光伏电站危险及有害因素辨识

光伏电站危险及有害因素辨识电池组件和光伏区直流汇流箱单元逆变器-升压变压器单元直（交）流电缆、集电线路单元监控系统、继电保护及二次、通信系统单元35kV汇集站及站用电系统作业环境和安全管理-2-内容提要（1）触电事故隔离型PCEisolatedPCE在主功率输出电路和光伏电路之间至少进行基本隔离，且漏电流低于规定值的PCE被定义为隔离型PCE。分离/隔离可以是PCE的组成部分也可由外部提供，如：具有外部隔离变压器的逆变器。如果隔离由外部提供，那么必须保证没有其他设备和PCE连接到同一电路。非隔离型功率转换设备Non-isolatedPCE在主功率输出和PV电路之间没有最小分离的PCE，漏电流高于隔离型PCE要求的PCE。不同类型直流系统触电危险性对于浮地系统方阵，单极触电时，流过人体的电流为单极充电电流，危害还不那么严重。无论是否浮地系统，极间触电时，流过人体的电流为短路电流，危害严重。对于浮地系统方阵内存在一点接地时，另一极触电对人身安全的危害与2相同。对于功能性接地方阵，不接地极触电时对人身安全的危害程度与2相同。3电池组件和光伏区4中光光伏电站方阵单元接线：箱变分裂绕组中性点不接地，属于浮地系统。两个PCE并列为一个逆变器，属于非隔离型PCE。PCE设计有负极功能性接地故障断路器FGDI，但不用（非隔离器型PCE故）。电池组件和光伏区直流触电事故防范措施严格行两票制度。使用合格的绝缘工具。汇流箱、逆变器内的操作和检修工作必须带绝缘手套。直流系统的检修工作尽量安排在夜间进行。直流系统检修工作必须将工作地点从各方电源正、负极全部断开，包括相邻组串或方阵。对存在大电容的设备如逆变器内的工作，工作前必须充分放电。经常监视逆变器输入绝缘电阻，出现在明显下降时应察明原因。雨季来临前对汇流箱、逆变器的防雨措施检查维护、保证设备不进水、不受潮。不要触摸或操作玻璃破碎、边框脱落和背板受损的光伏组件。在没有佩戴个人防护装置或者橡胶手套的时候，一定不能触碰潮湿的接插头。组件边框以及其他非用于导电的金属固定装置，一定要连接接地装置以防止电击，以确保地面与有导电性的设备之间的电压在任何情况下都是0V。5电池组件和光伏区（2）火灾事故起因：热斑由于遮挡、裂纹、内部连接失效等原因造成组件非但没有电力输出，反而要消耗电力，形成局部发热，产生“热斑效应”。热班的存在，导致热班点的温度急剧升高，可达200度以上，致使背板烧毁炭化。组件报废。热班的存在，使得薄膜组件的玻璃爆裂，组件报废。热班的存在，以及在接线盒内二极管发热的双重作用下，接线盒内温度急剧升高，致使电缆起火燃烧，并且蔓延，引起整个电站火灾事故。电站彻底报废。6电池组件和光伏区（2）火灾事故热班防范措施：固定式光伏阵列必须考虑方阵间距，以防止前排方阵阴影遮挡后排方阵。电池方阵周边不应有其他建筑物、树木，不应有灰尘敷在光伏组件上造成阴影遮挡。对组件供应商进行现场（车间、实验室、检测）考核。对生产工艺以及执行情况进行考核。对测试仪器和测试标准进行考核。向组件供应商索要组件的红外照片（电子版）。核对、检查完好后方可使用。春夏秋季节光照强烈时，避免树叶、鸟粪，污物等粘在组件表面。经常清洗组件表面。组件串联连接，要注意周边阴影落在组件阵列上的位置，串联电路应避免半阳半阴。组件布置采用横排方式，采用组串式逆变器。定期进行红外线测温检查，及时发现热班，消除阴影和遮挡，对落后的组件及时更换安排更换。7电池组件和光伏区（2）火灾事故起因：电弧不同于传统电气产品，光伏组件与布线没有一个整体外壳来遏制器件或系统产生的电弧或火灾。在许多光伏系统运行的直流电压下很容易维持直流电弧。光伏系统中主要有三种类型的电弧（见图D.1）：a)由于电缆的错误连接或串联分断导致的串联电弧。b)不同电位的相邻线路间的局部短路导致的并联电弧。c)绝缘故障导致的对地电弧。如果光伏方阵的故障导致了电弧的产生，这将对方阵造成严重损害，也可能对相邻线路和建筑结构造成危害。