光伏線纜的類型
從承擔的不同功能來看,光伏系統中的線纜主要可以分為直流線纜和交流線纜兩種。
1、直流電纜
(1)組件與組件之間的串聯電纜。
(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,戶外敷設較多,需防潮、防暴曬、耐寒、耐熱、抗紫外線,某些特殊的環境下還需防酸堿等化學物質。
2、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)配電裝置至電網或用戶的連接電纜。
此部分電纜為交流負荷電纜,戶內環境敷設較多,可按照一般電力電纜選型要求選擇。
光伏專用電纜
光伏電站中大量的直流電纜需戶外敷設,環境條件惡劣,其電纜材料應根據抗紫外線、臭氧、劇烈溫度變化和化學侵蝕情況而定。普通材質電纜在該種環境下長期使用,將導致電纜護套易碎,甚至會分解電纜絕緣層。這些情況會直接損壞電纜系統,同時也會增大電纜短路的風險,從中長期看,發生火災或人員傷害的可能性也更高,大大影響系統的使用壽命。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。
電纜設計選型的原則
(1)電纜的耐壓值要大于系統的最高電壓。如380V輸出的交流電纜,要選舉450/750V的電纜。
(2)光伏方陣內部和方陣之間的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.56倍。
(3)交流負載的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.25倍。
(4)逆變器的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.25倍。
(5)考慮溫度對電纜的性能的影響。溫度越高,電纜的載流量就越少,電纜要盡量安裝在通風散熱的地方。
(6)考慮電壓降不要超過2%。
直流回路在運行中常常受到多種不利因素的影響而造成接地,使得系統不能正常運行。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。另外戶外環境小動物侵入或撕咬也會造成直流接地故障。因此在這種情況下一般使用鎧裝、帶防鼠劑功能護套的電纜。
分布式光伏常用逆變器電纜選擇:
注:表格里面的電纜是按國標銅線的標準定的。
如果電纜長度大于于50米,請參考大一號規格的電纜。
逆變器輸出交流電纜怎么選取最經濟
在光伏系統中,由于線路安裝的環境不一樣,造成交流電纜也溫度不一樣。逆變器和并網點距離不一樣,造成電纜上的壓降不一樣。溫度和壓降都會影響到系統的損耗,因此要合理設計逆變器輸出電流的線徑,綜合考慮各方面的因素,既要減少光伏電站的初始投資,又要減少系統的線路損耗。
在做電纜設計選型時,技術上主要考慮電纜的額定載流量、電壓、溫度等技術參數,安裝時還是考慮電纜的外徑,彎曲半徑,防火等,計算造價時考慮電纜的價格。
1、逆變器輸出電流和電纜載流量要一致
逆變器輸出電流是由功率決定的,單相逆變器電流=功率/230,三相逆變器電流=功率/(400*1.732),有的逆變器還可以1.1倍過載,參考下圖:
電纜載流量是由材料、線徑、溫度決定的,電纜有銅線和鋁線兩種,各有用處,從安全性出發,建議逆變器輸出交流電纜用銅線,單相一般選BVR軟線,聚氯乙烯絕緣,銅芯(軟)布電線電壓等級為300/500V,三相選450/750電壓(或者0.6kV/1kV)等級的YJV、YJLV輻照交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜,導線的截流量和溫度之間的關系,如果環境溫度高于35℃,溫度每增加5℃時,允許電流應減小10%左右;如果周圍環境溫度低于35℃,溫度每降低5℃時,允許電流可增加10%左右,一般情況下,電纜如果安裝在室內通風的地方,最高環境溫度40度以下,如果安裝在室外有陽光曬到的地方,最高環境溫度有可能到50度。
如1臺20kW逆變器,輸出電流是32A,參考表中,4mm電纜在40度電,載流量是32A6mm電纜在50度時,載流量是33A,因此20kW逆變器選用4mm的電纜或者6mm電纜,就可以滿足要求。
2、電纜經濟性設計
有些地方逆變器離并網點比較遠,電纜雖然可以滿足載流量的要求,但由于電纜比較長,線路損耗就比較大,這時就可以考慮用線經大的電纜來減少損失,因為電纜線經越大,內阻越少。不過還要考慮電纜的價格,逆變器交流輸出密封接線端子的外徑。
如一臺20kW電站,逆變器到并網點3根電纜線總長度100米,平均一天日照時間為4小時,輸出電流按32A,輸出電纜可以選用4mm,6mm和10mm,16mm。4平方電纜總內阻0.46歐姆,市場價格是3.5元/米;6平方電纜總內阻0.31歐姆,市場價格是4.8元/米;10平方電纜總內阻0.18歐姆,市場價格是9.5元/米;16平方電纜總內阻0.115歐姆,市場價格是13.5元/米。
選用4mm電纜,一天的損耗為I2Rt=(302*0.46*4)/1000=1.656度,一年約600度電,按每度電成本0.75元算,一年損失450元;
選用6mm電纜,一天的損耗為I2Rt=(302*0.31*4)/1000=1.116度,一年約400度電,按每度電成本0.75元算,一年損失300元;
選用10mm電纜,一天的損耗為I2Rt=(302*0.18*4)/1000=0.65度,一年約240度電,按每度電成本0.75元算,一年損失180元;
選用16mm電纜,一天的損耗為I2Rt=(302*0.115*4)/1000=0.414度,一年約150度電,按每度電成本0.75元算,一年損失110元;
總結:
從表中可以看出,4mm的電纜雖然可以滿足20kW逆變器的輸出要求,但電纜上的電量損耗比較大,選取6mm的電纜一年就可以彌補電纜的價差,所以交流輸出電纜盡量選用較粗的電纜,從經濟上看,20kW選用10mm是比較好的。
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