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光伏系統為什么會發生缺相故障?
2020-06-09

  甘肅有一個40KW的光伏電站,出現不發電的問題。業主在現場發現,并網箱過欠壓保護開關燒壞,換新后,逆變器還是顯示沒有電網。后又找電工檢查線路,用萬電表檢測發現三相電只有兩相有電,三相電缺了一相。客戶想知道,過欠壓保護開關被燒壞一般是什么原因,缺相該如何解決?



  客戶將這一問題發到微信群里,大家分析這個問題產生的原因,有網友認為是逆變器的原因,讓客戶聯系逆變器廠家售后處理;有網友認為過欠壓保護開關的容量偏小;還有網友認為是線頭和開關接觸處沒有壓緊;有網友看圖,認為是電纜線經太細,且線頭沒有壓好,接觸面積小,接觸點時間長了會發熱就燒了。


  經過網友熱烈討論,對各種可能性一一排查,首先排除過欠壓保護開關容量的原因,這個開關的容量是100A,而40kW逆變器最大電流是64.5A,可以滿足。其次討論逆變器的原因,逆變器是光伏電站的安全管家,其功能不僅僅是把光伏組件的直流電轉化為交流電,還負擔起電站的安全管理作用,當交流部分出現過壓、欠壓、缺相時,逆變器就會報警,停止運行,以免事故進一步擴大,且逆變器輸出三相都均衡,因此,交流部分缺相和逆變器的關系不是很大。


  最后大家把焦點集中在交流電纜上,發現交流電纜的截面積目測在6m㎡左右,認為這個電纜選型有問題,一般20kW以下的逆變器才選用6m㎡的線纜,40kW的逆變器,至少要接16m㎡才能滿足要求,如果電纜長度大于100米,電纜還應加大一號,需25m㎡才能滿足要求。



  那么問題來了,為什么選用線徑小一號的電纜,會導致電纜溫度升高甚至起火呢?這得從電纜的截流量的原理說起,電纜標稱的載流量,如6m㎡的電纜在溫度為40度時,載流量為40A,并不是只能通過40A的電流,超過就通不過,而是能通過大于40A的電流。那為什么要標一個40A的電流呢?主要是因為電纜額定溫度。每一種電纜都有額定溫度,有70度、90度、105度等多種,超過這個溫度,就會導致絕緣層破壞甚至起火,而電纜都有一定的內阻,電流通過時,會產生熱量,電流越大,產生的熱量就越高,電纜的溫度就越高。


  如上述40kW電站,逆變器最大輸出電流是64.5A,這個電流6m㎡的電纜也可以流通,但算一下損耗,6m㎡的電纜的內阻是3.2mΩ/米,如果線長100米,就有0.32Ω的內阻,電纜的損耗就是1331W,這么多的損耗是全部加在電纜上,三根電纜就接近4kW。


  從圖片上看,只有一相的電纜燒斷,從而造成缺相,這又是為什么呢?經過分析,發現這一根燒斷的電纜線,接頭比較松,沒有壓緊,因此電纜和過欠壓保護開關的接觸電阻比另外兩相大,發熱更嚴重,這一相的電纜便先燒斷,同時把過欠壓保護開關燒壞。



  群里還有朋友問,逆變器的缺相故障是怎么發生的,該如何解決?這就是逆變器的安全管家在起作用,逆變器有過欠壓保護功能,在運行過程中,時時刻刻在檢測交流電壓,只要有任何一相的電壓低于標準電壓的下限,逆變器都會停止運行。當故障完全排除,重啟逆變器,便可正常運行。


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