北街道新塘工業(yè)區(qū)電話:

+86-512-6878-6489傳真:

+86-512-6878-6489網(wǎng)址:

選擇合適的光伏直流開關(guān)的重要性和方法一、光伏直流開關(guān)質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致多家澳大利亞太陽(yáng)能公司關(guān)門大吉越來(lái)越多的澳大利亞太陽(yáng)能公司由于貼牌銷售的光伏直流開關(guān)不合格導(dǎo)致關(guān)門大吉。幾乎所有的澳大利亞經(jīng)銷商都選擇對(duì)進(jìn)口廉價(jià)的直流開關(guān)進(jìn)行貼牌來(lái)銷售,一來(lái)開關(guān)的貼牌比較容易,僅僅更換名牌和包裝,原廠配合容易;其次這些原廠往往屬于小作坊,沒(méi)有什么品牌知名度,規(guī)模小,也愿意配合。經(jīng)銷商通過(guò)貼上澳洲本地品牌進(jìn)行銷售能增加廉價(jià)直流開關(guān)的附加值。經(jīng)銷商對(duì)貼牌后的產(chǎn)品需要承擔(dān)后期所有的質(zhì)保服務(wù),對(duì)產(chǎn)品的問(wèn)題承擔(dān)一切責(zé)任。這樣,一旦產(chǎn)品有質(zhì)量問(wèn)題,會(huì)讓經(jīng)銷商承擔(dān)更高的風(fēng)險(xiǎn),影響自身的品牌影響度,這也是導(dǎo)致這些公司倒閉的主要原因。這些直流開關(guān)主要的問(wèn)題在于:觸點(diǎn)高阻抗引起過(guò)熱,甚至起火;開關(guān)無(wú)法正常關(guān)斷,開關(guān)手柄保持在‘OFF’狀態(tài);不完全切斷,引起火花;由于容許工作電流太小,容易引起過(guò)熱,使開關(guān)滅弧室損壞甚至外形變形。昆士蘭一家公司出售據(jù)檢驗(yàn)有安全隱患的直流開關(guān),在用戶屋頂?shù)奶?yáng)能系統(tǒng)上引發(fā)了至少

70

起火災(zāi),另外還有數(shù)以萬(wàn)計(jì)存在電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的房主憂心忡忡??偛吭O(shè)在陽(yáng)光海岸的Advancetech

是一個(gè)歷史悠久的公司,他們的座右銘是“嘗試,測(cè)試,可信”。2014

5

12

日,昆士蘭首席檢察官Jarrod

Bleijie

下令立即召回由Advancetech

公司進(jìn)口及銷售的

27600

個(gè)太陽(yáng)能直流開關(guān),該光伏直流開關(guān)在進(jìn)口時(shí)被更名為“Avanco”。2014

5

16

日,Advancetech

進(jìn)入破產(chǎn)清算,所有安裝商和二級(jí)分銷商不得不自己承擔(dān)更換問(wèn)題產(chǎn)品的費(fèi)用及風(fēng)險(xiǎn)。蘇州普兆新能源設(shè)備有限公司ProJoyElectric

Co.,Ltd.這表明,關(guān)鍵不在于你購(gòu)買了什么而是你向誰(shuí)購(gòu)買的東西及其潛在的風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)信息可以查閱.au/content/index.phtml/itemId/1059088。ProJoyElectric

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圖一:AVANCO

品牌光伏直流開關(guān)召回通知另外在澳大利亞被召回的品牌還涉及到:GWRPTYLTD

Trading

as

UniquipIndustries

公司的直流開關(guān),召回原因是過(guò)熱和引起火災(zāi):.au/content/index.phtml/itemId/1060436NHP

ElectricalEngineering

Product

Pty

Ltd

公司的直流開關(guān),召回原因是當(dāng)手柄切換到’OFF’狀態(tài),但是觸點(diǎn)始終是’ON’狀態(tài),開關(guān)無(wú)法關(guān)斷:.au/content/index.phtml/itemId/1055934蘇州普兆新能源設(shè)備有限公司ProJoyElectric

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ELECTRICALSAFETY

RECALLDC

SolarNHIPs-oKlDaAt-o4r32andKDM-432MetalandplasticversionssoldatElectricalWholesalersNHPDCSolarIsolatorSwitcheswithdatecodesfromx0113tox3813(xcanbeanynumberbetween

