《光伏发电系统直流电弧保护技术要求gbt+39750-2021》详细解读

《光伏发电系统直流电弧保护技术要求gb/t39750-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4基本规定5保护装置要求6保护方式contents目录7保护测试附录A(资料性附录)电弧检测信号通道与光伏组串示意图附录B(资料性附录)电弧保护装置附录C(资料性附录)保护方式适用情况说明附录D(资料性附录)测试系统线路结构图011范围术语和定义：详细阐述了光伏发电系统、直流电弧、直流电弧故障保护等关键术语及其定义，确保各方对标准内容有统一理解。01技术要求：明确了光伏发电系统应具备的直流电弧保护功能，包括故障识别、保护动作时间、保护效果等方面的具体要求。02测试方法：提供了用于验证光伏发电系统直流电弧保护功能的测试方法，包括模拟电弧故障、测试保护动作时间等步骤。03检验规则：制定了光伏发电系统直流电弧保护功能的检验流程和合格判定标准，确保产品的质量和安全性。04标志、包装、运输和贮存：规定了光伏发电系统在标志、包装、运输和贮存方面的要求，以保障产品在流通过程中的安全性和完整性。05本标准规定了光伏发电系统直流电弧保护技术要求的术语和定义、技术要求、测试方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。022规范性引用文件该标准主要引用了与光伏发电系统、直流电弧保护相关的国家和行业标准，包括但不限于电气安全、光伏发电系统设计与安装、直流电弧故障检测等方面的规定。引用标准引用文件的作用规范性引用文件为《光伏发电系统直流电弧保护技术要求》提供了技术支持和实施细则，确保其科学性和实用性。这些文件共同构成了光伏发电系统直流电弧保护的标准体系，为相关产品的研发、生产、安装和维护提供了统一的指导和规范。规范性引用文件是制定《光伏发电系统直流电弧保护技术要求》的基础，确保了该标准的严谨性和可操作性。通过引用相关国家和行业标准，使得该标准与其他相关标准相协调，避免了标准之间的冲突和矛盾。引用文件的重要性033术语和定义直流系统中由于线路老化、破损、接触不良等原因导致的非正常电弧放电现象。定义特点识别方法难以察觉，可能引发火灾等安全事故。通过监测电流电压波形变化等特征进行识别。3.1直流电弧故障（DCArcFault）在直流系统中，通过技术手段检测和识别电弧故障，并及时切断电路以保护系统安全。定义防止电弧故障引发火灾，提高光伏发电系统的安全性。重要性采用专用的直流电弧保护装置或集成在逆变器中的电弧保护功能。实现方式3.2直流电弧保护（DCArcProtection）010203利用光伏效应将太阳能转换为电能的发电系统。定义包括光伏组件、逆变器、储能电池等部分。组成环保、可再生、无噪音等，是未来能源发展的重要方向。特点3.3光伏发电系统（PhotovoltaicPowerGenerationSystem）定义实时监测电流电压变化，识别电弧故障并切断电路。功能选型原则根据光伏发电系统的实际需求和规模选择合适的装置型号和参数。用于检测和切断直流电弧故障的保护装置。3.4直流电弧保护装置（DCArcProtectionDevice）044基本规定应具备自动切断电弧故障的功能，以防止故障扩大。保护装置应满足相关安全标准，确保在故障情况下不会对人员和设备造成伤害。应具有直流电弧检测功能，能够准确、及时地检测出直流电弧故障。4.1保护装置要求直流电弧故障应通过检测电流、电压变化以及特征频率等方式进行判定。4.2直流电弧故障判定判定直流电弧故障时，应排除其他电气干扰，确保准确识别。一旦判定为直流电弧故障，保护装置应立即动作，切断故障电路。