由于可提供的能量的原因，特别是当电弧发生在主光伏方阵导体之间时，最严重的电弧很可能是并联电弧。光伏系统中最有可能发生的是串联电弧，这是因为光伏系统一般包含大量的串联连接。串联电弧一般可通过将电气负载从光伏方阵移除的方式来快速消除，在并网系统情况下，可通过关闭逆变器系统来轻松完成，而并联电弧的熄灭则要困难得多。8电池组件和光伏区9电池组件和光伏区-10-电气短路二极管短路连接头断裂连接头断裂电池组件和光伏区（2）火灾事故电弧防范措施：保证汇流箱、逆变器等设备关闭密封良好，防止受潮和绝缘下降。必须使用合格的电气安全工器具，并保证工器具的正确使用，杜绝螺丝刀短路、错用万用表档位等情况的发生。直流回路熔断器、断路器使用相应规格的合格的熔断器，不能乱用，防止切断能力不足造成火灾。避免由于直流回路接触不良，造成金属过热熔化拉弧，定期进行红外线测温检查，及时发现和消除接头过热隐患，以下部位重点检查：组件接接线盒、串联接头。汇流箱内部熔断器、二极管、空气开关等的接线。汇流相熔丝安装应接触良好。逆变器内部各压接接头。11电池组件和光伏区13光伏方阵光伏子阵光伏组串逆变器以下位置并联电弧如何熄灭？方阵：逆变器输入空开以上子阵：逆变器输入空开以下组串：汇流箱输出空开以下电池组件和光伏区（3）设备事故防护缺陷如果电池组件接地故障，在运行中可能有高电压窜入，使太阳能电池组件绝缘强度受到破坏而被击穿。其他环境不良在运行过程中电池板遭受强风、冰雹、外力打击等，可能导致电池板损坏，影响正常发电。14电池组件和光伏区电池组件和光伏区直流汇流箱单元逆变器-升压变压器单元直（交）流电缆、集电线路单元监控系统、继电保护及二次、通信系统单元35kV汇集站及站用电系统作业环境和安全管理-15-内容提要（1）触电事故带电部位裸露直流汇流箱接线点多，若接线不规范，易发生金属线裸露，电缆接头部位的绝缘处理不当，易造成导线裸露，作业人员若误触及裸露的带电部位，可能会造成触电事故。尤其是直流汇流箱布置在室外，检修、检查、参观人员来往，若不慎触碰裸露电缆易发生触电事故。防护装置、设施缺陷直流汇流箱的接地等检查、维护不到位，接地电阻过大或失效，可能会引发触电事故。直流汇流箱布置在室外，若未进行有效的防护，参观或检查人员有意或无意触碰直流汇流箱可能会导致触电事故。16直流汇流箱单元（2）电气火灾接触电阻过大直流汇流箱导线与导线、导线与开关、熔断器等连接的地方都有接头，在接头的接触面上形成的电阻称为接触电阻。直流汇流箱布置在室外，容易堆积灰尘，如果接头中有杂质，连接不牢靠或其他原因使接头接触不良，造成接触部位的局部电阻过大，当电流通过接头时，就会在此处产生大量的热，形成高温，这种现象就是接触电阻过大。在有电气线路上，如果在某处出现接触电阻过大这种现象时，就会在接触电阻过大的局部范围内产生极大的热量，使金属变色甚至熔化，引起导线的绝缘层发生燃烧，并引燃烧附近的可燃物或导线上积落的粉尘、纤维等，从而造成火灾。18汇流箱短路造成电弧燃烧汇流箱电气短路直流汇流箱单元（2）设备损坏事故直流汇流箱布置室外，若防护不当，作业人员不慎触碰直流汇流箱，可能会导致直流汇流箱损坏。直流汇流箱单元电池组件和光伏区直流汇流箱单元逆变器-升压变压器单元直（交）流电缆、集电线路单元监控系统、继电保护及二次、通信系统单元35kV汇集站及站用电系统作业环境和安全管理-20-内容提要（1）触电事故带电部位裸露逆变器、箱式变压器进、出线接线部位易发生导体裸露。作业人员若误触及裸露的带电部位，可能会造成触电事故。漏电逆变器、变压器存在质量缺陷，或定期检查、维护不到位，过电压、过电流保护失效等，线圈绝缘破损或过电压、过电流线圈击穿，均可能造成设备外壳带电；电缆绝缘备外力损伤或过载击穿等。若设备、设施漏电，作业人员误触及或违章作业，均可能造成触电事故。防护装置、设施缺陷防雷装置检查、维护不到位，装置失效，遇有雷雨时很易遭到雷击，可能会引发触电事故。