光伏系統(tǒng)電纜設(shè)計(jì)選型與施工
在光伏電站建設(shè)過程中除主要設(shè)備,如光伏組件、逆變器、升壓變壓器以外,配套連接的光伏電纜材料對(duì)光伏電站的整體盈利的能力、運(yùn)行的安全性、是否高效,同樣起著至關(guān)重要的作用,下面就對(duì)光伏電站中常見的電纜及材料的用途和使用環(huán)境做詳細(xì)的介紹。
電纜按照光伏電站的系統(tǒng)可分為直流電纜及交流電纜,根據(jù)用途及使用環(huán)境的不同分類如下:
一、直流電纜
(1)組件與組件之間的串聯(lián)電纜。
(2)組串之間及其組串至直流配電箱(匯流箱)之間的并聯(lián)電纜。
(3)直流配電箱至逆變器之間電纜。
以上電纜均為直流電纜,戶外敷設(shè)較多,需防潮、防暴曬、耐寒、耐熱、抗紫外線,某些特殊的環(huán)境下還需防酸堿等化學(xué)物質(zhì)。
二、交流電纜
(1)逆變器至升壓變壓器的連接電纜。
(2)升壓變壓器至配電裝置的連接電纜。
(3)配電裝置至電網(wǎng)或用戶的連接電纜。
此部分電纜為交流負(fù)荷電纜,戶內(nèi)環(huán)境敷設(shè)較多,可按照一般電力電纜選型要求選擇。
三、光伏專用電纜
光伏電站中大量的直流電纜需戶外敷設(shè),環(huán)境條件惡劣,其電纜材料應(yīng)根據(jù)抗紫外線、臭氧、劇烈溫度變化和化學(xué)侵蝕情況而定。普通材質(zhì)電纜在該種環(huán)境下長(zhǎng)期使用,將導(dǎo)致電纜護(hù)套易碎,甚至?xí)纸怆娎|絕緣層。這些情況會(huì)直接損壞電纜系統(tǒng),同時(shí)也會(huì)增大電纜短路的風(fēng)險(xiǎn),從中長(zhǎng)期看,發(fā)生火災(zāi)或人員傷害的可能性也更高,大大影響系統(tǒng)的使用壽命。因此,在光伏電站中使用光伏專用電纜和部件是非常有必要的。光伏專用電纜和部件不僅具有最佳的耐風(fēng)雨性、耐紫外線和臭氧侵蝕性,而且能承受更大范圍的溫度變化。
四、電纜設(shè)計(jì)選型的原則:
(1)電纜的耐壓值要大于系統(tǒng)的最高電壓。如380V輸出的交流電纜,要選舉450/750V的電纜
(2)光伏方陣內(nèi)部和方陣之間的連接,選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.56倍。
(3)交流負(fù)載的連接,選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。
(4)逆變器的連接,選取的電纜額定電流為計(jì)算所得電纜中最大連續(xù)電流的1.25倍。
(5)考慮溫度對(duì)電纜的性能的影響。溫度越高,電纜的載流量就越少,電纜要盡量安裝在通風(fēng)散熱的地方。
(6)考慮電壓降不要超過2%。
直流回路在運(yùn)行中常常受到多種不利因素的影響而造成接地,使得系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。如擠壓、電纜制造不良、絕緣材料不合格、絕緣性能低、直流系統(tǒng)絕緣老化、或存在某些損傷缺陷均可引起接地或成為一種接地隱患。另外戶外環(huán)境小動(dòng)物侵入或撕咬也會(huì)造成直流接地故障。因此在這種情況下一般使用鎧裝、帶防鼠劑功能護(hù)套的電纜。
分布式光伏常用逆變器電纜選擇:
線徑 |
400C |
550C |
600C |
650C |
逆變器功率 |
2.5 |
28 |
25 |
23 |
-- |
單相1-5KW,三相4-12KW |
4 |
37 |
33 |
29 |
-- |
單相6KW,三相15,17KW |
6 |
48 |
43 |
40 |
34 |
單相8KW,三相20KW |
10 |
65 |
59 |
54 |
49 |
單相10KW,三相30KW |
16 |
91 |
82 |
76 |
68 |
三相40KW |
25 |
120 |
108 |
100 |
90 |
三相50KW |
35 |
148 |
133 |
123 |
111 |
三相75KW |
50 |
187 |
168 |
155 |
140 |
三相100KW 距離小于50米 |
70 |
231 |
208 |
192 |
173 |
三相100KW 距離大于50米 |
95 |
283 |
255 |
235 |
212 |
三相150KW 距離小于50米 |
120 |
326 |
293 |
271 |
237 |
三相150KW 距離大于50米 |
注:表格里面的電纜是按國(guó)標(biāo)銅線的標(biāo)準(zhǔn)定的。
如果電纜長(zhǎng)度大于于50米,請(qǐng)參考大一號(hào)規(guī)格的電纜。
五、光伏發(fā)電系統(tǒng)的電纜施工
光伏發(fā)電工程中電纜工程建設(shè)費(fèi)用一般比較大,敷設(shè)方式選擇直接影響著建設(shè)費(fèi)用,所以合理規(guī)劃、正確選擇電纜的敷設(shè)方式,是電纜設(shè)計(jì)工作的重要環(huán)節(jié)。
1、電纜的敷設(shè)電纜敷設(shè)方式根據(jù)工程情況、環(huán)境條件和電纜規(guī)格型號(hào)、數(shù)量等因素綜合考慮,且按滿足運(yùn)行可靠、便于維護(hù)的要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則來選擇。光伏發(fā)電項(xiàng)目直流電纜的敷設(shè)主要有直埋鋪沙墊磚敷設(shè)、穿管敷設(shè)、槽架內(nèi)敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、隧道敷設(shè)等。
交流電纜的敷設(shè)與一般電力系統(tǒng)敷設(shè)方式差異不大。直流電纜多用于光伏組件之間、組串至直流匯流箱之間、匯流箱至逆變器之間,其截面積小、數(shù)量大,通常情況下電纜沿組件支架綁扎或穿管直埋進(jìn)行敷設(shè),直流電纜在敷設(shè)時(shí)一般需要考慮:
(1)組件之間連接電纜及組串與匯流箱之間連接電纜,盡可能利用組件支架作為電纜敷設(shè)的通道支撐與固定,可在一定程度上降低環(huán)境因素的影響的作用。
(2)電纜敷設(shè)的受力要均勻適當(dāng),不宜過緊,光伏場(chǎng)所一般晝夜溫差較大,應(yīng)避免熱脹冷縮造成線纜斷裂。
(3)在建筑物表面的光伏材料電纜引線,要考慮建筑整體美觀,敷設(shè)位置應(yīng)避開在墻和支架的銳角邊緣布設(shè)電纜,以免切、磨損傷絕緣層引起短路,或受剪切力切斷導(dǎo)線引起斷路。同時(shí)要考慮電纜線路遭直擊雷等問題。
(4)合理規(guī)劃電纜敷設(shè)路徑,減少交叉,盡可能的合并敷設(shè)以減少項(xiàng)目施工過程中的土方開挖量以及電纜用量。
2、電纜的連接光伏發(fā)電系統(tǒng)中的直流線纜多為室外敷設(shè),連接方式以接頭插接為主,可穿管中加以保護(hù),利用組件支架作為電纜敷設(shè)的通道和固定,降低環(huán)境因素的影響。其他的電纜連接與一般電力系統(tǒng)中電纜連接方式大致相同。
責(zé)任編輯:蔣桂云
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