010203保护装置应根据光伏发电系统的实际情况进行设置与整定。整定值应考虑系统的正常运行电流、电压以及允许的最大电弧故障电流等因素。保护装置应具有自学习功能，能够根据系统运行情况自动调整整定值。4.3保护装置的设置与整定4.4通讯与监控010203保护装置应具备通讯接口，能够与上位机或监控系统实现数据交换。应能够实时监控光伏发电系统的运行状态，及时发现并处理直流电弧故障。通讯协议应符合相关标准，确保数据的准确性和可靠性。055保护装置要求自检功能保护装置应具备自检能力，能定期或不定期检查自身工作状态，确保在需要时能够正常发挥作用。直流电弧检测功能保护装置应具备对光伏发电系统中直流电弧的准确检测能力，包括串联和并联电弧。故障指示功能当检测到电弧故障时，保护装置应能明确指示故障类型和位置，便于运维人员快速定位和处理。5.1装置功能可靠性保护装置应具有高可靠性，能够在各种恶劣环境下稳定运行，且误动作率应尽可能低。实时性保护装置应具备快速响应能力，一旦检测到电弧故障，应立即切断电路或采取其他保护措施。灵敏度保护装置应具有较高的灵敏度，能够准确检测到微小的电弧变化，并及时作出反应。5.2装置性能安装要求保护装置的安装应符合相关标准和规范，确保其能够正常工作并发挥保护作用。调试与测试在安装完成后，应对保护装置进行调试和测试，确保其各项功能正常，能够满足实际需求。5.3装置安装与调试应定期对保护装置进行检查和维护，确保其处于良好工作状态。定期检查一旦发现保护装置出现故障或异常，应立即进行处理和修复，避免影响光伏发电系统的正常运行。故障处理5.4装置维护与检修066保护方式电弧检测与判别光伏发电系统直流电弧保护的首要任务是迅速且准确地检测和判别电弧。这通常通过电弧光和电弧电流的检测方法来实现，以确保能够高效地识别电弧的存在。快速触发保护在确认电弧存在并定位后，保护装置需要被快速触发，以隔离电弧并防止其对光伏发电系统造成更大的损害。安全可靠的操作整个保护过程必须确保安全可靠，防止因误操作或故障而诱发的保护动作，从而保障系统的稳定运行。电弧定位一旦检测到电弧，系统需要能够精确地定位电弧的位置。这有助于在发生电弧时及时采取措施，防止电弧对系统的进一步危害。6.保护方式077保护测试7.1测试目的验证直流电弧保护装置的性能指标是否符合标准要求。01评估直流电弧保护装置在不同电弧故障条件下的响应时间和动作准确性。02确保直流电弧保护装置在实际应用中能够有效识别和切断电弧故障，提高光伏发电系统的安全性。03模拟电弧故障测试通过模拟光伏发电系统中可能出现的电弧故障，观察直流电弧保护装置的响应时间和动作情况。多种电弧故障条件下的测试包括串联、并联及接地电弧故障等，以全面评估直流电弧保护装置的性能。长时间运行测试在光伏发电系统长时间运行过程中，定期检查直流电弧保护装置的工作状态，确保其稳定性和可靠性。7.2测试方法ABCD直流电弧发生器用于模拟光伏发电系统中的电弧故障。7.3测试设备与工具示波器与电流探头实时监测电弧故障发生时的电流变化。高速数据采集系统记录直流电弧保护装置的动作时间和电流波形。电源与负载设备模拟光伏发电系统的实际工作条件。2.设定模拟电弧故障的参数，如电弧类型、电流大小等。4.分析测试数据，评估直流电弧保护装置的性能指标。6.重复以上步骤，直至直流电弧保护装置满足标准要求。1.准备测试设备与工具，搭建测试平台。3.启动测试，观察并记录直流电弧保护装置的动作情况。5.根据测试结果，对直流电弧保护装置进行调整和优化。7.4测试流程与步骤01020304050608附录A(资料性附录)电弧检测信号通道与光伏组串示意图示意图A.1展示了单个光伏组串连接到一个电弧检测信号通道的情况。