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光伏電站低壓側(cè)防雷器選型分析
發(fā)布日期:2022-08-17

一、案例描述 

· 光伏并網(wǎng)逆變器通常采用空間矢量調(diào)制算法(SVPWM)以達到直流母線利用率高和輸出電壓諧波小等優(yōu)點,但是SVPWM調(diào)制算法會帶來較大的輸出共模電壓;同時在無變壓器隔離的光伏逆變器中,光伏陣列與大地之間存在著寄生電容,寄生電容也會產(chǎn)生共模電壓?;谝陨显?,光伏并網(wǎng)逆變器工作時交流輸出存在著一個對地的共模電壓。

·  隨著光伏系統(tǒng)應(yīng)用電壓的提高,致使晶體硅光伏組件中的電路與其接地金屬邊框存在電位差,在此電位差作用下出現(xiàn)離子遷移,造成組件光伏性能的持續(xù)衰減,業(yè)內(nèi)稱之為電勢誘導衰減效應(yīng)(PID效應(yīng))。為了消除PID效應(yīng),需提高電池板PV-對地電壓,使所有PV 電池板PV-對地電壓接近于0V,這樣相對地之間電壓就要升高。 

基于以上兩點原因,本項目箱變低壓側(cè)防雷器的型號為TBP-315/100/3P,因為我方?jīng)]有要求、箱變廠家也沒有考慮到輸出共模電壓提升了交流側(cè)相對地電壓,造成防雷器燒毀。

二、案例分析

· 本項目使用的是集中式逆變器,針對集中式逆變器據(jù)分析如下:目前解決極板PID現(xiàn)象的方法除了在制造工藝和材料上進行改進外,設(shè)計及施工上,可以通過PV 負極進行接地來解決此問題?,F(xiàn)在集中式逆變器負極接地之后,電池板負極對地電壓接近0,直流側(cè)最大輸入為1000VDC,交流側(cè)相對地電壓就升高為,此時箱變廠家仍然按照額定電壓315V選擇TBP-315/100/3P型號防雷器,顯然不能滿足耐壓要求,所以造成防雷器燒毀。組串式逆變器同樣存在此隱患,為防止以后設(shè)計時出現(xiàn)類似事故,故對組串式逆變器(以華為為例:輸出500V)分析如下:消除PID現(xiàn)象除了在工藝及材料選用上盡量做到最好之外,目前主要采用抬升PV-對地電壓,使其接近于0,達到消除PID效應(yīng)的作用。主要工作原理如下:在逆變器工作后,逆變器的BUS 電容中點、電池板組串電壓中點(PV-對地)與交流N 線對地電壓相等,如想提高電池板組串中點對地(PV-對地)電壓,只需提高交流側(cè)N-PE 之間電壓即可。在逆變器工作時,防PID 模塊一起工作,防PID模塊通過RS485與華為數(shù)據(jù)采集器通訊,數(shù)據(jù)采集器讀取所有逆變器的PV-對地電壓,再下發(fā)控制命令給防PID 模塊,使防PID 模塊調(diào)整輸出電壓,即交流虛擬中點對地電壓(系統(tǒng)為三相三線制,交流虛擬中點由PID 模塊的三相對稱電感合成得到),直到數(shù)據(jù)采集器讀取逆變器的PV-對地電壓均接近于0V, 從而達到抑制組件PID 衰減的作用。防PID 模塊最高輸出電壓Udc 為500VDC,此時交流側(cè)相對地電壓就升高為,如果再按照常規(guī)選擇,就會造成防雷器燒毀,故以后在項目設(shè)計時需考慮。 主要工作原理如下圖所示:

 

 

三、案例解決措施:

· 針對本項目,箱變廠家根據(jù)逆變器廠家對箱變低壓側(cè)防雷器參數(shù)要求選擇防雷器,解決方案如下:

采用3P+1P型式(4片440VAC),線電壓之間880V,相對地之間880V也滿足要求。接線方式如下圖所示:

 

 

· 除上述方案外,采用如下方案也能滿足要求:

采用3P型式(3片750VAC),線電壓之間1500V,相對地為750V,也能滿足要求。接線方式如下圖所示:

四、案例總結(jié):

因各逆變器廠家防PID措施不同,導致逆變器廠家交流側(cè)防雷器參數(shù)不同。在項目設(shè)計時需注意以下兩點:

· 要求逆變器廠家提供交流側(cè)防雷器參數(shù)并簽至技術(shù)協(xié)議中。

· 將逆變器廠家要求的防雷器參數(shù)簽至箱變技術(shù)協(xié)議中,并說明與箱變低壓側(cè)銅排有電路聯(lián)系的設(shè)備(如控制變壓器、連接控制變壓器的斷路器等)絕緣均需滿足逆變器輸出電壓特性。本次分析主要針對光伏地面電站,分布式380V并網(wǎng)項目也應(yīng)滿足上述要求。

 

(本文屬知識庫及科普性質(zhì),資料來源互聯(lián)網(wǎng),版權(quán)歸原作者所有)

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