逆变器、变压器等所有电气设备接地等检查、维护不到位，接地电阻过大或失效，可能会引发触电事故违章作业检修升压变压器不认真执行“两票三制”制度等。维修、维护带设备可导致触电；或未挂接地线进行作业感应电导致触电。未按规程正确使用电工安全工器具（绝缘用具、遮拦、警示牌等）；带负荷拉刀闸；误操作引起短路。21逆变器-升压变压器单元（2）逆变器故障设备缺陷如果逆变器内电子元件质量不良、安装缺陷，可能导致逆变器误动作从而发生故障。防护缺陷如果逆变器防雨不当，可能导致雨水进入设备，可能导致逆变器误动作从而发生故障。防护装置、设施缺陷逆变器的元器件、电路等出现故障，如输入直流极性接反、交流输出短路、过热、过载等。（3）噪声危害运行维护及检修人员在进行逆变器、变压器等大型电气设备检查、维护作业时，可能会受到噪声危害。逆变器、变压器、互感器等大型电气设备，运行中会产生电磁性噪声，若设备选型不符合国家相关卫生标准要求，个体防护不当，可能会受到噪声危害。22逆变器-升压变压器单元（3）设备、设施缺陷变压器线圈受机械损伤或受潮，引起层间、匝间或对地短路；或硅钢片之间绝缘老化，或者紧夹铁芯的螺栓套管损坏，使铁芯产生很大涡流，引起发热而温度升高，引发火灾。线圈内部的接头、线圈之间的连接点和引至高、低压瓷套管的接点及分接开关上各接点接触不良会产生局部过热，破坏线圈绝缘，发生短路或断路。此时所产生的高温电弧，同样会使绝缘油迅速分解，产生大量气体，使压力骤增，破坏力极大，后果也十分严重。接头、连接点接触不良主要是由于螺栓松动、焊接不牢、分接开关接点损坏等原因导致。充油变压器应定期取油样进行化验建立台帐，对发现问题的变压器加强监视和趋势分析，对明显问题的变压器应尽快安排停电处理。变压器油箱、套管等存在质量缺陷，渗油、漏油，形成表面污垢，遇明火会导致燃烧事故。23逆变器-升压变压器单元（4）电气火灾易燃液体变压器油箱内充有大量用于散热、绝缘、防止内部组件和材料老化以及内部发生故障时熄灭电弧作用的绝缘油。变压器绝缘油是饱和的碳氢化合物，其闪点在140～145℃之间。变压器发生故障时，在产生过热或形成绝缘破坏后引起的电弧作用下，变压器内部故障点附近的绝缘油和固态有机可燃物会发生分解，产生CO、H2、碳氢化合物等易燃气体。故障持续时间过长，易燃气体愈来愈多，使变压器内部压力急剧上升，若安全保护装置（瓦斯继电器及防爆管）未能有效动作时，会导致油箱炸裂，发生喷油燃烧。燃烧会随着油流的蔓延而扩展，形成更大范围的火灾危害。造成停电、影响设备运行等重大经济损失、甚至造成人员的伤亡等重大事故。防护缺陷当变压器负载发生短路时，变压器将承受相当大的短路电流，如保护系统拒动、误动或误整定、误接线、误碰撞，就有可能烧毁变压器。避雷装置失效，避雷器起不到保护作用，遇有雷雨时很易遭到雷电过电压的侵袭，击穿变压器的绝缘，甚至烧毁变压器，引起火灾。24逆变器-升压变压器单元电池组件和光伏区直流汇流箱单元逆变器-升压变压器单元直（交）流电缆、集电线路单元监控系统、继电保护及二次、通信系统单元35kV汇集站及站用电系统作业环境和安全管理-26-内容提要（1）电缆短路烧毁光伏发电区，从汇流箱到逆变器之间布置了许多直流电缆，从逆变器到箱变设置有多条交流电缆，从箱变到配电室的集电线路的多条高压电缆，上述电缆在生产中，若存在如下问题，可能会造成电缆短路放炮，烧毁电缆。设施缺陷电缆截面积选择不当或电缆选型不当，实际负载超过了电缆的安全载流量，造成了电缆过载，使电缆绝缘被击穿烧毁。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、安装工艺不规范等原因，均会导致电缆头处过热，烧毁绝缘，从而引发事故。外形缺陷电缆敷设安装时不规范施工，容易造成绝缘机械损伤；在直埋电缆时，填埋土中有尖利的杂物、建筑垃圾，或在填埋过程中用重物砸、压等违章操作，啮齿类动物咬破绝缘，均可能使电缆绝缘损伤，绝缘损伤部位容易被电流击穿，造成短路故障。