光伏组件电气线路检测对于保障光伏发电系统的可靠性和持续性发电起着至关重要的作用。首先,从安全角度来看,由于光伏发电系统长期暴露在户外环境中,受到温度、湿度、风力、灰尘等多种因素的影响,光伏组件的电气线路容易出现老化、破损等问题,若不及时检测和修复,可能会引发电气故障,甚至导致火灾等严重事故。据统计,随着屋顶太阳能安装系统数量的增长,关于火灾报道的数量也在增加,其中不少是由屋顶太阳能光伏系统电气故障引发的。
其次,从发电效率方面考虑,电气线路的故障会影响光伏组件的性能,降低发电效率。例如,当光伏组件存在内部隐裂、热斑等隐性故障时,不仅会影响组件输出性能,严重时还会导致火灾事故。而这些隐性故障都是无法用肉眼直接发现的,需要使用专业的仪器对组件进行定期检测,及时排除隐性故障,防止安全事故的发生,同时恢复组件的正常性能,提高发电效率。
再者,有效接地对于光伏发电系统至关重要。如同所有的电气设备一样,光伏组件和支架系统必须接地,以减少潜在的电击和火灾威胁。如果接地系统性能随着时间的推移而下降,相关人员接近并接触光伏系统的金属部件时就可能受到电击。一旦发生电击,由于光伏阵列的高电压,造成的伤害可能会非常严重。因此,定期进行接地性能检测与维护,能有效地防止接地性能下降,保障人员安全和系统稳定运行。
此外,光伏组件在使用过程中会变脏或被污染,鸟粪等异物也会让光伏组件受损,从而影响输出性能。而电气线路检测作为定期维护的一部分,能够及时发现这些问题并进行诊断和处理,确保系统的性能稳定。综上所述,光伏组件电气线路检测对于保障光伏发电系统的可靠性和持续性发电具有buketidai的重要意义。
二、检测方法详解(一)光伏组件检测方法光伏组件常见的问题有热斑、隐裂和功率衰减。
热斑形成缘由:光伏组件热斑是指组件在阳光照射下,由于部分电池片受到遮挡无法工作,使得被遮盖的部分升温远远大于未被遮盖部分,致使温度过高出现烧坏的暗斑。其形成主要由内阻和电池片自身暗电流两个内在因素构成。热斑检测可采用红外线热像仪进行检测,利用热成像技术,以可见热图显示被测目标温度及其分布。
隐裂形成缘由:隐裂是指电池片中出现细小裂纹,电池片的隐裂会加速功率衰减,影响组件正常使用寿命,还可能导致热斑效应。隐裂产生是由于组件受力不均匀或运输过程中剧烈抖动等多方面原因共同作用造成。光伏组件在出厂前会进行 EL 成像检测,所使用的仪器为 EL 检测仪,利用晶体硅的电致发光原理,用高分辨率 CCD 相机拍摄组件近红外图像,获取并判定组件缺陷。
功率衰减分类及检测方法:光伏组件功率衰减是指随着光照时间增长,组件输出功率逐渐下降的现象。大致可分为三类:第一类是由于破坏性因素导致的组件功率衰减;第二类是组件初始的光致衰减;第三类是组件的老化衰减。功率衰减测试可通过光伏组件 I-V 特性曲线测试仪完成。
太阳能光伏因其清洁、可再生等优势成为新能源shouxuan。光伏(PV)是指利用半导体材料将光能转化为电能的系统,产生光伏效应。基本的光伏系统包括 PV 模块、逆变器、交流模块等。光伏测试由认证的光伏技术人员或工程师进行,可在安装前、调试或运行维护阶段进行,以确保 PV 系统的完整性和性能得到维护。
(三)光伏电站故障在线监测智能诊断系统该系统基于离散率等算法,利用物联网、大数据技术全面监测光伏电站设备并定位判别故障。它能够实时收集和处理光伏电站的各项数据,深入分析故障特性,通过大数据分析平台和非线性诊断模型建立故障排查机制。同时,研究阵列支路组串故障点定位方法,将光伏组串实时零电流、持续零电流、发电偏低等故障特征进行归类,使运维人员能迅速定位故障点,减少排查时间。据统计,采用该系统后,光伏电站的运维效率提高了半数以上。
