光伏汇流箱中熔断器电流的选型经验分享

2020年，光伏组件的技术快速迭代，对光伏电站系统设计提出了更多的挑战和困扰，今天我们分享的是光伏系统之平衡部件-光伏汇流箱中熔断器的选型经验。

第一部分

熔断器选型的三个标准

标准一

依据IEC 62548：2016 光伏阵列设计要求，6.5.5.1条款要求1.5Isc

标准二

依据NEC 690 Solar Photovoltaic (PV) Systems

STEP1.判定最大线路电流

对于光伏线路输出的最大电流Imax根据NEC 690.8(A)(1)/(2)，应该按照并联在一起的各个组串的电流的最大值来计算，公式如下(以n串为例)：

Imax=(Isc1+ Isc2+ Isc3+…+ Iscn)*1.25

STEP2. 判定名义上的熔断器安培等级

NEC690.8(B)(D)规定考虑过电流保护装置保险系数时不能低于125%，换句话说就是过电流保护装置不能在其名义安培等级下超过80%范围内持续工作(1/0.8=1.25，125%)。

In= Imax*1.25

In= Imax*1.25= (Isc1+ Isc2+ Isc3+…+ Iscn)*1.25*1.25

≈(Isc1+ Isc2+ Isc3+…+ Iscn)*1.56

STEP3. 如有必要，需要对超出的正常工作范围的极端环境进行降容处理

Irated= In/Kf(Kf为温度降容系数)，可以按照熔断器制造厂提供的降容系数表进行考虑。

STEP4. 确定熔断器的电流等级

Irated 通常情况下不是正好等于熔断器的标准电流等级，应该按照就大不就小的原则确定属于标准电流等级的熔断器。

汇流箱内使用的熔断器电流等级有如下安培数：

1，2，3，4，5，6，7，8，10，12，15，20，25，30，32

STEP5. 验证熔断器保护的电缆

最后需要验证选取的标准电流等级的熔断器安培数小于或等于选取的电缆导体的安培等级，若不符合要求处于安全考虑需要将电缆的线径提升。

总结：光伏熔断器安培等级确定五步骤的结论公式：

I rated=Isc*1.56/Kf

标准三

依据北京鉴衡CGC/GF 037: 2014(CNCA/CTS 0001–2011A)光伏汇流设备技术规范

熔断器是热量和温度相对敏感的元件，其额定值是在在常温(近似20度)气温条件下确定的，依光伏熔断器标准IEC60269-6(等同于GB13539.6 光伏熔断器要求)中附录BB(光伏熔断体保护光伏组件串和光伏方阵应用指南)规定：在较高的周围温度或外壳内装有多个熔断器的情况下，可与制造厂商榷，进行降容处理。

注：海拔对熔断器额定电流也会有影响，现场海拔低于2000米，不用考虑海拔对额定电流的影响。若高于2000米，需要考虑海拔-额定电流降容系数。

以好利来HC10LPV为例：

海拔-额定电流修改系数如下：

计算方法I rated=Isc*1.56/Kf*H,(Kf为温度降容系数,H为海拔降容系数)

结论：综合以上标准，熔断器额定电流选择1.5Isc

第二部分

举例说明

01一：组件信息：

以JKM410M-72H-V为例

02二：熔断器信息：

以好利来HC10LPV 为例

额定电流-环境温度(Ampera Rating VS. Ambient Temperature)曲线如下：

从表中可得出温度系数Kf

20℃ Kf=1，额定电流1In(In=20A);

30℃ Kf=0.97，额定电流0.97In=19.4A;

40℃ Kf=0.92，额定电流0.92In=18.4A;

50℃ Kf=0.88，额定电流0.88In=17.6A;

60℃ Kf=0.84，额定电流0.84In=16.8A;

65℃ Kf=0.82，额定电流0.84In=16.4A;

70℃ Kf=0.79，额定电流0.79In=15.8A;

以组件Isc来计算，依据熔断器选型标准，熔断器选型1.5Isc1.5Isc计算，Isc=10.6，计算得知In>15.9A。

在户外现场的汇流箱，内部温度会达到55~65℃，需要按照熔断器制造厂提供的降容系数表进行考虑。

项目现场汇流箱正常工作下问题，

情况一、内部温度以60℃计算，60℃温度系数Kf=0.84，Irated= In/Kf>18.9A，查熔断器额定电流，需要选额定电流20A熔断器;

情况二、以65℃计算，65℃温度系数Kf=0.82，Irated= In/Kf>19.4A，查熔断器额定电流，需要选额定电流20A熔断器。

组件规格书中也推荐了最大熔丝电流20A。因此选择20A为宜。

注：如果项目现场海拔高于2000m，需要再考虑海拔降容系数，此处不再计算。

依据组件Isc，考虑熔断器工作环境温度和熔断器电流-环境温度降容系数，选出符合标准要求的熔断器，这样就可保证熔断器具有较长的寿命，不至于运行一段后出现较大比率的熔断器熔断而需要更换维护的现象，同时也保证了良好的保护功能;选的系数低就存在熔断器使用一段时间后就失效的风险。

注：经过降容考虑的熔断器的安培等级可能会更高但这个电流等级不要超过电缆的安培等级和组件规格书标注的最大熔丝电流。

以上分享希望对大家在熔断器选型上能有所帮助，也欢迎大家在文章下方留言。