防护不当穿越站内道路的电缆，直埋时没有穿管保护，在以后的生产过程中，如站内车辆通过时，由于汽车的反复碾压，可能会造成电缆绝缘破损，从而引发短路事故。27直（交）流电缆、集电线路单元（2）电缆故障操作错误电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤；在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等，损伤部位容易击穿形成故障，破坏严重的可能发生短路故障。恶劣气候与环境该项目所在地最大冻土深128cm，冬季极端最低温度为-32℃，因此冬季冻涨土易造成埋地电缆伸缩变形，损坏电缆。直埋电缆应埋入冻土层以下；暴晒场所的电缆应选用抗紫外线耐热的电缆。虫、鼠等小动物噬咬会造成埋地电缆损坏。人为破坏若未进行有效监护，站外无关人员翻越栏网围墙，可能会发生故意破坏电缆设施的情况。标志缺陷电缆无标志、标志不清晰、标志不规范、标志选用不当、标志位置缺陷等，施工时会造成电缆破坏或损坏。28直（交）流电缆、集电线路单元（3）设备损坏动力电缆和控制电缆若没有分层敷设，动力电缆对控制信号电缆会产生干扰，影响到设备开机，严重时造成设备损坏。（4）火灾若电缆穿过墙体或楼板形成孔洞处未采取防火封堵，即未用防火封堵材料密封，如果一处电缆所在地发生火灾，则火灾会蔓延到起货源相邻的区域，造成相邻区域的人身伤亡或设备烧毁事故。29直（交）流电缆、集电线路单元电池组件和光伏区直流汇流箱单元逆变器-升压变压器单元直（交）流电缆、集电线路单元监控系统、继电保护及二次、通信系统单元35kV汇集站及站用电系统作业环境和安全管理-30-内容提要（1）自动控制系统：设备、设施缺陷一次检测元部件故障(例：电流、电压、温度等表计无指示、指示最大值、指示最小值、指示值无变化等)。主要是一次检测元部件、变送器损坏(断线/短路)，错误信息会误导运行人员，导致对电气设备运行工况误判断、造成人为误操作，危害设备运行。电源系统失电故障(例：主控室监控系统失去工作电源)。主要是电源回路断线、过负荷熔断器熔断、电源回路短路电源开关跳闸，有造成人员伤害或设备损坏事故的可能性。监控系统失灵(例：死机/黑屏/信息显示不变化/操作键盘、鼠标操作不起作用等)。接地系统故障(例：接地回路断线、接地电阻阻值增大、单点接地系统受损、形成多点接地等)。主要是接地电极腐蚀断线，接地阻值增大，或接地线受机械外伤断线，或接地线连接螺丝松动。影响自动监控系统工作稳定性。雷击过电压。雷击过电压将会造成监控系统的电缆、设备击穿，造成系统瘫痪，影响系统安全运行，严重时会导致全厂停电和人身伤亡的重大事故。所以，计算机监控系统必须做好预防雷击的安全措施。仪器仪表及传感器未定期校验，信号失真引发误报、误操作，可能会引发设备事故。31监控系统、继电保护及二次、通信系统单元监控系统、继电保护及二次、通信系统单元电池组件和光伏区直流汇流箱单元逆变器-升压变压器单元直（交）流电缆、集电线路单元监控系统、继电保护及二次、通信系统单元35kV汇集站及站用电系统作业环境和安全管理-34-内容提要（1）高压设备烧毁：避雷器故障，可能会引起雷电波侵入或操作过电压，从而造成设备损坏。互感器由于过电流、过电压可导致互感器发生爆炸。无防止小动物进入的挡板、网等防护装置，蛇、鼠等小动物进入开关柜引发设备短路故障。开关设备“五防”装置不完善，误操作引发事故。开关小车触头接触不良，发热超温熔焊引发火灾事故。真空开关泄漏或SF6开关漏气遮断容量不足造成开关设备损坏或爆炸。开关电气或机构原因跳闸拒动，后备保护延时切除故障。35kV系统长时间带接地运行，接地变和消弧线圈过载。35kV系统单相接地发生铁磁谐振，或消弧线圈不能正常工作，发生弧光接地过电压损害设备绝缘。SVG设备冷却系统故障、污染或堵塞造成设备过热烧坏。SVG连接变器漏油导致变压器放电接地或短路。3535kV汇集站及站用电系统（2）高压触电：