如何为光伏电站选择合适的电缆
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。
02
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:
1
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。
2
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;
3
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》。
03
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*4mm²
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。】
希望绿合岛的回答能帮到您,如果您觉得满意,请麻烦您高抬贵手帮小岛采纳哟,祝您及您的家人永远幸福安康!
光伏电缆是一种用于太阳能光伏组件系统(PV系统(photovoltaic system):光伏系统或称太阳能系统)上的特种线缆,其有耐气候,耐高温,耐摩擦等特征,并具有超长的使用寿命,经高能电子加速器辐射交联后的高性能绝缘材料和护套材料起着绝对可靠的绝缘性能和机械性能。
根据应用环境不同,光伏电缆可分为:
直流和交流光伏
光伏电缆主要用于户外环境,也可用于连接建筑物外光伏系统设备与建筑物内用电设备。从使用环境对电缆的性能要求来看,光伏电缆融合了三方面的要求:其一,对电缆阻燃性的要求,通常这一要求只对室内电缆才提出其二,室外电缆应具有抗紫外光老化、耐**(包括耐热水水解、耐霉变)和耐高低温特性等要求其三,室内外电缆都会遇到的抗热氧老化要求。
2 光伏电缆标准
光伏电缆目前尚无国家标准,
多芯光伏电缆国内常用标准为:
Ø 美国安全检测实验室公司UL标准:UL 1277-2001 有可选光纤值的电力电缆和控制底座电缆
Ø 德国莱茵TUV集团标准:2Pfg 1940/12.2011
Ø 中国电器工业协会系列标准:CEEIA B218-2012 光伏发电系统用系列标准
单芯光伏电缆国内常用的标准有三项:
Ø 美国安全检测实验室公司UL标准:UL 4703-2014光伏线调查大纲
Ø 德国莱茵TUV集团标准:2Pfg 1169/08.2007 光伏系统中使用的电缆要求
Ø 中国电器工业协会系列标准:CEEIA B218-2012 光伏发电系统用系列标准
美国UL标准与德国TUV标准的差异:
UL 4703标准大量引用UL 854业务引入线(Service-Entry Cables)规范(USE-2)和UL 493《热塑性绝缘地下馈线和分支电缆标准》中UF型电缆的要求,电缆的电压和温度等级有多种,在材料及结构选择方面给予电缆制造厂更大的自由。根据类型不同,电缆有绝缘/护套一体结构、单绝缘无护套结构和复合型绝缘结构。当选择两层结构时,厚度配合有几种,但总的厚度高于德标,电缆外径也更大一些。
直流线选型
光伏电站中从组件输出到逆变器输入之间的部分使用直流线缆。家庭电站一般使用4平方直流电缆足够。如果是稍微大一点的光伏电站,需要光伏直流汇流箱的情况下,可能需要6平方、10平方或16平方的直流线。现在组串式逆变器成为主流,汇流情况越来越少。所以,如果有人说要买光伏直流线,基本上可以默认为是4平方。购买的时候,选国标4平方光伏直流专用线即可。有一点特别说明,目前市场上直流线为铜线,没有发现有铝线。电线外观为白色,为铜镀锡,不是铝线。
交流线选型
从逆变器出来经过配电箱再到市电这一段需要使用交流线。交流电就稍微复杂一点,分为单相和三相,对应的电线就有双股和多股。单相光伏电站交流线缆有2*4、2*6、2*10、2*16等;三相交流电缆有3*4+N、3*6+N、3*10+N、3*16+N、3*25+N等。
最大电流计算
至于多大的电站用什么样的交流线,这就需要先对电站最大电流进行测算。
这里有两个公式:(为了通俗易懂,不使用专业符号,直接用汉字代替)
电流=功率/电压(单相)
电流=(功率/电压)/1.732(三相)
举例说明,5kw光伏电站,使用单相逆变器并网。那么,电流为5000/220=22.7a;10kw光伏电站,使用三相逆变器并网,那么,每一根线的电流为(10000/380)/1.732=15.2a。
电线载流量
