一、核心參數與設定原則

1. 過(guò)流保護的本質(zhì)

• 功能定位：通過(guò)電流傳感器實(shí)時(shí)監測回路電流，當電流超過(guò)閾值時(shí)觸發(fā)斷路器分閘或逆變器停機，防止過(guò)載導致的電纜過(guò)熱、設備損壞或火災風(fēng)險。

• 與熔斷器的配合：過(guò)流保護為 “主動(dòng)預警式保護”，熔斷器為 “被動(dòng)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(dòng)作。

2. 設定原則

1. 安全性?xún)?yōu)先：閾值≤系統安全工作電流（避免絕緣老化）；

2. 兼容性匹配：閾值≥逆變器 / 組件正常運行時(shí)的波動(dòng)電流（避免誤動(dòng)作）；

3. 分級保護邏輯：

• 過(guò)載保護（長(cháng)延時(shí)）：閾值較低，延時(shí)動(dòng)作（5~10s）；

• 短路保護（瞬時(shí)）：閾值較高，瞬時(shí)跳閘（<0.1s）。

二、閾值計算步驟與公式

1. 基礎參數獲取

• 組件短路電流（Isc）：來(lái)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(shuō)明書(shū)中 “直流輸入額定電流” 參數；

• 匯流箱支路數（N）：若為多路匯流，需計算總輸入電流。

2. 過(guò)載保護閾值（I_over）計算

• 公式：$I_{over}=k_1\times k_2\times I_{sc\_max}$

• $k_1$：安全系數（1.2~1.5，根據系統重要性調整）；

• $k_2$：溫度修正系數（考慮環(huán)境溫度對 Isc 的影響，公式：$k_2=1+0.004\times (T?25)$，T 為環(huán)境溫度，單位℃）。

• 例：某組件 Isc=10A，環(huán)境溫度 50℃，k1=1.3：$k_2=1+0.004\times (50?25)=1.1$$I_{over}=1.3\times 1.1\times 10=14.3A$，取整為 14A。

3. 短路保護閾值（I_short）計算

• 公式：$I_{short}=k_3\times I_{inverter\_max}$

• $k_3$：短路系數（2.0~3.0，根據逆變器過(guò)載能力調整）；

• 例：逆變器輸入電流為 30A，k3=2.5，則$I_{short}=2.5\times 30=75A$。

4. 與熔斷器額定電流（Ie）的配合

• 要求：$I_{over}<I_e$，且熔斷器分斷能力。

• 例：若熔斷器額定電流為 32A，過(guò)載保護閾值應≤28A（32A×85%），避免熔斷器先于過(guò)流保護動(dòng)作。

三、典型場(chǎng)景閾值設定案例

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(shí) Isc=10A，50℃時(shí) Isc=10×(1+0.04%×25)=10.1A）；

• 閾值調整：高溫地區需提高過(guò)載閾值（按 k2 系數計算），避免因溫度導致誤動(dòng)作。

2. 光照波動(dòng)

• 瞬時(shí)電流尖峰：云層遮擋后光照突然增強時(shí)，組件電流可能短時(shí)超過(guò) Isc（持續時(shí)間 < 1s）；

• 應對措施：過(guò)載保護延時(shí)≥5s，避開(kāi)瞬時(shí)尖峰影響。

3. 逆變器啟動(dòng)沖擊

• 啟動(dòng)電流：逆變器開(kāi)機時(shí)電容充電可能產(chǎn)生 1.5~2 倍額定電流的沖擊（持續時(shí)間 < 0.5s）；

• 閾值調整：短路保護延時(shí)≥0.1s，避免啟動(dòng)時(shí)誤跳閘。

五、設定流程與驗證方法

1. 分步設定流程

1. 計算系統工作電流：

• 單支路：組件串數（1.05 為并聯(lián)不均勻系數）；

2. 確定過(guò)載閾值：$I_{over}=I_{work}\times 1.21.3$；

3. 確定短路閾值：$I_{short}=I_{over}\times 23$；

4. 校驗與熔斷器配合：$I_{over}<I_e$，且熔斷器分斷能力。

2. 現場(chǎng)驗證方法

• 模擬過(guò)載測試：

1. 通過(guò)可調電阻加載至 1.1 倍$I_{over}$，觀(guān)察保護是否在 5~10s 內動(dòng)作；

2. 加載至 1.5 倍$I_{over}$，保護應在 1~3s 內動(dòng)作。

• 模擬短路測試：
  通過(guò)短路模擬器產(chǎn)生 2 倍$I_{short}$電流，保護應在 0.1s 內瞬時(shí)跳閘。

六、常見(jiàn)誤區與規避措施

1. 誤區 1：閾值等于逆變器額定電流

• 后果：逆變器允許 10%~20% 短時(shí)過(guò)載（如 1.1 倍額定電流持續 10min），閾值等于額定電流會(huì )導致頻繁跳閘。

• 規避：過(guò)載閾值 = 額定電流 ×0.85~0.9。

2. 誤區 2：忽略多路匯流的電流疊加

• 后果：多路匯流箱總電流超過(guò)閾值，但單支路保護未動(dòng)作。

• 規避：在匯流箱總進(jìn)線(xiàn)處設置總過(guò)流保護，閾值 = 單支路閾值 × 支路數 ×0.8（降額系數）。

3. 誤區 3：短路閾值過(guò)低

• 后果：雷擊或逆變器故障時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)大電流觸發(fā)保護，導致系統誤停機。

• 規避：短路閾值≥逆變器允許短路電流（由廠(chǎng)家提供，通常為額定電流的 2.5~3 倍）。

七、標準與規范參考

• IEC 62109-1：光伏系統保護設備安全要求，規定過(guò)流保護閾值需≤1.43 倍額定電流；

• GB/T 37408-2019：《光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)要求》，要求過(guò)流保護響應時(shí)間≤100ms；

• UL 1741：美國標準，規定過(guò)載保護閾值為 1.25 倍額定電流，延時(shí) 2 小時(shí)內動(dòng)作。

八、總結