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光伏断路器:电站安全的"守门员"
2018-11-06 08:59:59   来源:北极星太阳能光伏网   作者:燕七  点击:

  电站安全是投资者获得收益的基础,然而尽管业内不断呼吁提升电站质量,电站事故却仍未能杜绝。粗略统计,2018年上半年经报道的光伏电站起火事故就达十多起,涉及的电站类型包含山地电站、户用电站、工商业分布式项目等。业内人士认为,光伏电站故障频发与设备选型密切相关,通常投资者在设备选型时往往更关注组件、逆变器等“大件”设备的质量,光伏断路器、接线盒等小部件往往被忽略,殊不知这些小部件,却担负着光伏电站安全运行的重任。


  光伏专用断路器的重要性


  光伏断路器在整个系统投资的占比为0.1%-0.2%左右,就成本而言可以说是电站系统的“小透明”。而在职能上,虽然它不像组件、逆变器设备那样直接参与发电过程,却可以在线路出现短路等故障时及时切断电路,堪称光伏电站的安保系统。


  近两年来,看中光伏产业的发展前景,各路低压电气企业开始抢滩光伏市场。据不完全统计,当前国内生产光伏断路器产品的低压电气企业大大小小近200家,这其中,有专门生产适应自助领彩金的白菜网特性的光伏直流断路器产品,也不乏提供交直流两用,或者完全提供交流断路器产品的企业。


  在专业人士看来,自助领彩金的白菜网的特殊环节在于通过逆变器进行直流和交流的转换,因此在交流侧和直流侧需要采用不同断路器的产品。而在实际的产品选型中,部分采购商为追求低成本,将交流断路器用在直流侧的现象非常普遍,这些交流开关的灭弧能力、额定带载切断功率远远不够,容易导致过热、漏电和火花。


  德力西电气EU销售总监王仲解释,“光伏直流开关的工作电压相对较高,直流电流没有零点,直流系统的灭弧分断难度也比交流系统难度更高。这就导致断路器在分段拉弧的时候出现不容易分段的情况,如果没有及时切除故障,时间稍微延迟就可能造成火灾。而直流断路器有不同的灭弧罩和灭弧室,灭弧能力高于交流断路器产品。”


  “交直流两用的断路器在直流系统灭弧的可扩性上还存在问题,相对而言,直流断路器在分段能力、灭弧速度上更有优势。德力西CDB9Z小型直流断路器采用永磁体强迫吸弧的设计,在发生短路时,断路器的永磁体可以在短时间内把电弧吹进灭狐室,有效熄灭电弧,时间小于6毫秒。”德力西电气产品经理苏国华介绍。


  选型标准:高可靠、高安全性


  从大型地面电站到分布式电站,对于光伏断路器产品而言,技术参数是从大到小的转变。而在产品特性上,针对不同的应用环境,产品在设计上各有侧重。大型电站通常分布在西北地区,昼夜温差大、风沙大、高海拔的恶劣环境下,会加速断路器的老化。这就需要断路器产品不断提升适应环境的能力和抗干扰能力。近年来分布式光伏电站应用场景更为复杂,水面、渔光互补电站水汽大、高盐雾的特点又要求产品提升抗盐雾、防腐蚀的能力。


  产品的高可靠性是用户选型的关键指标,影响产品可靠性的因素有多个方面,如原材料的选择、供应商的管理、产品制造过程的流程把控和质量控制以及产品的设计等,而设计环节更是企业研发能力的体现。


  据了解,触头是断路器产品的易损部件,也是生产厂家花费心力设计的重点。为了提高断路器的使用寿命,德力西直流断路器产品采用快速闭合设计,触头的闭合与操作者操作方式无关,这种设计将显著降低操作时电弧对触头的影响,提高断路器的电气寿命。当负载类型为高冲击性负载时,快速闭合技术使其效果和优势更加明显。而对于应用在交流侧的交流断路器产品,德力西采用特殊触头设计,弧触头保护主触头,使主触头不被磨损,大大提高了断路器使用寿命,还能避免触头粘连,防止拒动,安全可靠。苏国华表示,产品的温升、元件的数目也影响着断路器的可靠性,需要引起厂家的重视。


  王仲介绍,借助国外合资企业施耐德在技术上的支持,德力西产品的PPM(百万分之故障率)指标达到国际一线水平。


  多年来,技术和市场两头在外导致采购商对国外元器件产品更为推崇,实际上经过多年的发展国内产品在技术和性能上已经有了大幅提升。在王仲看来,国内很多厂家在电子设计上有抗干扰能力,从产品、成本、售后服务等多方面来看,国产产品的性价比并不比国外的产品差。王仲表示,当前国家也在倡导装备国产化,他也呼吁业主们相信并选择国产化产品。


  “5·31”新政之后国内光伏市场缩紧,受市场竞争等多种因素影响,部分光伏企业退出了市场。而德力西对于光伏行业的发展仍然充满信心,王仲认为,从宏观形势来看,国家能源调整的趋势是不变的,到2020年非化石能源的占比要达到15%,而光伏又是非化石能源的主力,虽然光伏行业暂时迎来缓冲期,但整体趋势不会改变。当前德力西的解决方案涵盖光伏组件、光伏汇流箱、逆变器、低压开关柜、箱式变压器等产品,未来德力西将关注为光伏储能逆变器及微电网的应用提供相应产品。

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