1. Först förstå varför solcellssystemet inte fungerar
Flera risker för långvarig-exponering av solcellsmoduler för utomhusbruk:
Hot spot-effekt: När en cell blockeras, skadas eller åldras genererar den inte längre elektricitet utan blir ett motstånd som förbrukar elektricitet som genereras av andra celler. Temperaturerna i området kan plötsligt stiga till hundratals grader Celsius, tillräckligt för att bränna bakpaneler och till och med antända komponenter.
Ledningens interna kortslutning: kabelisoleringen åldras, sömvatteninträngning, virtuell anslutning av anslutningen, etc., kan orsaka kortslutning, producerar omedelbart många tiotals gånger den normala arbetsströmfelströmmen.
Omvänd ström: När en sträng stannar på grund av ett fel, återgår strömmen från andra normala strängar genom felsträngen, vilket orsakar sekundär skada.
krafthalvledarenheter som IGBT i växelriktare är extremt sofistikerade. När DC-sidans ström är utom kontroll kan den skadas permanent på millisekunder och hela växelriktaren kan överges.
Hela uppdraget med en solcellssäkring är att helt bryta kretsen under de första millisekunderna efter en katastrof.
2. Skyddsmekanism för solcellskomponenter
Skydd 1: Isolera heta punkter från att brinna.
När ett visst batteri upplever en hot spot ökar felströmmen snabbt längs strängkretsen. När strömmen överstiger ett inställt tröskelvärde smälter säkringen snabbt, vilket helt isolerar hela den felaktiga ledningen från systemet. Andra normala strängar är opåverkade och fortsätter att generera elektricitet. I avsaknad av en säkring kommer den ihållande höga strömmen som genereras av värmekällan att färdas längs kabeln, inte bara bränna defekta komponenter utan även potentiellt påverka intilliggande komponenter.
Skydd 2: Bryt kort-strömmen för att förhindra att kabeln tar eld.
När en seriekortslutning inträffar kan kortslutningsströmmen- nå mer än 10 gånger den normala arbetsströmmen. Om säkringen inte bryts i tid kommer kabeln att överhettas, isoleringen kommer att smälta och till och med antända det omgivande materialet på kort tid. Säkringens svar på millisekund kan förhindra en brand vid källan genom att bryta kretsen innan kabeltemperaturen stiger till ett farligt värde.
Skydd 3: Förhindra reflux.
När en sträng kopplas bort från nätverket av en säkring, kommer strömmen från andra normala strängar inte att flyta tillbaka till grenen i fråga. Detta verkar vara en "bieffekt" av säkringar, men är i själva verket en extremt viktig form av skydd-det säkerställer att felen hålls till ett minimum och inte sprider sig eller expanderar.
3. Skyddsmekanism för växelriktare
Skydd 1: Fungerar som "den sista försvarslinjen" för växelriktare.
Även om växelriktaren i sig har funktionen av översvämningsskydd är dess reaktionshastighet och brytförmåga begränsad. När en kraftig kortslutning uppstår på DC-sidan stiger felströmmen snabbt och kan ha bränt ut IGBT innan växelriktarens elektroniska skyddskrets aktiveras. Den rena fysiska smältmekanismens växelriktare är inte beroende av någon elektronisk signal, har snabb svarshastighet och stark brottförmåga och är ett oersättligt skydd på hårdvarunivå för växelriktarens DC-ingång.
Skydd 2: Begränsa feleffekten och minska skadorna.
Även vid fel kan säkringens snabba säkring avsevärt förkorta felströmmens varaktighet. Ju kortare strömtiden är, desto mindre energi frigörs till växelriktaren och desto mindre påverkan blir det på kraftenheten. I många fall beror det på att säkringen bryter kretsen på millisekunder som växelriktaren kan "överleva" genom att helt enkelt byta ut säkringen för att komma tillbaka till jobbet, snarare än att byta ut hela enheten.
Skydd 3: Uppnå exakt isolering av felgrenar för att säkerställa övergripande systemdrift
I ett system där flera strängar är parallella med samma växelriktare, om en sträng går sönder utan en säkring, påverkas hela växelriktarens DC-ingång, vilket kan utlösa en skyddande avstängning av växelriktaren och få alla strängar att sluta generera elektricitet. Med kaskadsäkringar klipps endast de felaktiga grenarna av och den återstående normala serien fortsätter att försörja växelriktaren, vilket minimerar förlusten av systemets kraftgenerering.
4, Komplett logisk kedja av säkringsskyddsåtgärder
I händelse av ett fel är hela skyddsprocessen som följer:
Den första är strömavvikelsen som orsakas av kortslutning, hotspot-backflow, överbelastning, etc.
Det andra steget är att öka strömmen snabbt, och när strömmen når säkringens märkström börjar insidan av smältan att värmas och smälta.
Det tredje steget är att smälta smältan helt och hållet, och bryta kretsen på millisekunder till tiotals millisekunder.
Steg fyra, återställ felströmmen till noll och ta bort alla komponenter, kablar och växelriktare från fara.
Steg fem, operatörer och underhållspersonal lokaliserar och byter ut säkringen för att återställa normal drift av systemet.
Processen kräver ingen extern strömförsörjning, är oberoende av eventuella styrsignaler, påverkas inte av någon mjukvarulogik och är den renaste och mest pålitliga skyddsmetoden.
5, Varför kan inte säkringar helt ersättas med elektroniskt skydd?
Många kanske frågar sig: Har inte växelriktaren redan elektroniskt överströmsskydd? Varför behöver vi säkringar?
Anledningen är att elektroniskt skydd är ett slags "mjukt skydd" som förlitar sig på sensordetektering, kontrollchipsbedömning och IGBT-avstängning. Om någon av länkarna på denna länk stöter på problem kan skyddet gå sönder. En säkring är ett "hårt skydd" som bara känner igen storleken på strömmen, och när den anländer smälter den inte, har inga felfunktioner, kräver inte underhåll och kräver inte underhåll. kalibrering.
"Mjuk/hård kombination" är den säkraste lösningen i en miljö med hög-spänning, hög-ström, hög-felenergi på PV DC-sidan: elektroniskt skydd är ansvarigt för daglig överbelastning och mindre anomalier, medan säkringar är ansvariga för de mest extrema kortslutnings--och hög-strömsfel. De två är komplementära och oumbärliga.
