光伏并网电站中，升压变压器的选择及接地问题

您好！绿合岛非常高兴能为您解答！小岛为您梳理如下：

常规应用、常用的单芯铜线电缆，可以根据以下表格，针对不同的固德威逆变器选择合适的电缆线径。

单相机器

三相机器

以上是小固对一般情形下线缆选择的建议，而光伏系统应用情形繁多，下面介绍线缆选择的一般准则，希望小固朋友们阅读后，可以针对自己不同的项目，选择一款合适的线缆。

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电缆选型

电缆类型

按照应用位置不同，分布式光伏系统中线缆可分为直流线缆、交流线缆和接地线缆：

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直流线缆多为户外铺设，需要防潮、防晒、防寒、防紫外线等，因此分布式光伏系统中的直流线缆一般选择光伏认证的专用线缆，考虑到直流插接件和光伏组件输出电流，目前常用的光伏直流电缆为PV1-F 1*4mm&sup2。

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交流线缆主要用于逆变器交流侧至交流汇流箱或者交流并网柜，在室外安装部分的交流线缆需要考虑防潮、防晒、防寒、防紫外线，以及长距离铺设，一般选用YJV型电缆；室内安装的交流线缆，需要考虑防火和防鼠防蚁；

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接地线缆主要用户组件的防雷接地、组件支架接地和逆变器交流输出端接地。

电缆截面

目前大家对于电缆截面的选择主要依据是电缆线径与电流关系，往往忽视了环境温度、电压损失、铺设方式对线缆载流能力的影响。在此提供一份常用的YJV三芯电力电缆载流量表格，可以查阅在不同使用环境下，电缆的载流量，同时建议在电流接近峰值时，需要向上选取线径，详见《附表1 YJV三芯电力电缆持续载流量》。

电压损失

光伏系统中的电压损失可以表征为：电压损失=通过电流*线缆长度*电压因子，通过公式可以看出，电压损失与线缆的长度成正比关系，因此在现场勘探时，应该遵循阵列至逆变器、逆变器至并网点应尽可能靠近的原则。一般应用时，光伏阵列到至逆变器之间的直流线损不超过阵列输出电压的5%，逆变器至并网点之间的交流线损不超过逆变器输出电压的2%。在工程应用过程中可以采用经验公式：△U=（I*L*2）/(r*S)

其中△U ：电缆压降-V

I ：电缆需要承受最大电缆-A

L ：电缆铺设的长度-m

S ：电缆的截面积-mm&sup2

r ：导体电导率-m/（Ω*mm&sup2），r铜=57，r铝=34

多根多芯线缆成束铺设

实际应用过程中，考虑到线缆布线方式、走线限制等因素，光伏系统的线缆，特别是交流线缆可能会存在多根多芯线缆成束铺设的情况，例如小容量三相系统中，交流出线采用的“一线四芯”或者“一线五芯”的线缆；大容量三相系统中，交流出线采用多根电缆并联代替单芯线径大电缆。在多根多芯电缆成束铺设情形下，实际线缆的载流量会有一定比例的衰减，在项目设计之初需要考虑到这种衰减情形，本文档提供一份表格表征不同情形下的矫正系数，详见《附表2 多根多芯电缆成束铺设矫正系数》。

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实际案例

在某光照条件较好的地方，有一个村子，在夏季时候的温度可以达到40℃。村委会为了给村民谋求福利，决议在村里安装光伏系统，而村民家里的房屋承重达不到要求，只能在村口的荒地集中安装。

经测量，荒地可以铺设100块255W组件，采用1台GW25K-DT逆变器；

组件到逆变器房间之间距离为30米，逆变器至村口变压器距离为50米；

组件至逆变器之间线缆、逆变器至并网点之间线缆均采用铜线明管铺设；

其中逆变器至并网点之间线缆采用三芯电缆；

需要确认各线缆线径。

组件至逆变器之间线缆：

电缆类型：100块组件分为5串，每串20块；由于线缆采用明管铺设，同时项目现场光照条件好，考虑防潮、防晒，决定采用光伏专用线缆PV1-F 1*4mm&sup2；

电缆截面：单芯线缆4mm&sup2载流量远大于组件的短路电流，可以满足要求；

电压损失：△U=（I*L*2）/(r*S)≈（8*30*2）/（57*4）≈2.5V，组件的工作电压按照200V计算，电压损失小于200*5%=10V，满足要求；

逆变器至并网点之间线缆:

电缆类型：YJV铜线三芯交流电缆；

电缆截面：GW25K-DT的交流输出最大电流为37A，环境温度为四十度，明管铺设，查询表格考虑余量向上升级后10mm&sup2线缆满足要求；

电压损失：△U=（I*L*2）/(r*S)=（37*50*2）/（57*10）≈6.5V；电网相电压为220V，电压损失大于220*2%=4.4V，这就是为什么固德威技术支持部门在给客户推荐GW25K-DT交流线缆配置时会推荐16mm&sup2的线缆。

