1、光伏厂区设备详解及常见故障分析光伏区设备之组件一光伏区设备之逆变器二光伏区设备之交流汇流箱三光伏区设备之箱变四光伏区设备常见故障五一二三四五课程内容目录 1.1.光伏发电的原理光伏发电的原理 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为
2、太阳能电池。当太阳光照射到PN结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。一、光伏区设备之组件课程内容目录 一、光伏区设备之组件2.2.太阳能电池介绍太阳能电池介绍 太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳电池。 太阳能电池单片的电压一般为0.40.7V，一般常见的太阳能电池组件是串联36/54/60/72/96片，电压就在18/27/30/36/48伏左右。 我司采用的太阳能电池组件均为多晶硅太阳电池，有60或72片串联两种系列，尺寸分别约为1640*992*40mm或1956*992*40mm，重量分别约为18.5kg或22.5kg多晶硅多晶硅 单晶硅单晶硅 课程
3、内容目录 二、光伏区设备之逆变器1.1.逆变器的原理逆变器的原理 逆变器是一种可将直流电转换为交流电的器件，由逆变桥、逻辑控制、滤波电路三大部分组成。 逆变电路：在逆变器的工作过程中，逆变电路起到了最关键的作用(将直流电转换为三相交流电)，在逆变电路的工作过程中，逆变桥又完成了关键的功能。逆变桥通过掌控其上桥、下桥功率开关器件的导通或断开状态，使得在输出端U、V、W三相上得到相位互差120的三相交流电。 控制电路：虽说在逆变器的工作过程中逆变电路起到关键作用，但仍离不开控制电路的控制，没有控制电路的逆变器就如没有大脑的人类一样，空有躯壳，没有思想。控制电路用于向各模块发送指令并控制其协调运作。
4、 滤波电路：逆变器的最终目的是要输出交流电信号，其要保证输出信号是所需信号且不失真，因此在逆变器中加入滤波电路。滤波电路在逆变器中主要做善后工作，用于滤除不需要的信号，抑制最终输出信号中噪声和干扰信号的出现。 课程内容目录 二、光伏区设备之逆变器华为逆变器SUN2000-40KTL原理图课程内容目录 二、光伏区设备之逆变器 2.2.光伏逆变器介绍光伏逆变器介绍 市面上常见的光伏逆变器主要分为集中式逆变器、组串式逆变器，还有新潮的集散式逆变器。 集中式逆变器：是将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行升压、并网。因此，逆变器的功率都相对较大。光伏电站中一般采用500kW以上的集中式逆变器。
5、组串式逆变器：是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后升压、并网。因此，逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般采用50kW以下的组串式逆变器。 集散式逆变器：是近两年来新提出的一种逆变器形式，其主要特点是“集中逆变”和“分散MPPT跟踪”。集散式逆变器是聚集了集中式逆变器和组串式逆变器两种逆变器优点的产物，达到了“集中式逆变器的低成本，组串式逆变器的高发电量”。课程内容目录 二、光伏区设备之逆变器 我司采用的是华为逆变器SUN2000-40KTL和SUN2000-50KTL-C1两种型号 SUN2000-50KTL-C1铭牌 SUN2000-40KTL铭牌课程内容目录 二、光伏区设备之逆
6、变器 华为逆变器SUN2000-40KTL面板指示灯及机箱底部介绍课程内容目录 二、光伏区设备之逆变器 华为逆变器SUN2000-40KTL机箱底部1.透气阀2.直流输入端子负极（-）3.天线（ANT）WiFi 预留端口4.RS485 端口（COM2）5.交流输出端口（AC OUTPUT）6.保护接地螺栓7.RS485 端口（COM1）8.USB 接口（USB）9.直流输入端子正极（+）10.直流开关（DC SWITCH）课程内容目录 二、光伏区设备之逆变器 华为逆变器SUN2000-40KTL工作模式介绍华为逆变器课程内容目录 三、光伏区设备之交流汇流箱交流汇流箱输出断路器交流汇流母排逆变器
7、输入断路器浪涌保护器透明隔离挡板 交流汇流箱的作用：具有汇集交流电流、隔离短路故障的功能。 浪涌保护器，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，从而保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏，也避免了浪涌对回路中其他设备的损害。课程内容目录 四、光伏区设备之箱变1.1.变压器的原理和作用变压器的原理和作用 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流
