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光伏系統防雷設計(下)

光伏系統防雷設計(下)

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3) 設備防雷(埠加固)

採用SPD浪涌保護,通過在帶電電纜上安裝浪涌保護器實現,減少電涌和雷電過電壓對設備造成損壞。太陽能光伏併網發電系統的雷電浪湧入侵途徑, 除了太陽能電池方陣外,還有配電線路、接地線等,所以太陽能光伏併網發電系統需要採取以下防護措施:

1)在逆變器的每路直流輸入端裝設SPD浪涌保護裝置。

2)在併網接入控制櫃中安裝浪涌保護器, 以防護沿連接電纜侵入的雷電波。為防止浪涌保護器失效時引起電路短路,必須在浪涌保護器前端串聯一個斷路器或熔斷器, 過電流保護器的額定電流不能大於浪涌保護器產品說明書推薦的過電流保護器的最大額定值。

當太陽能電池方陣架設在接閃器保護範圍內時,太陽能電池方陣置於LPZ0B 區內,配電設備和逆變器必須置於LPZ1 區內,為此應在逆變器的直流輸入端配置直流電源浪涌保護器(如圖5 所示),直流電源浪涌保護器可選用專門用於直流配電系統的浪涌保護器,也可選用交流配電系統的浪涌保護器,

並按換算公式Vdc= 1.414 Vac 計算。

第一級浪涌保護應該選擇開關型浪涌保護器以泄放大的雷電流,直流浪涌保護器的主要技術參數應滿足如下要求:

額定放電衝擊電流Iimp 5kA10/350μs);最大持續運行電壓UC 1.15UdcUc 為太陽電池方陣開路電壓);

電壓保護水平UP 0.8UWUW 為逆變器耐衝擊過電壓額定值,一般情況下UW=4000V)為保護用電設備,在逆變器與併網點之間必須加裝第二級電源防雷器,可選限壓型浪涌保護器,具體型號應根據工作電壓和現場情況確定。綜合採用以上措施可以逐級將雷電流降低,最終控制在設備能承受的電壓範圍之內。大量實踐證明這些措施是非常有效的。

註:

1)直流SPD浪涌保護器採用2+1組合,三個同參數指標的模塊,連接方式為星形連接方式。

2)交流SPD浪涌保護器採用2+1組合,對地共模2參數相同(電壓保護水平為小於1200V),線間差模1(電壓保護水平小於500V)。

3)兩級限壓型浪涌保護器之間的間隔只有4m,不符合要求。為了保證多級浪涌保護器之間的能量配合問題,GB50057-94 規定,開關型浪涌保護器與限壓型浪涌保護器之間的安裝距離是10m,限壓型浪涌保護器與限壓型浪涌保護器之間的安裝距離是5m。電源線路中安裝了多級電源浪涌保護器時,由於各級浪涌保護器的標稱導通電壓和標稱放電電流的不同、安裝方式及接線長短的差異,如果設計和安裝時不考慮間距問題,他們之間能量配合不當,就會出現某級浪涌保護器動作泄流的盲點。如果兩級浪涌保護器的間距達不到要求,可以在線路中串聯安裝適當的退耦原件。

4)注意保險絲安裝位置和選型錯誤。保險絲作為浪涌保護器的後備保護應位於浪涌保護器支路的前端,起過電流保護作用,其分斷能力應等於或大於安裝處的預期短路電流。根據計算可得,在太陽輻照度為1000W/m2 溫度為25℃時流過熔斷器的可能最大電流約為15.48A。而系統使用的熔斷器的額定電流為16A,即使浪涌保護器失效使電路短路,流過熔斷器的電流也不會超過熔斷器的額定電流,所以熔斷器起不到短路保護的作用。

5)直流防雷器的標稱工作電壓太大。太陽電池方陣的直流輸出端電壓比較穩定,工作時此系統中12 3 並的太陽電池方陣正常工作時輸出電壓約為422.2V,開路時電壓約為530V8 3 並的太陽電池方陣正常工作時輸出電壓約為281.6V,開路時電壓約為353.6V。由於太陽電池方陣是由各個太陽電池組件連接起來的,容易出現因接線錯誤或其他原因導致直流輸出電壓超過逆變器最大輸入電壓的情況,為更好地保護逆變器,建議與12 3 並的太陽電池方陣連接的浪涌保護器標稱工作電壓為600-700V,與83400V-750V

5、SPD選型

1.跟蹤控制箱

包括,AC220~24V 開關電源,AC220~12V開關電源各一台;控制板,驅動板各一套。交流線採用交流空開,電池板下來的光伏先先進入控制箱的直流空開,然後再出控制箱。公司目前接法具體如下:

1)AC220:LAYM60(2+1) M0V620(385)(註:620表示在直流1mA下,施加直流電壓620V時,SPD啟動值。385表示施加工頻交流電壓385V時,SPD啟動值。)連接方式:三角形方式,安裝位置靠近設備埠,軌道安裝固定。

2)DC24:LAYM30 D24C,安裝位置靠近設備埠,軌道安裝固定。

3)DC12:LAYM10 D12C。安裝位置靠近設備埠,軌道安裝固定。

配電櫃部分

包括對每台跟蹤器的交流送電,以及每台跟蹤的直流彙集。下面是3台跟蹤發電機(線聚光跟蹤,平板跟蹤,平板固定)的配電櫃接線圖。

電壓參數

跟蹤器直流光伏線電壓一般在120~800之間,交流採用220V民用交流電,通信線採用485協議,屏蔽雙絞線。雙絞線工作電壓5V。

1) DC120-800:LAYM40(2+1) M0V470(300)(註:470表示在直流1mA

下,施加直流電壓470V時,SPD啟動值。300表示施加工頻交流電壓300時,SPD啟動值。)連接方式:星形方式,安裝位置靠近設備埠,軌道安裝固定。

2)AC220:LAYM60(2+1) M0V620(385)(註:620表示在直流1mA下,施加直流電壓620V時,SPD啟動值。385表示施加工頻交流電壓385V時,SPD啟動值。)連接方式:三角形方式,安裝位置靠近設備埠,軌道安裝固定。

3)RS485 DCV:LAXM06C或LAXCH3-06C,安裝位置靠近設備埠,軌道安

裝固定。

註:上游設備與下游設備之間,地面上超過5米跨距需採用點對點兩端同時加裝相同型號的SPD浪涌保護器。在地面下超過10米要加裝點對點SPD。

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