1&5)havebeenrecalled.Notethatthelastfourdigitsarecriticaltoidentifytheaffectedproduct.Switcheswithdatecodesx3913andabovearenotaffected.Thesedatecodesareonlylabelledinternally

andshouldonly

beaccessedbyanauthorisedelectricalcontractor.Affectedunitswouldhavebeensoldtoelectricalwholesalersorsolarcontractors/installersbetweenJuly2013andFebruary7th

2014.DEFECT:

Theswitchmaystillbe‘ON’evenwhenthehandleisindicating‘OFF’.HAZARD:Thereisariskofelectricshocktotheelectricalcontractorduringmaintenanceandinstallation.WHATTO

DO:Electrical

contractors/Installers:Defectiveswitchesarerequiredtobereplaced.ForfurtherdetailscontactNHPElectrical

EngineeringProductsPtyLtdbyphoning(03)93684088(duringbusinesshours)orvisit.au/recall.Re-sellers:Ceasesupplyingswitcheswithaffecteddatecodesandarrangereturnsbycontacting(03)93684088oremailNHPReturns@.au.Visit.au/recall

forfurther

details.AusSee.au

forinftralianproduct

recallormation圖二:NHP

品牌光伏直流開關(guān)召回通知DKSH

Australia

Pty

Ltd

的PVPower

品牌直流開關(guān),召回原因同樣是過(guò)熱和引起火災(zāi):.au/content/index.phtml/itemId/1056490ELECTRICALDC

SolarSAFETY

RECALL"PVPower"braInsdoeldaXtPoDrCISO1000V32ADC

IsolatorP

V

P

ow

erbrand

m

ark"PVPower"brandedDCIsolator,partnumberXPDCISO1000V32A.Soldthroughelectricalwholesalersordirecttosolarcontractors/installersbetween

August2012toAugust2013.DEFECT:Productinternalfault,whereahighresistantconnectionmay

formHAZARD:RISKOF

FIREThereisariskthattheDCisolatormayoverheatand,insomecases,cause

fire.WHATTO

DO:Electrical

Contractors/InstallersShutdownthePVsystem.TheDCIsolatorsarerequiredtobe

replaced.ForareplacementprogramcontactDKSHbyphoning1800006137(duringbusinesshours),visiting.au/recalloremailing

recall.au@.Wholesalers/ResellersCeasesupplyingPVPowerDCIsolatorsandarrangereturnsbycontacting1800006137oremailingrecall.au@.Visit.au/recallforfurther

details.Forfurther

informationPleasedirectallcallsandanyqueriesconcerningthisrecalltoDKSHbyphoning1800006137(duringbusinesshours),emailingrecall.au@orvisiting

.au/recall.AustSee.au

forinforalianproduct

recallrmation圖三:PVPOWER

品牌光伏直流開關(guān)召回通知蘇州普兆新能源設(shè)備有限公司ProJoyElectric

Co.,Ltd.eltechindustries

公司的的DC

ISO-MAX

品牌直流開關(guān),主要原因是由于設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致不完全切斷,甚至產(chǎn)品火弧和過(guò)熱:.au/content/index.phtml/itemId/1009869ProJoyElectric

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Industry

B

ulletin–25

January

2012DCISO-MAXS

olar

C

o

nnectD

C

Isolator

–S

w

itch

FailuresFurthertothebulletinreleasedbyEnergySafeVictoria(ESV)dated26October2011,weprovidethefollowingupdatetothe

industry.TheapproximatenumberofDCISO-MAXSolarConnectDCIsolatorswitchesreportedtohavefailedtodateis28outofapproximately25,000thathavebeen

installed.R

esultsofexpertinvestigationSwitchessuppliedbyEltechhavebeeninvestigatedbyanindependentexpertspecialisinginswitchdesign,testingand

application.Theresultsoftheinvestigationhaveshown

that:Someswitcheshaveadefectiveswitchingmechanismresultingina

manuallydependentslowmake/slowbreakoperation,whichmayproduaeparctialcontactclosureandarcing.Failureofsuchswitchesislikelytooccurwithinminutesevenatlowcurrents.Thereisariskthattheswitchandtheenclosuremaycatch

fire.SwitchesLS16,LS25andLS32,operatingatcurrentsgreaterthan12A,arelikelytooverheatevenwithcorrectlyoperatingswitching

mechanisms.A

ction

taken

b

y

E

ltechWhilstthenumberofburntoutswitchesisverysmall,intheinterestofpublicsafetyandin

consultationwithESV,EltechhasdecidedtoundertakeastagedreplacementofallDCISO-MAXswitchesinstalledbetweenJuneandNovember

