一、核心參數(shù)與設定原則
1. 過流保護的本質
功能定位：通過電流傳感器實時監(jiān)測回路電流，當電流超過閾值時觸發(fā)斷路器分閘或逆變器停機，防止過載導致的電纜過熱、設備損壞或火災風險。
與熔斷器的配合：過流保護為 “主動預警式保護”，熔斷器為 “被動故障切除保護”，閾值需低于熔斷器額定電流（通常低 10%~20%），避免熔斷器優(yōu)先動作。
2. 設定原則
安全性優(yōu)先：閾值≤系統(tǒng)安全工作電流（避免絕緣老化）；
兼容性匹配：閾值≥逆變器 / 組件正常運行時的波動電流（避免誤動作）；
分級保護邏輯：
過載保護（長延時）：閾值較低，延時動作（5~10s）；
短路保護（瞬時）：閾值較高，瞬時跳閘（<0.1s）。
二、閾值計算步驟與公式
1. 基礎參數(shù)獲取
組件短路電流（Isc）：來自組件 datasheet，通常標注為 STC 條件（25℃，1000W/m2）下的電流；
逆變器輸入電流（Iin_max）：逆變器說明書中 “直流輸入額定電流” 參數(shù)；
匯流箱支路數(shù)（N）：若為多路匯流，需計算總輸入電流。
2. 過載保護閾值（I_over）計算
公式：Iover=k1×k2×Isc_max
k1：安全系數(shù)（1.2~1.5，根據(jù)系統(tǒng)重要性調整）；
k2：溫度修正系數(shù)（考慮環(huán)境溫度對 Isc 的影響，公式：k2=1+0.004×(T?25)，T 為環(huán)境溫度，單位℃）。
例：某組件 Isc=10A，環(huán)境溫度 50℃，k1=1.3：k2=1+0.004×(50?25)=1.1Iover=1.3×1.1×10=14.3A，取整為 14A。
3. 短路保護閾值（I_short）計算
公式：Ishort=k3×Iinverter_max
k3：短路系數(shù)（2.0~3.0，根據(jù)逆變器過載能力調整）；
例：逆變器輸入電流為 30A，k3=2.5，則Ishort=2.5×30=75A。
4. 與熔斷器額定電流（Ie）的配合
要求：Iover<Ie，且熔斷器分斷能力。
例：若熔斷器額定電流為 32A，過載保護閾值應≤28A（32A×85%），避免熔斷器先于過流保護動作。
三、典型場景閾值設定案例
| 系統(tǒng)類型 | 組件參數(shù) | 逆變器參數(shù) | 推薦過載閾值 | 短路閾值 | 保護延時 |
|---|---|---|---|---|---|
| 戶用光伏（10kW） | 300W 組件 ×33 串，Isc=10A | 輸入電流≤30A | 12~15A | 60~75A | 5~8s |
| 工商業(yè)（500kW） | 500W 組件 ×100 串，Isc=12A | 輸入電流≤100A | 25~30A | 200~250A | 3~5s |
| 大型地面電站（10MW） | 550W 組件 ×200 串，Isc=13A | 輸入電流≤150A | 30~35A | 300~350A | 1~3s |
四、環(huán)境與工況影響因素
1. 溫度修正
Isc 隨溫度變化：溫度每升高 1℃，Isc 約增加 0.04%（如 25℃時 Isc=10A，50℃時 Isc=10×(1+0.04%×25)=10.1A）；
閾值調整：高溫地區(qū)需提高過載閾值（按 k2 系數(shù)計算），避免因溫度導致誤動作。
2. 光照波動
瞬時電流尖峰：云層遮擋后光照突然增強時，組件電流可能短時超過 Isc（持續(xù)時間 < 1s）；
應對措施：過載保護延時≥5s，避開瞬時尖峰影響。
3. 逆變器啟動沖擊
啟動電流：逆變器開機時電容充電可能產生 1.5~2 倍額定電流的沖擊（持續(xù)時間 < 0.5s）；
閾值調整：短路保護延時≥0.1s，避免啟動時誤跳閘。
五、設定流程與驗證方法
1. 分步設定流程
計算系統(tǒng)工作電流：
單支路：組件串數(shù)（1.05 為并聯(lián)不均勻系數(shù)）；
確定過載閾值：Iover=Iwork×1.2 1.3；
確定短路閾值：Ishort=Iover×2 3；
校驗與熔斷器配合：Iover<Ie，且熔斷器分斷能力。
2. 現(xiàn)場驗證方法
模擬過載測試：
通過可調電阻加載至 1.1 倍Iover，觀察保護是否在 5~10s 內動作；
加載至 1.5 倍Iover，保護應在 1~3s 內動作。
模擬短路測試：
通過短路模擬器產生 2 倍Ishort電流，保護應在 0.1s 內瞬時跳閘。
六、常見誤區(qū)與規(guī)避措施
- 誤區(qū) 1：閾值等于逆變器額定電流
后果：逆變器允許 10%~20% 短時過載（如 1.1 倍額定電流持續(xù) 10min），閾值等于額定電流會導致頻繁跳閘。
規(guī)避：過載閾值 = 額定電流 ×0.85~0.9。
- 誤區(qū) 2：忽略多路匯流的電流疊加
后果：多路匯流箱總電流超過閾值，但單支路保護未動作。
規(guī)避：在匯流箱總進線處設置總過流保護，閾值 = 單支路閾值 × 支路數(shù) ×0.8（降額系數(shù)）。
- 誤區(qū) 3：短路閾值過低
后果：雷擊或逆變器故障時產生的瞬時大電流觸發(fā)保護，導致系統(tǒng)誤停機。
規(guī)避：短路閾值≥逆變器允許短路電流（由廠家提供，通常為額定電流的 2.5~3 倍）。
七、標準與規(guī)范參考
IEC 62109-1：光伏系統(tǒng)保護設備安全要求，規(guī)定過流保護閾值需≤1.43 倍額定電流；
GB/T 37408-2019：《光伏發(fā)電并網逆變器技術要求》，要求過流保護響應時間≤100ms；
UL 1741：美國標準，規(guī)定過載保護閾值為 1.25 倍額定電流，延時 2 小時內動作。
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