铜线和铝线的载流量是不同的。铜线的载流量大,同样粗度的铜线,可以承载的电流远远大于铝线载流量(网上可以查到各种规格电线载流量详细数据,影响载流量的因素比较多,如电线材质、电线护套材质、电线架设方法、电线所处的温度等)。实际应用当中,一般同样载流量情况下,铝线粗度要比铜线高一个规格。比如用铜线为10平方,那么用铝线就要选16平方。另一外一个原则是,电线载流量要尽可能留出一些富余,避免极端情况下,电线彻底毁坏。
光伏先生可以提供一个大概参考建议,一定不要生搬硬套,根据情况来调整。
10kw,用3*6+N铜线
20kw,用3*10+N铜线
50kw,用3*16+N铜线
100kw,用3*70+N铜线
附录:绝缘导线明敷允许载流量
一、结构
1、铜芯导体;
2、内层绝缘;
3、外层护套。
二、使用特性
1、额定电压为: U0/U: 600/1000V AC 900/1500V DC;
2、最高长期工作温度不超过90℃;
3、敷设时的环境温度在 -40℃ 及以上;
4、敷设时的最小弯曲半径:不小于 4D 。(D 为电缆外径 )。
三、技术性能
1、绝缘电阻 20℃时导体电阻ρ≤4.95 Ω/km ;护套表面电阻ρ≥ 109 Ω.cm。
2、耐压试验水温20±5℃,浸水长度10M,时间1H,交流工频电压8000V,保持5min不击穿。
3、 燃烧试验垂直燃烧试验:上固定点与碳化始点距离≥50mm;燃烧向下延燃至上固定点距离≤540mm;燃烧气体腐蚀性试验:PH 值 ≥4.3,电导率≤10μ S/mm。
4、内层绝缘机械性能 老化前拉伸试验:抗拉强度≥5N/mm2 ,断裂伸长率≥200%;老化后(135±2℃),抗拉强度变化≤±30%,,断裂伸长率变化≤±30% ;空气弹老化拉伸试验:空气压力5.5bar(127℃) 抗拉强度变化≤+30%,断裂伸长率变化≤+30%;热延伸试验:烘箱温度 250±3℃,机械压力20N/cm2 载荷下伸长率 ≤100% ,卸载后伸长率 ≤25% 。
5、护套的机械性能老化前拉伸:抗拉强度≥ 10.0N/mm2 ;断裂伸长率 ≥300% ;老化后(85±2℃): 断裂伸长率 ≥250% ;抗拉强度变化≤± -15% ;断裂伸长率变化 ≤-25% 。
6、耐候性试验 护套低温弯曲试验:冰柜中温度-40±2℃,16小时,试验后视检看不出裂缝 ;内层绝缘及护套耐臭氧:臭氧浓度250-300pphm,24h, 视检180o弯曲部分无开裂 ;护套耐气候性周期:洒水18min,氙灯干燥102min测试温度45±5°C总试验时间至少500h紧接着进行室温条件下的7.1弯曲试验,无裂缝。
7、耐2号油(ISO1817)试验浸油后抗压强度保留≥60% ;浸油后拉断伸长保留≥70% ;浸油后直径变化≤160 。
四、产品特点
通过TUV认证 (TUV证书 R50087840) - 抗臭氧, 紫外线, 水蒸气 - 无铅, 无卤, 阻燃, 极低的烟释放量 - 耐油 - 耐化学腐蚀 - 导体临时过载可达+400 ℃ - 环境温度-40℃ 至+110°C(TUV上限+90 ℃ ) - 低温条件下仍能保持极好的柔性 - 耐切割, 撕裂和裂缝延伸 - 绝缘层和外护套可以一次性剥离 - 使用寿命超过20年(最高+ 90℃ ) - 具备与标准的接头、连接系统的兼容性 - 抗菌, 抗微生物.
为促进我国太阳能资源利用和国家新能源产业发展,规范光伏发电系统用电缆的制造和产品推广应用,中国电器工业协会«光伏发电系统用电缆»系列标准由上海金友金弘电线电缆有限公司、北京鉴衡认证中心等单位起草,由中国电线电缆标委会归口,于二O一二年四月十八日正式发布。标准号CEEIA B218。
我国光伏产业处在高速发展的阶段,我国光伏发电系统用电缆没有对应的行业标准或国家标准。设计、采购、使用、验收无标准可依。电缆的使用寿命无法与组件使用寿命相一致,导致敷设后系统的运行、维护成本增高,发电效率下降。
《光伏发电系统电缆标准》的发布将对光伏发电系统电缆的选型、采购、使用、验收起到指导作用。为优化光伏发电系统的设计提供了可能性,可降低工程造价和节省维护成本。
标准规定了光伏发电系统用电缆的分类。规定了适用于防紫外线、耐臭氧、耐酸碱、抗盐雾和耐环境气候要求的光伏发电系统用交/直流电力电缆、控制电缆、计算机及仪表电缆的使用特性、型号、规格、技术要求和检验要求。
标准规定了光伏发电系统用电缆与光伏组件预期25年使用寿命相匹配。满足位于高寒、沙漠、濒海、滩涂、草原、屋顶等不同气候环境下不同类型光伏电站的选用。
光伏发电系统用电缆标准(CEEIA B218)包括四部分:
第1部分:一般要求(CEEIA B218.1):
第2部分:交直流传输电力电缆(CEEIA B218.2):
第3部分:控制电缆(CEEIA B218.3):
第4部分:电子计算机数据传输电缆(CEEIA B218.4):