2011.The

replacementswitcheshaveamanuallyindependentquickmake/quickbreakmechanism.Connectwithfourpolesinserieswithratingsasperthenameplateforoptimum

performance.2Eltechisintheprocessofmakingarrangementswithitscustomers(installersof

theswitches)toarrangeforthereplacementofallremainingswitches,inthefollowingorderof

priority:thoseswitchesthatareoperatinginsolarsystemsatcurrentsgreaterthan

12A;followedbyallremaining

switches.Whatshouldyou

do?ToassistEltechinthetimelyreplacementofswitches,ifyouhaveinstalledanyDCISO-MAXswitches,orifyouhaveanyDCISO-MAXswitchesinstalledatyoupremises,pleasevisittheEltechwebsiteat

.auand

completeaDCISO-MAXAdviceForm(forinstallers)orClaimForm(forhome

owners).Eltechortheinstallerofyourswitch(es)willbeincontactwithyouinduecoursetoarrangeforthe

DC

ISO-MAX

switch(es)

tobereplaced.3Asrecommendedinpreviousbulletins,allswitchesthathavebeenswitchedoff

should.3

remainswitchedoff.Anyswitchesthatarepresentlyswitchedonshouldremainswitchedon.

Ifyouwanttooperateyourswitchonoroff,pleasecontactEltechforassistanceon1300

76

44

70.docs3349519v1

DAH圖四:DC

ISO-MAX

品牌光伏直流開關(guān)召回通知目前市面上也有很多所謂的直流斷路器并不是真正的直流斷路,而是由交流斷路器改良而來(lái)。光伏系統(tǒng)一般斷開電壓和電流都比較高,萬(wàn)一有接地故障,高的短路電流會(huì)把觸頭拉到一起,從而造就極高的短路電流,最大可高達(dá)千安培(取決于不同產(chǎn)品)。尤其是光伏系統(tǒng)中常見多路電池板并聯(lián)輸入或者多路電池板獨(dú)立輸入,這樣就需要同時(shí)切斷多路電池板直流并聯(lián)輸入或多路電池板直流獨(dú)立輸入,這些場(chǎng)合對(duì)直流開關(guān)的滅弧能力要求會(huì)更高,這些改良而來(lái)的直流斷路器用在光伏系統(tǒng)中會(huì)存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。交流電的每個(gè)周期都有自然過(guò)零點(diǎn),在過(guò)零點(diǎn)容易熄?。欢绷麟姏](méi)有零點(diǎn),電弧難以熄滅。交流系統(tǒng)滅弧容易,直流系統(tǒng)滅弧比較困難。由于系統(tǒng)不一樣、滅弧的原理不同,因此交流斷路器與直流斷路器在結(jié)構(gòu)和性能上有很大區(qū)別。相對(duì)于交流斷路器,直流斷路器需要增加額外的滅弧裝置以增強(qiáng)滅弧能力。任何交流斷路器大部分材料采用一些適用于交流電路的設(shè)計(jì)制造,這意味著無(wú)論負(fù)載的電壓是

230

伏(交流)還是

400

伏(交流),它都是

50/60

赫茲蘇州普兆新能源設(shè)備有限公司ProJoyElectric

Co.,Ltd.的正弦波。在通斷交流電時(shí),一定要注意電壓的特點(diǎn)是它一定會(huì)通過(guò)

0

伏,因此,盡管不同的負(fù)載情況有不同,但是電流都會(huì)逐漸自行消失——這里指的是即使斷路器在電源峰值的時(shí)候開關(guān),且觸頭間有電弧形成,電源電壓減小到

0伏的過(guò)程也意味著負(fù)載的電壓同樣會(huì)趨向于零,電弧被滅掉。然而,直流負(fù)載電壓總保持恒定,通過(guò)觸頭之間的功率總是不變,除非負(fù)載變?yōu)榱?。如果?fù)載是

500

伏(直流),25

安培,那么它現(xiàn)在,一秒以后,一分鐘以后,一小時(shí)以后都是

500

伏,25

安培——保持恒定。與交流不一樣,所有直流負(fù)載在整個(gè)關(guān)斷過(guò)程中直流開關(guān)觸頭之間的負(fù)載是恒定的;

直流電不穿越

0

伏電平,除非有系統(tǒng)電源故障(或其它錯(cuò)誤)。ProJoyElectric

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圖五:直流和交流電二、正確選擇直流開關(guān)的幾條標(biāo)準(zhǔn)如何為光伏系統(tǒng)選擇合適的直流開關(guān)呢?以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以作為參考:盡量選擇大品牌,尤其是通過(guò)國(guó)際認(rèn)證的品牌。光伏直流斷路器主要有歐洲的認(rèn)證