(四)电压控制模块与输出功率调整电路检测法在光伏组件检测周期内,通过电压控制模块控制输入电压,使输出功率调整电路输入端和输出端短接,将光伏组件和检测仪直接连接进行检测。这种方法可以有效地检测光伏组件的输出功率和电压等参数,及时发现潜在的故障问题。
(五)光伏系统及其故障检测方法将光伏系统划分为组件级、组串级和负载级,采集各电参数与预设参数阈值分析,结合信号处理电路输出的故障检测信号判断系统是否故障及故障位置。通过这种分层级的检测方法,可以更加准确地定位故障点,提高故障检测的效率和准确性。
三、检测流程展示(一)项目基本信息与测试内容光伏系统现场测试流程首先需要明确项目基本信息,包括名称、地点、安装容量、关键设备、安装时间、设计及施工单位、设计方案及工程图纸等。测试内容主要涵盖制定测试计划,明确测试所用设备,通常包括各种专业检测仪器如绝缘电阻表、接地电阻计等。
在注意事项方面,首次会议后需进行现场检查,包括设备外观是否有磕碰等问题,测试前要进行设备自检,如 I-V 方阵测试仪采用标准组件进行自检。每次测试完毕后,要检查设备有无遗失或损坏。末次会议上,测试组向被测方汇报测试结果,对于轻微不符合技术规范要求的,要求其整改;对于严重安全隐患或严重不符合技术规范要求的,向其说明问题并通报结果。
(二)关键部位性能测试及其他测试关键部位在实际运行条件下的性能测试优先在天气符合测试要求时进行。首先对所有电池组件串进行开路电压和短路电流的检查,确保其基本符合设计要求。若相差太大,则逐个检查组件的开路电压及连接状况,找出故障并更换性能不良的组件。
绝缘电阻测试时,对于光伏方阵电路,要准备一个能承受光伏方阵短路电流的开关,先用短路开关将光伏方阵的输出端短路,根据需要选用 500V 或 1000V 的绝缘电阻表,测量光伏方阵的各输出端子对地间的绝缘电阻,绝缘电阻值应不小于 10MΩ。当光伏方阵输出端装有防雷器时,测试前要将防雷器的接地线从电路中脱开,测试完毕后再恢复原状。
接地连接电阻测试使用接地电阻计进行测量,接地电极与两个辅助电极间隔各为 20m 左右并成直线排列,将接地电极接在接地电阻计的 E 端子上,辅助电极接在电阻计的 P 端子和 C 端子,即可测出接地电阻值。
(三)光伏组件检测内容及流程样品准备:从生产线上随机抽取一定数量的光伏组件作为样品,确保其能代表整体生产质量水平。
检测准备:对检测设备进行校准和检查。例如,组件测试仪校准需在开始测试前使用相应的标准板校准测试仪,之后连续工作四小时校准一次;标准板的选用要根据测试组件的类型和功率进行选择。
检测操作:依次对光伏组件进行电性能检测,包括开路电压、短路电流、最大功率点电压、最大功率点电流等参数的检测;外观质量检测,检查外观缺陷、表面损伤、边框封装、连接线焊接等方面;绝缘电阻检测,评估其在潮湿环境下的绝缘性能;热循环测试,模拟不同温度下的工作环境,测试性能和稳定性;光伏组件损耗率检测,通过长期实地测试评估光电转换效率衰减情况。
数据处理:对检测得到的数据进行整理和分析,生成详细的检测报告,准确评估光伏组件的性能和质量。
结论和建议:根据检测结果,给出光伏组件的性能评估,如指出其优势和不足,并提出改进建议,为生产和使用提供科学指导。
提供额定电压范围内的电源避免机器故障。
光伏组件检测设备对电源电压的稳定性要求较高。一般来说,设备的额定电压会在产品说明书中有明确标注,如在 ±10% 的范围内波动可以保证设备正常运行。如果电源电压超出这个范围,可能会导致设备故障,影响检测结果的准确性,甚至损坏设备。例如,某光伏组件检测设备的额定电压为 220V,当电压波动超过 ±10%,即低于 198V 或高于 242V 时,设备可能会出现运行不稳定、数据误差增大等问题。
