浅析光伏电站汇流箱直流熔断器改造方案获奖科研报告

浅析光伏电站汇流箱直流熔断器改造方案获奖科研报告摘要：通过近两年深入分析光伏电站汇流箱直流熔断器的故障原因，有针对性的提出解决方案，经过一年多的试运行，取得了积极的效果。

关键词：光伏；汇流箱；熔断器

一、实施背景

以某个光伏电站为例，共有三期；一期光伏装机容量22MWp，其中，#1-#3方阵房采用常州亿晶太阳能235Wp组件16128块；#4-#18方阵采用常州天合光能235Wp组件77489块，共计93617块。共建18个光伏子系统，每42块光伏组件为一组，呈上下分布为两排，每排21块串联为一条支路，每组共两条支路接入至相应汇流箱。共安装有280个国电南自专用防雷汇流箱。

二期光伏装机容量为48MWp，共安装162711块295Wp英利多晶硅电池组件。共建48个光伏子系统，每32块光伏组件为一组，呈上下分布为两排，上下各8块组件串联为一条支路，每组共两条支路接入至相应的汇流箱。共安装有816个国润智能聚优汇流箱。

三期光伏装机容量为10MWp。共安装33840块305Wp上海航天机电多晶硅电池组件。共建10个光伏子系统，每36块光伏组件为一组，呈上下分布为两排，每排18块串联为一条支路，每组共两条支路接入至相应汇流箱。共安装有280个国电南自专用防雷汇流箱。光伏场站现场每天大概损坏15个左右的汇流箱直流熔断器。需要安排专人每天从事更换熔断器工作。

1、整改的必要性和可行性

全站光伏直流熔断器损坏每年造成损失材料费8万元，损失电量费用12万元，损失人力费用20万元，合计每年造成损失40万元。

2、预期效果

2.1改造后可以为现场节省2人的人力资源。

2.2改造后每年可以节省材料费8万元。

2.3改造后每年可以多发12万kwh电量。

二、原因分析

1、保险质量分析

现场使用的直流熔断器是HOLLYPV10-15A熔断器。通过对比多个光伏场站的直流熔断器，发现HOLLY熔断器损坏率较高。通过对熔断器的外观和结构进行分析，发现熔断点集中在内部熔丝顶端焊接处。得出的结论是现场使用的HOLLY熔断器组装工艺有问题，导致熔丝达不到额定值，内部熔丝顶端焊接处容易熔断。

2、环境温度分析

对现场的直流熔断器进行测温工作，直流熔断器的温度在50℃-65℃左右。通过查阅资料在该温度下15A的直流熔断器的实际额定电流在12A左右，现场的实际工作电流在8.5A左右，熔断器额定电流接近实际工作电流会造成熔断器寿命降低。得出的结论是环境温度对直流熔断器有影响，为了保证实际额定电流在15A左右，可以选用20A直流熔断器。

3、汇流箱结构分析

通过对比分析，发现熔断器熔断率较高主要是南自新能源汇流箱和国润智能聚优汇流箱（国润智能聚优汇流箱和南自新能源汇流箱结构完全一样），金宏威汇流箱基本上没有故障。通过对比分析，金宏威汇流箱的MD25A-1600V防反二极管安装在正极，直流熔断器使用中熔RS308熔断器。南自新能源汇流箱MDA55A-1600V防反二极管安装在负极。得出结论，防反二极管装在负极会导致直流熔断器损坏。

三、改造方案

总体方案为“部分改直流熔断器，部分改防反二极管”由简到难，分批改造

1、方案概述

计划先对一期进行改造，如果改造效果明显，在二期和三期推广。

将11-12号方阵更换为茗熔PV1020A熔断器，将13-14号方阵更换为茗熔PV1015A熔断器，将15-16号方阵更换为中熔RS308-PV20A熔断器，将17-18号方阵更换为中熔RS308-PV20A熔断器。将9-10号方阵负极防反二极管跨接。

南自新能源（国润智能聚优）汇流箱内部结构

金宏威汇流箱内部结构

更换直流熔断器。通过和现场了解，国产直流保险质量完全符合要求。可以将熔断器替换为茗熔PV1015A熔断器和中熔RS308-PV15A熔断器。为了预防温度对直流保险额定电流的影响，部分熔断器可以更换为茗熔PV1020A熔断器和中熔RS308-PV20A熔断器。

取消负极防反二极管。将负极直流熔断器跨过MDA55A-1600V防反二极管直接接在负极母排上。

2、技术质量要求

1）提供直流熔断器的相关认证报告。

2）直流熔断器电阻不大于1欧姆。

3）直流熔断器额定电流为15A、20A。

3、工期估算

1）直流熔断器订货5天，运输10天，安装5天，共计20天。

2）汇流箱负极防反二极管跨接，施工期15天。

4、工程量清单

四、验证效果

1、对比更换熔断器15A和20A的情况，验证是够和熔断器容量有关；对比更换熔断器和取消负极防反二极管的情况，验证是否和防反二极管有关。

2、实施效果。全站光伏直流熔断器损坏每年造成损失材料费8万元，