IEC

60947-3(歐洲通用標(biāo)準(zhǔn),亞太大多國(guó)家沿用),

UL

508(美國(guó)通用標(biāo)準(zhǔn)),UL508i(針對(duì)光伏系統(tǒng)用直流開關(guān)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)),GB14048.3(國(guó)內(nèi)通用標(biāo)準(zhǔn)),CAN/CSA-C22.2(加拿大通用標(biāo)準(zhǔn)),VDE

0660。目前國(guó)際大品牌都具備如上所有的認(rèn)證,比如英國(guó)的IMO

和荷蘭的SANTON,國(guó)內(nèi)的大多數(shù)品牌目前都只通過(guò)了通用性標(biāo)準(zhǔn)IEC

60947-3。選擇滅弧功能好的直流斷路器。蘇州普兆新能源設(shè)備有限公司ProJoyElectric

Co.,Ltd.滅弧效果是考核直流開關(guān)的最重要指標(biāo)之一。真正的直流斷路器都有專門的滅弧裝置,可以帶載關(guān)斷。一般真正的直流斷路器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較特殊,手柄和觸頭沒(méi)有直接的連接,所以通斷的時(shí)候不是直接旋轉(zhuǎn)觸頭而斷開,而是有特殊的彈簧進(jìn)行連接,當(dāng)手柄旋轉(zhuǎn)或者移動(dòng)到一個(gè)特定點(diǎn)時(shí)觸發(fā)所有的觸頭“突然斷開”,因而產(chǎn)生一個(gè)非常迅速的通斷動(dòng)作,使電弧時(shí)間持續(xù)比較短。一般國(guó)際一線品牌的光伏直流開關(guān)的電弧持續(xù)幾個(gè)毫秒時(shí)間內(nèi)被滅掉,比如

IMO

的SI系統(tǒng)宣稱是在

5

個(gè)毫秒內(nèi)進(jìn)行滅弧。而一般交流斷路器改良過(guò)來(lái)的直流斷路器電弧持續(xù)

100

毫秒以上。3.耐高電壓和電流。一般光伏系統(tǒng)的電壓可能達(dá)到

1000V(美國(guó)

600V),需要斷開的電流根據(jù)組件的品牌和功率、光伏系統(tǒng)連接方式是多串并聯(lián)還是多串獨(dú)立連接(多路MPPT)而不同。直流開關(guān)的電壓和電流由需要斷開的光伏陣列的串電壓和并電流決定。光伏直流斷路器在選型時(shí)參照如下經(jīng)驗(yàn):電壓=

NS

x

VOC

x

1.15(公式

1.1)電流=

NP

x

ISC

x

1.25(公式

1.2)其中N

串聯(lián)電池板的數(shù)量SN

并聯(lián)的電池組數(shù)量PV –電池板開路電壓OCISC

–電池板短路電流1.15

1.25

是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)一般大品牌的直流開關(guān)都可以斷開

1000V

的系統(tǒng)直流電壓,甚至設(shè)計(jì)斷開1500V

的直流輸入。大品牌的直流開關(guān)往往有大功率系列,比如

ABB

的光伏直流開關(guān)有上百安系列的產(chǎn)品,IMO

專注于分布式光伏系統(tǒng)用直流開關(guān),能提供50A,1500V

的直流開關(guān)。而一些小廠家一般只能提供

16A,25A

的直流開關(guān),其技術(shù)和工藝很難生產(chǎn)出大功率的光伏直流開關(guān)。4.產(chǎn)品型號(hào)齊全。ProJoyElectric

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Co.,Ltd.一般大品牌的直流開關(guān)有多種型號(hào)能滿足不同場(chǎng)合需求,有外置的、內(nèi)置的、端子通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)滿足多路

MPPT

輸入的、帶鎖和不帶鎖的、更有滿足多種安裝方式的比如底座安裝(安裝在匯流箱和配電柜中),單孔和面板安裝等。5.材料阻燃和防護(hù)等級(jí)高。一般直流開關(guān)的外殼、本體材料或者是手柄都是塑料,具有自身的阻燃特性,通常能達(dá)到UL94