安装和接线结束前不要接通电源防止触电或产生误动作和故障。
在安装和接线过程中,可能会存在线路连接错误、接触不良等问题。如果此时接通电源,可能会引发触电事故或导致设备误动作,损坏设备或危及操作人员的安全。例如,在安装光伏组件检测设备时,如果将电源线接反,可能会导致设备短路,引发火灾等严重后果。
仪器工作中尽量不打开试验箱门防止烫伤或冻伤及影响制冷效果,若打开需做好防护工作。
当试验箱处于工作状态时,内部温度可能会很高或很低。如果在高温时打开试验箱门,操作人员可能会被烫伤;在低温时打开试验箱门,操作人员可能会被冻伤。此外,打开试验箱门还会影响制冷效果,导致温度不稳定,影响检测结果的准确性。例如,当试验箱内部温度为 - 40℃时,打开试验箱门,瞬间的温度变化可能会对设备内部的传感器等部件造成损坏。
禁止擅自拆卸、加工、改造或修理试验箱以免产生危险。
光伏组件检测设备属于精密仪器,擅自拆卸、加工、改造或修理可能会破坏设备的结构和性能,导致设备无法正常工作,甚至引发安全事故。例如,擅自拆卸设备可能会导致电气线路短路,引发火灾等危险。
用干布擦拭仪表,避免使用酒精等有机溶剂及防止水溅到仪表上,若仪表浸水应立即停止使用。
酒精等有机溶剂可能会腐蚀仪表的外壳和内部部件,影响仪表的使用寿命和准确性。水溅到仪表上可能会导致仪表短路,损坏仪表。如果仪表浸水,应立即停止使用,并将仪表送到专业的维修机构进行检修。例如,使用酒精擦拭仪表可能会导致仪表表面的刻度模糊,影响读数的准确性。
(二)常见问题修正手法结合试验箱的控制过程分析故障原因,熟悉和了解试验箱原理和工作过程是分析故障判断故障的基础。
当试验箱出现温度保持不住的情况时,可以按照以下步骤进行分析和判断:首先,观察制冷压缩机在试验箱运行过程中是否能够启动。如果压缩机在环境试验设备运行过程中都能够启动,说明从主电源到各压缩机的电器线路正常,电器系统方面也没有问题。接着,检查制冷系统。首先检查两组制冷机组的低温(R23)级压缩机的排气和吸气压力都较正常值偏低,而且吸气压力呈抽空状态,说明主制冷机组的制冷剂量不足。然后,用手摸主机组 R23 压缩机的排气和吸气管路,发现排气管路的温度不高,吸气管路的温度也不低(未结霜),这也说明了主机组的 R23 制冷剂缺乏。如果未确定故障原因,可以结合试验箱的控制过程进一步确认故障原因。该试验箱拥有两套制冷机组,在降温速率较大时,两组机组同时工作,在温度保持阶段初期,两组机组依然同时工作。待温度初步稳定下来,辅助机组停止工作,由主机组来维持温度的稳定。如果主机组泄露,会使主机组的制冷效果不大,由于降温过程中,两机组同时工作,故没有温度稳定不住的现象,而指示降温速率降低。对该故障现象的分析和判断基本上是有易至难,先 “外” 后 “里”,先 “电气” 后 “制冷” 的脉络进行分析和判断的。熟悉和了解试验箱光伏组件检测设备的原理和工作过程是分析故障判断故障的基础。例如,当试验箱出现温度保持不住的情况时,可以通过检查制冷系统的压力、温度等参数,结合试验箱的控制过程,逐步分析故障原因,找到解决问题的方法。
五、检测要点归纳(一)光伏方阵测试要点在光伏方阵测试中,首先要严格根据组件生产厂商提供的技术参数,对电池组件串两端的开路电压和短路电流进行仔细检查。一般情况下,由特定数量电池片制造的电池组件有其对应的开路电压范围,如通常由 36 片电池片制造的电池组件,开路电压约为 21~22V。若若干块电池组件串联,其组件串两端的开路电压应约为单块组件开路电压的整数倍。测量时若发现开路电压相差太大,很可能存在组件损坏、极性接反或是连接处接触不良等问题,此时需要逐个检查组件的开路电压及连接状况,以便找出故障组件并及时进行更换。
