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光伏发电系统应如何应对雷电?

放大字体  缩小字体 时间:2017-08-03  来源:贤集网  浏览:1192
核心提示:光伏发电系统设备的最低耐冲击电压为1.0kV,当雷电感应电压、电流大于设备耐受额定值时,将导致设备损坏。通过分析,首次正极性
 光伏发电系统设备的最低耐冲击电压为1.0kV,当雷电感应电压、电流大于设备耐受额定值时,将导致设备损坏。通过分析,首次正极性雷击、首次负极性雷击、首次负极以后雷击、历史雷电波对应的安全距离分别为5.1、25.2、50.4、9.8m。由上述分析可知,该太阳能光伏发电系统应按第2类防雷建筑物设置防直击雷装置,还应采取防闪电电涌侵入和防雷击电磁脉冲措施使雷击产生的感应电压、感应电流控制在其耐受范围内。

防直击雷和接地

太阳能光伏电池板突出车间原有接闪带形成的平面0.45m,需要增设接闪器保护发电系统。接闪器可选用接闪杆、线、网来保护,由于电池板面积较大,采用接闪线、接闪网虽有保护作用,但线和网布设在电池板上方产生的阴影长时间遮挡电池板,严重影响发电效率。采用高度合适的多支独立接闪杆布置在建筑物的屋檐、檐角等易受雷击部位,接闪杆的杆高0.5m,屋檐部分每隔5m布设一支,屋角转角处加密布置。形成的双杆和多杆保护,将大大降低接闪杆的高度和数量。

接闪杆与车间原有防雷装置可靠连接,太阳能电池板的铝合金边框与金属支架之间、相邻电池板之间采用不小于10mm2多股铜线相互连接,形成M型网格结构,构成电气通路并就近多点可靠接地,能很好地将雷电流分流并传导泄放到大地。太阳能发电接地系统包括防雷接地、安全保护地、交直流的功能性接地。各接地系统很难做到相互独立,为了避免各接地系统之间的地电位反击,固将各设备、金属构件、混凝土内基础地网等相互连接,构成一个共用接地网,接地网的布置和尺寸比特定的接地电阻值更加重要,接地网宜采用基础地网或环形人工接地网。接地电阻值宜小于1Ω,现场测得的基础地网工频接地电阻为0.8Ω,满足要求。

防闪电电涌

根据太阳能光伏系统的结构和雷电波侵入途径,在线路中安装多级能量配合协调的浪涌保护器(SPD),可以泄放雷电流、限制过电压,使其在受保护设备的耐受强度范围内。在雷电波引入的汇流箱处,即LPZ0区与LPZ1区交界处设置Ⅰ类分类实验的SPD,作为第1级保护。在控制器处安装Ⅱ类分类实验的SPD作为第2级保护,在逆变器处安装第3级SPD。在直流负载和交流负载的设备前端安装第4级SPD,作为末级精细保护。在变压器的高压侧安装Ⅰ类实验的SPD,防御电网侧雷电波引入雷电高电压波。通信设备和汇流箱、控制器、逆变器之间的信号线路安装适配的信号浪涌保护装置。

防雷击电磁脉冲

为减少雷击电磁脉冲对光伏发电系统产生的浪涌影响,首先利用车间钢筋混凝土内的钢筋、金属框架、金属板等自然构建与防雷装置可靠连接组成大空间屏蔽体;再将光伏发电系统设备、机柜、配电柜的金属外壳之间可靠连接并就近接地构成设备屏蔽;其次将光伏系统的电源线缆、信号通信线缆穿金属管敷设或更换为屏蔽线缆,金属管或屏蔽层应在两端接地,并在穿越防雷区处做等电位连接。将位于LPZ0区的光伏方阵、汇流箱、通信设备之间的电源、信号线路所穿的金属管两端端应与设备金属外壳、配电箱连接并与就近防雷装置相连。各线缆布线时应避免形成较大面积的电磁感应回路,将不同回路和工作电压的电源线路、信号线路敷设在不同的线槽中,信息系统线缆与防雷引下线保持最小1000mm水平间距和300mm交叉净距。
 

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