標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量好的直流開關(guān)的外殼或者本體能滿足

UL

94V-0

標(biāo)準(zhǔn),而手柄一般達(dá)到

UL94

V-2

標(biāo)準(zhǔn)。其次對(duì)于內(nèi)置于逆變器內(nèi)部的直流開關(guān),如果外部有手柄可以進(jìn)行開關(guān),一般要求開關(guān)的防護(hù)等級(jí)至少滿足整機(jī)防護(hù)等級(jí)的測(cè)試要求。目前行業(yè)中應(yīng)用較多的組串型逆變器(一般小于

30kW

功率等級(jí))一般都滿足

IP65

的整機(jī)防護(hù)等級(jí),這就要求內(nèi)置直流開關(guān)和機(jī)器安裝時(shí)面板的密封性要求比較高。對(duì)于外置的直流開關(guān),如果安裝室外,都要求滿足至少IP65

的防護(hù)等級(jí)。三、光伏系統(tǒng)中直流開關(guān)的選型步驟光伏直流開關(guān)的選型一般通過(guò)關(guān)鍵參數(shù)初步估算并保證足夠的余量。光伏系統(tǒng)中光伏電池板本身的輸出功率受到天氣、環(huán)境溫度、逆變器功率點(diǎn)跟蹤等影響;其次,光伏逆變器本身有輸入功率的限制和保護(hù),有最大容許輸入電壓,以及電流的限制和保護(hù);最后直流開關(guān)本身的額定關(guān)斷能力和環(huán)境溫度也有關(guān)系。環(huán)境一定的時(shí)候電池板(電池陣列)輸出受逆變器直流側(cè)功率跟蹤的影響,隨著電壓的升高,直流開關(guān)通斷電流的能力會(huì)下降(熱效應(yīng)影響)??偟膩?lái)說(shuō)使用的直流開關(guān)能通斷電池板實(shí)際輸出的電壓和電流,天氣、環(huán)境穩(wěn)定、逆變器的功率跟蹤等都需要考慮在內(nèi)。最簡(jiǎn)單的方法是選擇的直流開關(guān)(無(wú)論外置和內(nèi)置)滿足如上公式

1.1

1.2的要求。由于電池板不可能工作在最大開路電壓和短路電流上,所以一般外置的直流開關(guān)使用最大功率點(diǎn)電壓和電流來(lái)做參考:電壓=

NS

x

VMP

x

1.15(公式

1.3)電流=

NP

x

IMP

x

1.25(公式

1.4)ProJoyElectric

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Co.,Ltd.對(duì)于內(nèi)置的直流開關(guān),可能還會(huì)受到逆變器本身最大輸入電壓和電流的限制,所以為了合理節(jié)約系統(tǒng)成本,一般依據(jù)直流開關(guān)能通斷電池板實(shí)際輸出的電壓和電流,并不高于所選擇使用的逆變器的保護(hù)電壓和電流。總的來(lái)說(shuō),直流開關(guān)的通斷V-1

曲線需要包絡(luò)逆變器允許輸入的直流電壓和電流曲線??偟膩?lái)說(shuō)光伏直流開關(guān)的選擇可以根據(jù)如下幾個(gè)步驟:確定系統(tǒng)電壓。所選擇的直流開關(guān)允許最大電壓需要能達(dá)到光伏系統(tǒng)電壓要求。常見的有600V

1000V。一般接入單相逆變器的系統(tǒng)電壓最高為

600V,三相組串型或者電站型逆變器的系統(tǒng)電壓最高為

1000V。確定獨(dú)立電池串的路數(shù)。如果是內(nèi)置的直流開關(guān),由于集成在逆變器內(nèi)部,所以和逆變器獨(dú)立的MPPT

數(shù)目有關(guān)系。常見的逆變器是單路

MPPT,雙路MPPT,市面上也有少數(shù)3

路MPPT

的并網(wǎng)逆變器。一般逆變器功率等級(jí)在

1kW~3kW

的設(shè)計(jì)為單路MPPT;3kW~30kW

為雙路MPPT,有少數(shù)公司也有三路MPPT

的逆變器;大型逆變器

100kW

以上一般都是通過(guò)匯流箱匯流后輸入一路MPPT。逆變器獨(dú)立的MPPT

數(shù)目決定了選擇的內(nèi)置直流開關(guān)的獨(dú)立通段對(duì)數(shù)。如果是外置直流開關(guān),可能和設(shè)計(jì)的系統(tǒng)組網(wǎng)有關(guān)系,可以選擇具有通斷多串電池板的外置直流開關(guān)或者選擇只能通斷一串電池板的外置直流開關(guān)ProJoyElectric

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