当所有电池组件串都检查合格后,才能进行电池组件串并联的操作。在确认所有的电池组件串的开路电压基本上都相同后,方可进行各串的并联。并联后要注意电压基本不变,而总的短路电流应大体等于各个组件串的短路电流之和。在测量短路电流时,一定要高度重视安全问题,因为电流太大时可能跳火花,会造成设备或人身事故。若有多个子方阵,均需按照以上方法检查合格后,方可将各个方阵输出的正负极接入汇流箱或控制器,然后准确测量方阵总的工作电流和电压等参数,为光伏发电系统的稳定运行提供数据支持。
(二)绝缘电阻测试要点绝缘电阻测试对于光伏发电系统至关重要。要对光伏方阵、直流汇流箱、直流配电柜、交流配电柜以及逆变器系统电路进行全面的绝缘电阻测试。在进行光伏方阵电路的绝缘电阻测试时,需准备一个能够承受光伏方阵短路电流的开关,先用短路开关将光伏方阵的输出端短路,然后根据实际情况选用 500V 或 1000V 的绝缘电阻表进行测量。测量时要确保光伏方阵的各输出端子对地间的绝缘电阻值应不小于 10MΩ。当光伏方阵输出端装有防雷器时,测试前必须将防雷器的接地线从电路中脱开,测试完毕后再恢复原状。
对于逆变器的绝缘电阻测试,主要包括输入电路的绝缘电阻测试和输出电路的绝缘电阻测试。在进行输入和输出电路的绝缘电阻测试时,首先将电池组件与汇流箱分离,并分别短路直流输入电路的所有输入端和交流输出电路的所有输出端子,然后分别测量输入电路与地线间的绝缘电阻和输出电路与地线间的绝缘电阻。逆变器的输入、输出绝缘电阻值应不小于 2MQ。同时,直流汇流箱、直流配电柜、交流配电柜的绝缘电阻测试方法与逆变器的测试基本相同,其输入、输出引线与箱体外壳的绝缘电阻都应不小于 10MQ。
(三)绝缘耐压测试要点对光伏方阵和逆变器进行绝缘耐压测试是保障系统安全运行的重要环节。在进行光伏方阵电路的绝缘耐压测试时,将标准光伏方阵的开路电压作为最大使用电压,对光伏方阵电路加上最大使用电压的 1.5 倍的直流电压或 1 倍的交流电压,测试时间为 10min 左右,仔细检查是否出现绝缘破坏。在进行逆变器电路的绝缘耐压测试时,测试电压与光伏方阵电路相同,测试时间也为 10min,以检查逆变器电路是否出现绝缘破坏。在测试过程中,一定要将防雷器等避雷装置取下或者从电路中脱开,确保测试结果的准确性和安全性。
(四)接地电阻测试要点接地电阻测试需使用接地电阻计进行测量,接地电阻计还包括一个接地电极引线以及两个辅助电极。测试时要使接地电极与两个辅助电极的间隔各为 20m 左右,并成直线排列。将接地电极接在接地电阻计的 E 端子上,辅助电极接在电阻计的 P 端子和 C 端子,即可测出接地电阻值。接地电阻计有手摇式、数字式、钳型式等几种,在使用时可参考具体机型的使用说明书。准确测量接地电阻对于光伏发电系统的安全稳定运行至关重要,能有效防止雷击等安全事故的发生。
(五)控制器性能测试要点对控制器性能进行全面检测是确保光伏发电系统正常运行的关键。要验证其是否符合国家标准 GB/T19064 - 2003 规定的具体要求。对于一般的离网光伏系统,控制器的主要功能是防止蓄电池过充电和过放电。在与光伏系统连接前,zuihao先对控制器单独进行测试。可使用合适的直流稳压电源,为控制器的输入端提供稳定的工作电压,并调节电压大小,验证其充满断开、恢复连接及低压断开时的电压是否符合要求。有些控制器具有输出稳压功能,可在适当范围内改变输入电压,测量输出是否保持稳定。另外还要测试控制器的最大自身耗电是否满足不超过其额定工作电流 1% 的要求。若控制器还具备智能控制、设备保护、数据采集、状态显示、故障报警等功能,也可进行适当的检测。对于小型光伏系统或确认控制器在出厂前已经调试合格,并且在运输和安装过程中并无任何损坏时,在现场也可不再进行这些测试。