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干货 | 如何为光伏电站选择合适的电缆

光伏盒子2019-01-09 17:00:03

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前言


本文给出固德威逆变器常规情形下推荐的交流电缆线径(其他品牌可以参考选配),接着详细介绍光伏电缆的选择原理,介绍不同情形下如何选择一款合适的电缆,最后经过实际案例说明。


推荐线缆


常规应用、常用的单芯铜线电缆,可以根据以下表格,针对不同的逆变器规格选择合适的电缆线径。


1、单相机器


2、三相机器


以上是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。


         电缆选型         


1、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*4mm²。

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,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。


2、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》


3、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-mm²

           r :导体电导率-m/(Ω*mm²),r铜=57,r铝=34


4、多根多芯电缆成束铺设

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》。


       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。

1

经测量,荒地可以铺设100块255W组件,采用1台GW25K-DT逆变器;

2

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;

3

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;

4

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:

1

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

2

电缆截面:单芯线缆4mm²载流量远大于组件的短路电流,可以满足要求;

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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:

1

电缆类型:YJV铜线三芯交流电缆;

2

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10mm²线缆满足要求;

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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16mm²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。


附表1:YJV三芯电力电缆持续载流量


附表2:多根多芯电缆成束铺设矫正系数


来源:固德威光伏社区授权转载


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