8、时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 变压器就是一种利用电磁互感效应，变换交流电压、交换交流电流和变换阻抗的器件。 变压器主要由铁芯、绕组、油箱、油枕以及绝缘套管、分接开关和气体继电器等组成。课程内容目录 四、光伏区设备之箱变2.2.变压器的分类变压器的分类按电源相数分类： a.单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 b.三相变压器：用于三相系统的升、降电压按冷却方式分类： a.干式变压器：依靠空气作冷却介质进行冷却。 b.油浸变压器：依靠油作冷却
9、介质，如油浸自冷、 油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环风冷等。课程内容目录 四、光伏区设备之箱变按用途分类： a.电力变压器：用于输配系统的升压、降电压。 b.仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置 c.试验变压器：能产生所需电压，对电气设备进行试验。 d.特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。按绕组形式分类： a.双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。 b.三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级 c.自耦变压器：用于连接不同电压的电压系统。也可作为普通的升压或降后变压器用课程内容目录 四、光伏区设备之箱变3.3.变压器的变压
10、器的特性参数特性参数 工作频率：变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。 额定功率：在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。 额定电压：指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。 电压比：指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。 空载电流：变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。课程内容目录 四、光伏区设备之箱变空载损耗：指变压器次级开路时，在初
11、级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。效率 ：指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。绝缘电阻：表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。课程内容目录 四、光伏区设备之箱变4.4.我站箱式变变压器介绍我站箱式变变压器介绍油位计浮球负荷开关变压器油铁芯高压熔管高压绝缘套管低压引出线接点课程内容目录 四、光伏区设备之箱变电压、电流表框架式断路器低压汇流母排塑壳式断路器箱变测控装置温、湿度控制器课程内容目录 四、光伏区设备之箱
12、变油位计母线夹浪涌保护器电流互感器油面温度计压力表压力释放阀注油阀无励磁分接开关课程内容目录 四、光伏区设备之箱变散热器放油阀变压器油 取样孔课程内容目录 四、光伏区设备之箱变铁芯：铁芯是变压器的磁路部分；为了降低铁芯在交变磁通作用下的磁滞和涡流损耗，铁芯采用厚度为0.35mm或更薄的优质硅钢片叠成。目前厂泛采用导磁系数高的冷轧晶粒取代硅钢片，以缩小体积和重量，也可节约导线和降低导线电阻所引起的发热损耗。铁芯包括铁芯柱和铁轭两部分。铁芯柱上套绕组，铁轭将铁芯柱连接起来，使之形成闭合磁路。绕组：绕组是变压器的电路部分；运行时的主要发热部件。通常低压绕组装得靠近铁芯，高压绕组则套在低压绕组的外面，