这种配置适用于小型或简单的光伏发电系统，其中每个组串都独立地连接到检测设备上。1.单组串单信号通道图A.2描绘了多个光伏组串共享一个电弧检测信号通道的场景。在这种配置中，多个组串的输出被汇总并通过一个共同的信号通道进行电弧检测。这种方式可能适用于中大型光伏发电系统，可以简化布线和系统复杂性。2.多组串单信号通道附录A(资料性附录)电弧检测信号通道与光伏组串示意图3.单组串多信号通道示意图A.3展示了单个光伏组串通过多个电弧检测信号通道进行连接的情况。这种设计提供了更高的冗余度和可靠性，因为即使某个信号通道出现故障，其他通道仍然可以正常工作，从而确保电弧的及时检测。4.多组串多信号通道图A.4展示了多个光伏组串通过多个电弧检测信号通道连接的情况。这是最为复杂但也最为可靠的配置，适用于大型或关键任务的光伏发电系统。多个信号通道提供了更高的故障检测和隔离能力，从而确保系统的稳定性和安全性。附录A(资料性附录)电弧检测信号通道与光伏组串示意图09附录B(资料性附录)电弧保护装置监测电流变化电弧保护装置通过实时监测线路中的电流变化，判断是否存在异常。识别电弧故障当检测到异常电流波形时，装置会分析并识别是否为电弧故障。切断电路一旦确认电弧故障，保护装置会迅速切断电路，以防止故障扩大。030201电弧保护装置的工作原理01灵敏度保护装置应具有高灵敏度，能够准确检测到电弧故障的产生。电弧保护装置的性能要求02可靠性装置应具有良好的可靠性，确保在恶劣环境下仍能正常工作。03响应速度电弧保护装置应具备快速的响应速度，以最短的时间切断故障电路。电弧保护装置应安装在直流侧的关键节点，如汇流箱、逆变器等处。安装位置保护装置的接线应严格按照产品说明书进行，确保接线正确、牢固。接线方式根据光伏发电系统的实际情况，选择适合的电弧保护装置型号和规格。选型原则电弧保护装置的选型与安装定期检查定期对电弧保护装置进行检查，确保其处于良好工作状态。更换与升级对于损坏严重或性能下降的保护装置，应及时进行更换或升级。故障诊断当保护装置动作后，应及时进行故障诊断和排除，避免故障重复发生。电弧保护装置的维护与检修10附录C(资料性附录)保护方式适用情况说明通过检测线路中的电压和电流变化，判断是否存在串联电弧，并及时切断电路。串联电弧检测方法及装置串联电弧会引发火灾等安全事故，对光伏发电系统造成损害，甚至威胁人身安全。串联电弧的危害为了有效防止串联电弧引发的安全事故，必须采取可靠的直流电弧保护措施。保护方式的必要性光伏发电系统直流侧串联电弧保护并联电弧的产生原因主要由于线路老化、接触不良或设备故障等原因导致。并联电弧的危害保护方式的实现光伏发电系统直流侧并联电弧保护并联电弧会引发设备故障、火灾等安全事故，严重影响光伏发电系统的稳定运行。通过检测线路中的泄漏电流或绝缘电阻等参数变化，判断是否存在并联电弧，并及时切断电路。保护方式的选择与应用根据实际情况选择保护方式针对不同的光伏发电系统和运行环境，需要选择适合的保护方式，确保系统的安全可靠运行。保护装置的安装与调试保护装置应安装在合适的位置，并进行正确的调试和设置，以确保其能够准确检测并切断电弧。保护方式的维护与更新定期对保护装置进行检查和维护，确保其正常运行；同时，随着技术的发展和标准的更新，需要及时对保护方式进行更新和改进。11附录D(资料性附录)测试系统线路结构图VS测试系统通常由光伏组串、电弧发生器、电弧检测装置、负载以及测量和记录设备等组成。这些组件在线路结构图中都有明确的标示。2.线路连接方式线路结构图详细展示了各个组件之间的连接方式。例如，光伏组串如何连接到电弧发生器，电弧发生器又如何与电弧检测装置相连等。这些连接方式对于确保电弧保护的准确性和可靠性至关重要。1.测试系统