2.3
光伏发电电缆导体材料的选择
光伏发电使用的直流电缆多数情况下为户外长期工作,受施工条件的限制,电缆连接有两种,一种是采用接插件;另一种是采用螺栓紧固。电缆导体材料可分为铜芯和稀土铝合金芯。传统上多使用铜芯电缆,而随着这几年稀土铝合金电缆的推广使用,我们发现稀土铝合金电缆具有的抗氧化能力比铜电缆要好,抗蠕变性能强,寿命长,稳定性能更好,压降小和电量损耗小的特点;在施工上由于稀土铝合金电缆柔性好,允许的弯度半径小,重量轻,所以拐弯方便,穿管容易;而且稀土铝合金电缆抗疲劳、反复折弯不易断裂,无记忆效应所以接线方便;同时稀土铝合金电缆的机械强度高,能承受较大的机械拉力,给施工敷设带来很大便利,也为机械化施工创造了条件。
反之铜芯电缆,由于铜材的化学特性,安装接头时间久了会出现氧化现象(化学反应),易导致故障的发生。另外根据IEC287进行计算,在同样的载流量,铝的截面虽然要大二档,但在生产过程中,通过特殊的紧压技术。使电缆的外径只比铜芯电缆大15%,在铜芯电缆设计的敷设管道内敷设完全没有问题。
另稀土铝合金电缆的连锁铠装护套,又可以直接埋地敷设。这在电缆供电领域具有突出的优势。具有可减低事故率、提高供电可靠性、施工运行维护方便等特点。
国内目前已有多个光伏电站建设项目使用稀土铝合金电缆。如:西藏10MW光伏电站发电项目、龙源明光风电项目、徐州6兆瓦光伏发电项目、羊八井10MW光伏发电项目、江苏三旗线缆厂房屋顶1兆瓦光伏电站项目等。
2.4 电缆绝缘护套材料
直流回路在运行中常常受到多种不利因素的影响而造成接地,使得系统不能正常运行。如挤压、电缆制造不良、绝缘材料不合格、绝缘性能低、直流系统绝缘老化、或存在某些损失缺陷均可引起接地或成为一种接地隐患。
另外户外环境小动物侵入或撕咬也会造成直流接地故障。
因此在有条件的前提下可选用铠装、带防鼠剂功能护套的电缆。
2.5 电缆截面的选择
电缆截面的选择应满足允许温升、电压损失、机械强度等要求直流系统电缆按电缆长期允许载流量选择,并按电缆允许压降校验。
2.6 电压损失
通常情况下,线损=电流*电路总线长*电缆电压因子。根据要求,光伏阵列到光伏发电控制器的输电线路压降不允许超过5%,输出支路压降不超过2%。各部分连接电缆大小规格设计,还需遵循以下原则:
(1)交流负载的连接:选取电缆的额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍;
(2)逆变器的连接:选取电缆的额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.25倍;
(3)方阵内部和方阵之间的连接:选取电缆的额定电流为计算所得电缆中最大连续电流的1.56倍;
(4)考虑温度对电缆性能的影响;
(5)考虑电压降不要超过2%。