一、核心參數(shù)與設(shè)定原則

1. 過(guò)流保護(hù)的本質(zhì)

• 功能定位：通過(guò)電流傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)回路電流，當(dāng)電流超過(guò)閾值時(shí)觸發(fā)斷路器分閘或逆變器停機(jī)，防止過(guò)載導(dǎo)致的電纜過(guò)熱、設(shè)備損壞或火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

• 與熔斷器的配合：過(guò)流保護(hù)為 “主動(dòng)預(yù)警式保護(hù)”，熔斷器為 “被動(dòng)故障切除保護(hù)”，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(shè)定原則

1. 安全性?xún)?yōu)先：閾值≤系統(tǒng)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(yùn)行時(shí)的波動(dòng)電流（避免誤動(dòng)作）；

3. 分級(jí)保護(hù)邏輯：

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

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

二、閾值計(jì)算步驟與公式

1. 基礎(chǔ)參數(shù)獲取

• 組件短路電流（Isc）：來(lái)自組件 datasheet，通常標(biāo)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(shù)；

• 匯流箱支路數(shù)（N）：若為多路匯流，需計(jì)算總輸入電流。

2. 過(guò)載保護(hù)閾值（I_over）計(jì)算

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

• $k_1$：安全系數(shù)（1.2~1.5，根據(jù)系統(tǒng)重要性調(diào)整）；

• $k_2$：溫度修正系數(shù)（考慮環(huán)境溫度對(duì) 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(hù)閾值（I_short）計(jì)算

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

• $k_3$：短路系數(shù)（2.0~3.0，根據(jù)逆變器過(guò)載能力調(diào)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?jǐn)嗄芰?/span>。

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

三、典型場(chǎng)景閾值設(shè)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(diào)整：高溫地區(qū)需提高過(guò)載閾值（按 k2 系數(shù)計(jì)算），避免因溫度導(dǎo)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(qiáng)時(shí)，組件電流可能短時(shí)超過(guò) Isc（持續(xù)時(shí)間 < 1s）；

• 應(yīng)對(duì)措施：過(guò)載保護(hù)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(jī)時(shí)電容充電可能產(chǎn)生 1.5~2 倍額定電流的沖擊（持續(xù)時(shí)間 < 0.5s）；

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

五、設(shè)定流程與驗(yàn)證方法

1. 分步設(shè)定流程

1. 計(jì)算系統(tǒng)工作電流：

• 單支路：組件串?dāng)?shù)（1.05 為并聯(lián)不均勻系數(shù)）；

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(yàn)與熔斷器配合：$I_{over}<I_e$，且熔斷器分?jǐn)嗄芰?/span>。

2. 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證方法

• 模擬過(guò)載測(cè)試：

1. 通過(guò)可調(diào)電阻加載至 1.1 倍$I_{over}$，觀察保護(hù)是否在 5~10s 內(nèi)動(dòng)作；

2. 加載至 1.5 倍$I_{over}$，保護(hù)應(yīng)在 1~3s 內(nèi)動(dòng)作。

• 模擬短路測(cè)試：
  通過(guò)短路模擬器產(chǎn)生 2 倍$I_{short}$電流，保護(hù)應(yīng)在 0.1s 內(nèi)瞬時(shí)跳閘。

六、常見(jiàn)誤區(qū)與規(guī)避措施

1. 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(shí)過(guò)載（如 1.1 倍額定電流持續(xù) 10min），閾值等于額定電流會(huì)導(dǎo)致頻繁跳閘。

• 規(guī)避：過(guò)載閾值 = 額定電流 ×0.85~0.9。

2. 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(guò)閾值，但單支路保護(hù)未動(dòng)作。

• 規(guī)避：在匯流箱總進(jìn)線處設(shè)置總過(guò)流保護(hù)，閾值 = 單支路閾值 × 支路數(shù) ×0.8（降額系數(shù)）。

3. 誤區(qū) 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(hù)，導(dǎo)致系統(tǒng)誤停機(jī)。

• 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(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范參考

• IEC 62109-1：光伏系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備安全要求，規(guī)定過(guò)流保護(hù)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(hù)響應(yīng)時(shí)間≤100ms；

• UL 1741：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定過(guò)載保護(hù)閾值為 1.25 倍額定電流，延時(shí) 2 小時(shí)內(nèi)動(dòng)作。

八、總結(jié)