光伏电缆的选择在符合一般电力电缆原则之外，也要符合光伏系统需要防护和温度变化范围大等特点，合理的选择线缆和铺设方式，不仅可以降低光伏系统的建造成本，同时可以提高光伏系统的运营效率和系统运营的稳定性。】

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在电站建设过程中，经常遇到施工或相关专业人员对防雷接地重视不够，认为其技术性不强，工艺较简单，往往在施工中出现不规范作业或纰漏，所以造成光伏系统雷击事故。因此，防雷与接地工程在监理及验收工作中至关重要，其质量直接影响整个系统的使用功能、安全及寿命。

图1

根据光伏电站工程的特殊性，所有屋顶电站都可以依附在所属建筑的主体结构的防雷系统上，不用独立去设计独立的防雷系统，这样不仅可以节约工期、资金，更可充分利用现有资源。对于混凝土结构，大部分建筑在建时期都做了专业的防雷系统，混凝土结构在做防雷系统时候一般会做避雷带或者是避雷网。

钢结构厂房光伏电站防雷思路与混凝土大体想差不多，接闪器、引下线、接地体的选择，材料的连接都与混凝土屋面相似。

工商业光伏发电系统防雷接地材料选用

1、接闪器

一般选用直径 12-16mm的圆钢，如果采用避雷带，则使用直径不低于8mm的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢。

图2

2、引下线

引下线宜采用热镀锌圆钢或扁钢，宜优先采用圆钢，直径不小于 8mm；如用扁钢，厚度应不小于 4mm。要求较高的要使用截面积为 35mm 2 的双层绝缘多股铜线。

图3

3、接地体

宜采用热镀锌钢材，其规格一般为：直径 50mm 的钢管，壁厚不小于 3.5mm；50mm*50mm*5mm 角钢，长度不低于2.5米；或者 40mm*4mm 的扁钢，长度一般为 2.5-4m。扁钢接地体的水平埋设深度不小于 0.5m，角钢垂直埋深不低于2.5m，连接焊接过的部位要重新做防腐防锈处理。

图4

4、组件与支架等电位连接

组件铝边框与镀锌支架或铝合金支架都做了镀层处理，仅仅通过压块的压接满足不了接地要求，只有组件的接地孔连接到支架上才算组件有效接地。因此在这些位置必须建立外部防雷系统和金属光伏组件之间的直接等电位连接，一般可以采用4mm2的黄绿双色线。

图5

5、支架阵列间等电位连接

支架间的连接应是持久的电气贯通，一般采用使用直径不低于8mm的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢。可采用铜锌合金焊、熔焊、卷边压接、

安装光伏电站的时候，都会做好相应的接地措施，做好了防雷保护。

不过雷雨天气对于光伏电站来讲，还是有一定的影响的。

首先，光伏电站在雷雨天中，如果是白天，则发电量几乎没有，因为雨天无光照，光伏电站无法发电。

其次，雷雨天气的打雷现象，如果雷一旦击中光伏板，很有可能会引起组件被雷击起火现象，引发安全事故，所以做好防雷措施很重要；

最后，在做好防雷措施之后，巨大的雷击电波很有可能会破坏光伏电站的逆变器，从现实的实际案例来看，在雷雨天气中，光伏电站的逆变器是最容易且概率较高被雷击坏的。

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正在安装的光伏电站

1、太阳能电池组件与组件之间的连接电缆，一般使用组件接线盒附带的连接电缆直接连接，长度不够时还可以使用专用延长电缆。依据组件功率大小的不同，该类连接电缆有截面积为2.5m㎡、4.0m㎡、6.0m㎡等三种规格。这类连接电缆使用双层绝缘外皮，具有优越的防紫外线、水、臭氧、酸、盐的侵蚀能力，优越的全天候能力和耐磨损能力。

2、蓄电池与逆变器之间的连接电缆，要求使用通过UL测试的多股软线，尽量就近连接。选择短而粗的电缆可使系统减小损耗，提高效率，增强可靠性。

3、电池方阵与控制器或直流接线箱之间的连接电缆，也要求使用通过UL测试的多股软线，截面积规格根据方阵输出最大电流而定。

各部位直流电缆截面积依据下列原则确定：

太阳能电池组件与组件之间的连接电缆、蓄电池与蓄电池之间的连接电缆、交流负载的连接电缆，一般选取的电缆额定电流为各电缆中最大连续工作电流的1.25倍太阳能电池方阵与方阵之间的连接电缆、蓄电池(组)与逆变器之间的连接电缆，一般选取的电缆额定电流为各电缆中最大连续工作电流的1.5倍。

光伏电缆应具备的特性可适用于不同环境下的光伏电站，保证其长期安全运行，正确地选择不同部分的适用电缆，可在稳定成本的基础上最大程度地提升系统稳定性，保障电站良好的长期运营效益。