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光伏知识

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户用光伏电缆的经济性选择与敷设方式

发布时间:  2018-02-04    点击量:  17  次    作者:  刘继茂    来源:  户用光伏网

关键词:  光伏电缆,户用光伏,光伏技术

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光伏摘要:在光伏系统中,由于线路安装的环境不一样,造成交流电缆也温度不一样。逆变器和并网点距离不一样,造成电缆上的压降不一样。温度和压降都会影响到系统的损耗,因此要合理设计逆...


在光伏系统中,由于线路安装的环境不一样,造成交流电缆也温度不一样。逆变器和并网点距离不一样,造成电缆上的压降不一样。温度和压降都会影响到系统的损耗,因此要合理设计逆变器输出电流的线径,综合考虑各方面的因素,既要减少光伏电站的初始投资,又要减少系统的线路损耗。

在做电缆设计选型时,技术上主要考虑电缆的额定载流量、电压、温度等技术参数,安装时还是考虑电缆的外径,弯曲半径,防火等,计算造价时考虑电缆的价格。

一、逆变器输出电流和电缆载流量要一致

逆变器输出电流是由功率决定的,单相逆变器电流=功率/230,三相逆变器电流=功率/(400*1.732),有的逆变器还可以1.1倍过载,参考下图:


电缆载流量是由材料、线径、温度决定的,电缆有铜线和铝线两种,各有用处,从安全性出发,建议逆变器输出交流电缆用铜线。单相一般选BVR软线,聚氯乙烯绝缘,铜芯(软)布电线电压等级为300/500V,三相选450/750电压(或者0.6kV/1kV)等级的YJV、YJLV辐照交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,导线的截流量和温度之间的关系,如果环境温度高于35℃,温度每增加5℃时,允许电流应减小10%左右;如果周围环境温度低于35℃,温度每降低5℃时,允许电流可增加10%左右,一般情况下,电缆如果安装在室内通风的地方,最高环境温度40度以下,如果安装在室外有阳光晒到的地方,最高环境温度有可能到50度。


如1台20kW逆变器,输出电流是32A,参考表中,4平方电缆在40度时,载流量是32A,6平方电缆在50度时,载流量是33A,因此20kW逆变器选用4平方的电缆或者6平方电缆,就可以满足要求。

二、电缆经济性设计

有些地方逆变器离并网点比较远,电缆虽然可以满足载流量的要求,但由于电缆比较长,线路损耗就比较大,这时就可以考虑用线经大的电缆来减少损失,因为电缆线经越大,内阻越少。不过还要考虑电缆的价格,逆变器交流输出密封接线端子的外径。

如一台20kW电站,逆变器到并网点3根电缆线总长度100米,平均一天日照时间为4小时,输出电流按32A,输出电缆可以选用4mm,6mm和10mm,16mm。4平方电缆总内阻0.46欧姆,市场价格是3.5元/米;6平方电缆总内阻0.31欧姆,市场价格是4.8元/米;10平方电缆总内阻0.18欧姆,市场价格是9.5元/米;16平方电缆总内阻0.115欧姆,市场价格是13.5元/米。

选用4平方电缆,一天的损耗为I²Rt=(302*0.46*4)/1000=1.656度,一年约600度电,按每度电成本0.75元算,一年损失450元;

选用6平方电缆,一天的损耗为I²Rt=(302*0.31*4)/1000=1.116度,一年约400度电,按每度电成本0.75元算,一年损失300元;

选用10平方电缆,一天的损耗为I²Rt=(302*0.18*4)/1000=0.65度,一年约240度电,按每度电成本0.75元算,一年损失180元;

选用16平方电缆,一天的损耗为I²Rt=(302*0.115*4)/1000=0.414度,一年约150度电,按每度电成本0.75元算,一年损失110元。


三、光伏发电系统的电缆施工

光伏发电工程中电缆工程建设关系重大,敷设方式选择直接影响着建设费用,所以合理规划、正确选择电缆的敷设方式,是电缆设计工作的重要环节。

1、电缆的敷设电缆敷设方式根据工程情况、环境条件和电缆规格型号、数量等因素综合考虑,且按满足运行可靠、便于维护的要求和技术经济合理的原则来选择。光伏发电项目直流电缆的敷设主要有直埋铺沙垫砖敷设、穿管敷设、槽架内敷设、电缆沟敷设、隧道敷设等。

交流电缆的敷设与一般电力系统敷设方式差异不大。直流电缆多用于光伏组件之间、组串至直流汇流箱之间、汇流箱至逆变器之间,其截面积小、数量大,通常情况下电缆沿组件支架绑扎或穿管直埋进行敷设,直流电缆在敷设时一般需要考虑:

(1)组件之间连接电缆及组串与汇流箱之间连接电缆,尽可能利用组件支架作为电缆敷设的通道支撑与固定,可在一定程度上降低环境因素的影响的作用。

(2)电缆敷设的受力要均匀适当,不宜过紧,光伏场所一般昼夜温差较大,应避免热胀冷缩造成线缆断裂。

(3)在建筑物表面的光伏材料电缆引线,要考虑建筑整体美观,敷设位置应避开在墙和支架的锐角边缘布设电缆,以免切、磨损伤绝缘层引起短路,或受剪切力切断导线引起断路。同时要考虑电缆线路遭直击雷等问题。

(4)合理规划电缆敷设路径,减少交叉,尽可能的合并敷设以减少项目施工过程中的土方开挖量以及电缆用量。

2、电缆的连接光伏发电系统中的直流线缆多为室外敷设,连接方式以接头插接为主,可穿管中加以保护,利用组件支架作为电缆敷设的通道和固定,降低环境因素的影响。其他的电缆连接与一般电力系统中电缆连接方式大致相同。

光伏线缆虽然仅仅是光伏系统中的一个小部分,如何选择合适的线缆来保障降低项目事故率低、提高供电可靠性、施工运行维护方便却不如想象中容易。希望本文能的介绍,能够为您在日后设计选型中提供一定的理论支持。


关键词:  光伏电缆,户用光伏,光伏技术