13、低压绕组与高压绕组之间以及低压绕组与铁芯之间都留有一定的绝缘间隙和散热油道，并用绝缘纸筒隔开。油箱：油浸式变压器的器身(绕组及铁芯)都装在充满变压器油的油箱中。变压器油的主要功能是：绝缘作用、散热作用、消弧作用。课程内容目录 四、光伏区设备之箱变散热器：散热器形式有瓦楞形、扇形、圆形、排管等，散热面积越大，散热的效果就越好。当变压器上层油温与下部油温产生温差时，通过散热器形成油的对流，经散热器冷却后流回油箱，起到降低变压器温度的作用。为提高变压器的冷却效果，可采用风冷、强迫风冷和强油水冷等措施。本站箱变采用油浸自冷。绝缘套管：变压器绕组的引出线从箱内穿过油箱引出时，必须经过绝缘套臂，以使带电的
14、引线绝缘。绝缘套管主要由中心导电杆和瓷套组成。导电杆在油箱内的一端与绕组连接，在外面的端与外线路连接。分接开关：变压器的调压装置分为无载调压和有载调压两种方式。无载分接开关，是在不带电情况下切换，结构筒单。有载分接开关，是在不停电情况下切换。本站箱变采用的是无载调压方式，共五个档位。课程内容目录 四、光伏区设备之箱变框架式断路器：框架式断路器又称万能式断路器是一种能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间和分断电流的机械开关电器。万能式断路器用来分配电能和保护线路及电源设备的过载、欠电压、短路等。塑壳式断路器： 塑壳断路器是将触头、灭弧室、脱扣器和
15、操作机构等都装在一个塑料外壳内，一般不考虑维修，适用于作支路的保护开关，仅有过载长延时及短路瞬时两种保护方式，其多采用手动操作，大容量可选择电动分合。母线夹与母线：母线的作用是汇集、分配和传送电能。母线夹是用来固定母线的。课程内容目录 四、光伏区设备之箱变电压互感器与电流互感器： 电压互感器的作用是，把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。 电流互感器的作用就是用于测量比较大的电流。电流互感器把大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用的电流，并将二次系统与高电压隔离。它不仅保证了人
16、身和设备的安全，也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济效益。（1、将很大的一次电流转变为标准的5或1安培；2、为测量装置和继电保护的线圈提供电流；3、对一次设备和二次设备进行隔离。）11.箱变测控装置：用来控制、监测箱变，并将箱变运行信息上传至综自后台，便于监视箱变运行状态。课程内容目录 五、光伏区设备常见故障1.1.光伏区常见故障图片光伏区常见故障图片光伏组件烧损MC4插头烧毁课程内容目录 五、光伏区设备常见故障逆变器本体端子烧毁逆变器交流端子发热课程内容目录 五、光伏区设备常见故障逆变器交流端子烧毁组件掉落课程内容目录 五、光伏区设备常见故障导电杆上绝缘胶木破裂箱变漏油课程内容目
17、录 五、光伏区设备常见故障高压终端头击穿高压终端头对地放电课程内容目录 五、光伏区设备常见故障2.2.光伏区常见故障分析光伏区常见故障分析组件故障： a.产品本身质量问题，制作工艺差，焊接不牢，导致运行一段时间后烧损。 b.安装工艺不合格，施工过程中导致组件收到撞击，或使组件偏心受力，最终导致组件损坏。 c.人为损坏。MC4连接头烧毁：施工工艺差，线芯压接不牢，接触不良，导致MC4连接头烧毁。课程内容目录 五、光伏区设备常见故障组串支路故障： a.支路无电压支路无电压，原因是回路断线或烧毁。 b.直流正极或负极接地（单级接地时，接地极对地电压测得为零，未接地极对地电压测得电压为组串开路电压）接
18、地原因是直流电缆绝缘层破损，与檩条、支架或组件金属边框接触。 c.支路电压较低或高，排除天气与温度原因后是组串太阳能电池板串联数目接少或者多，较低也可能是组件衰减厉害。 d.组串支路故障查找故障点时，可首先在组件下方查看一遍，有无明显的灼伤痕迹或断点；其次可先检查红黑直流电缆有无故障；最后可采用二分法查找，即从组串中间开始检查，判断是前半部分组件故障还是后半部分故障，按此方法直至找出故障点。课程内容目录 五、光伏区设备常见故障逆变器故障： 课程内容目录 五、光伏区设备常见故障箱变故障： a. 箱变漏、渗油。原因可能是绝缘密封件老化、法兰螺丝有松动、部件损坏、施工工艺不良等。 b.高压电缆或电缆头击穿、局部放电。电缆绝缘击穿的主要原因是电缆绝缘强度降低。归纳起来有以下几点：1，负荷过重，电缆发热引起绝缘材料老化、熔化、变质、变形等；2，过电压（浪涌、感应、雷电等）；3，外力作用机械损伤；4，环境高温; 5，材料质量原因；6，施工质量原因（如施工时，铜屏蔽层断口处有尖角毛刺，未处理平整，导致放电。半导体剥切时将主绝缘划伤，造成此处绝缘最薄弱，导致击穿。电缆头制作方法有问题，冷缩管的应力锥未套到在半导电层上，导致电应力场最集中处被击穿。）
