在做電纜設(shè)計選型時,技術(shù)上主要考慮電纜的額定載流量、電壓、溫度等技術(shù)參數(shù),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。
一、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(fā),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(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜,導(dǎo)線的截流量和溫度之間的關(guān)系,如果環(huán)境溫度高于35℃,溫度每增加5℃時,允許電流應(yīng)減小10%左右;如果周圍環(huán)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(nèi)通風(fēng)的地方,最高環(huán)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(huán)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,4平方電纜在40度時,載流量是32A,6平方電纜在50度時,載流量是33A,因此20kW逆變器選用4平方的電纜或者6平方電纜,就可以滿足要求。
二、電纜經(jīng)濟性設(shè)計
有些地方逆變器離并網(wǎng)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(jīng)大的電纜來減少損失,因為電纜線經(jīng)越大,內(nèi)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(wǎng)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(nèi)阻0.46歐姆,市場價格是3.5元/米;6平方電纜總內(nèi)阻0.31歐姆,市場價格是4.8元/米;10平方電纜總內(nèi)阻0.18歐姆,市場價格是9.5元/米;16平方電纜總內(nèi)阻0.115歐姆,市場價格是13.5元/米。
選用4平方電纜,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6平方電纜,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10平方電纜,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16平方電纜,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。
三、光伏發(fā)電系統(tǒng)的電纜施工
光伏發(fā)電工程中電纜工程建設(shè)關(guān)系重大,敷設(shè)方式選擇直接影響著建設(shè)費用,所以合理規(guī)劃、正確選擇電纜的敷設(shè)方式,是電纜設(shè)計工作的重要環(huán)節(jié)。
1、電纜的敷設(shè)電纜敷設(shè)方式根據(jù)工程情況、環(huán)境條件和電纜規(guī)格型號、數(shù)量等因素綜合考慮,且按滿足運行可靠、便于維護的要求和技術(shù)經(jīng)濟合理的原則來選擇。光伏發(fā)電項目直流電纜的敷設(shè)主要有直埋鋪沙墊磚敷設(shè)、穿管敷設(shè)、槽架內(nèi)敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、隧道敷設(shè)等。
交流電纜的敷設(shè)與一般電力系統(tǒng)敷設(shè)方式差異不大。直流電纜多用于光伏組件之間、組串至直流匯流箱之間、匯流箱至逆變器之間,其截面積小、數(shù)量大,通常情況下電纜沿組件支架綁扎或穿管直埋進行敷設(shè),直流電纜在敷設(shè)時一般需要考慮:
?。?)組件之間連接電纜及組串與匯流箱之間連接電纜,盡可能利用組件支架作為電纜敷設(shè)的通道支撐與固定,可在一定程度上降低環(huán)境因素的影響的作用。
(2)電纜敷設(shè)的受力要均勻適當(dāng),不宜過緊,光伏場所一般晝夜溫差較大,應(yīng)避免熱脹冷縮造成線纜斷裂。
(3)在建筑物表面的光伏材料電纜引線,要考慮建筑整體美觀,敷設(shè)位置應(yīng)避開在墻和支架的銳角邊緣布設(shè)電纜,以免切、磨損傷絕緣層引起短路,或受剪切力切斷導(dǎo)線引起斷路。同時要考慮電纜線路遭直擊雷等問題。
?。?)合理規(guī)劃電纜敷設(shè)路徑,減少交叉,盡可能的合并敷設(shè)以減少項目施工過程中的土方開挖量以及電纜用量。
2、電纜的連接光伏發(fā)電系統(tǒng)中的直流線纜多為室外敷設(shè),連接方式以接頭插接為主,可穿管中加以保護,利用組件支架作為電纜敷設(shè)的通道和固定,降低環(huán)境因素的影響。其他的電纜連接與一般電力系統(tǒng)中電纜連接方式大致相同。
光伏線纜雖然僅僅是光伏系統(tǒng)中的一個小部分,如何選擇合適的線纜來保障降低項目事故率低、提高供電可靠性、施工運行維護方便卻不如想象中容易。希望本文能的介紹,能夠為您在日后設(shè)計選型中提供一定的理論支持。