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。
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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。
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;
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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*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。】
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光伏系统中用到的电线主要有两种,一种是直流线缆,另一种是交流线缆。直流线缆专门输送直流电,交流线缆专门输送交流电。两种线缆的电压电流电阻等各项指标都不相同,不可以混用。(详细区别可关注光伏先生张晓刚头条号,阅读之前文章,光伏电站直流电缆和交流电缆不可混用的原因、光伏直流电缆鉴别方法)直流线和交流线的分界点是逆变器,因为逆变器就是把直流电转化为交流电的设备。
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
1. 直流线缆:
光伏直流线缆主要是在线缆防护上会比普通的交流线缆强很多
就光伏应用而言,户外使用的材料应根据紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定。在该种环境应力下使用低档材料,将导致电缆护套易碎,甚至会分解电缆绝缘层。所有这些情况都会直接增加电缆系统损失,同时发生电缆短路的风险也会增大,从中长期看,发生火灾或人员伤害的可能性也更高。
这些电缆和部件不仅具有最佳的耐风雨性、耐紫外线和臭氧侵蚀性,而且能承受更大范围的的温度变化。而且光伏线缆通常使用双层绝缘橡胶护套!
2. 交流线缆:
通常使用在室内,无紫外线直射,就是我们市面上常用的那种
如果你还需要加强保护的,可以根据需要,对护套,绝缘,防热,防火等选择合适的护套
一、直流电缆
(1)组件与组件之间的串联电缆。
(2)组串之间及其组串至直流配电箱(汇流箱)之间的并联电缆。
(3)直流配电箱至逆变器之间电缆。
以上电缆均为直流电缆,户外敷设较多,需防潮、防bao晒、耐寒、耐热、抗紫外线,某些特殊的环境下还需防酸碱等化学物质。
二、交流电缆
(1)逆变器至升压变压器的连接电缆。
(2)升压变压器至配电装置的连接电缆。
(3)配电装置至电网或用户的连接电缆。
此部分电缆为交流负荷电缆,户内环境敷设较多,可按照一般电力电缆选型要求选择。
三、光伏专用电缆
光伏电站中大量的直流电缆需户外敷设,环境条件恶劣,其电缆材料应根据抗紫外线、臭氧、剧烈温度变化和化学侵蚀情况而定。普通材质电缆在该种环境下长期使用,将导致电缆护套易碎,甚至会分解电缆绝缘层。这些情况会直接损坏电缆系统,同时也会增大电缆短路的风险,从中长期看,发生火灾或人员伤害的可能性也更高,大大影响系统的使用寿命。因此,在光伏电站中使用光伏专用电缆和部件是非常有必要的。光伏专用电缆和部件不仅具有zui佳的耐风雨性、耐紫外线和臭氧侵蚀性,而且能承受更大范围的温度变化。
2.目前没有光伏组件用光伏电缆行业。本试验技术规范所涉及的要求来自德国化学学会光伏电线工作组K411.2.3初稿。
3.德国TUV莱茵公司使用本技术规范来测试和评估国家光伏电缆的性能。
4.例如,在德国TUV莱茵,本技术规范的文件编号为2PfG1169/08.2007。
5、2PfG1169/08.2007适用于允许1.8kV芯对芯或不接地DC电压的单芯软电缆,尤其适用于光伏的CD侧。
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,