光伏電站線纜設(shè)計(jì)含線損專題論證報(bào)告

光伏電站線纜設(shè)計(jì)含線損專題論證報(bào)告項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目電氣一次系統(tǒng)接線簡(jiǎn)述本工程為分布式光伏電站，光伏電站采用分塊發(fā)電集中送出方式，在廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的55棟建筑的屋面安裝光伏組件，新建1個(gè)中央監(jiān)控室。將55個(gè)光伏安裝單元根據(jù)在廠區(qū)內(nèi)分布的情況，分為4個(gè)光伏發(fā)電子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)設(shè)置1臺(tái)10kV升壓變，其中容量1250kVA箱變1臺(tái)，容量2000kVA箱變2臺(tái)，容量31500kVA箱變1臺(tái)。4臺(tái)箱變高壓出線電纜分別輻射集電線路方式接入?yún)^(qū)域內(nèi)新建10kV光伏匯流開(kāi)關(guān)站，再由新建10kV匯流開(kāi)關(guān)站以1回10kV電纜T接至園區(qū)原有10kV環(huán)網(wǎng)柜實(shí)現(xiàn)送出。工程建設(shè)規(guī)模及特點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模本工程裝機(jī)容量為8.578MWp,光伏組件安裝數(shù)量共計(jì)26808塊，光伏組件采用320Wp單晶硅光伏組件；光伏電站中央監(jiān)控室設(shè)置于園區(qū)綜合辦公樓內(nèi)。項(xiàng)目建設(shè)特點(diǎn)本工程建設(shè)特點(diǎn)主要包括： 光伏陣列較分散； 全部采用組串式逆變器； 光伏電站距電力系統(tǒng)接入點(diǎn)較遠(yuǎn)； 光伏電站容量較?。?lt;30MWp）,并網(wǎng)電壓較低（10kV）；工程電纜設(shè)計(jì)工程電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)1本工程電纜敷設(shè)方式主要有：穿金屬管敷設(shè)；金屬橋架敷設(shè)（梯級(jí)式）；電纜溝敷設(shè)；穿塑料管敷設(shè)；直接埋地敷設(shè)。2本工程電纜敷設(shè)環(huán)境主要有：環(huán)境溫度：35℃（最高溫度，計(jì)及日照因素）。3工程選型電纜主要為：導(dǎo)線材質(zhì)：銅導(dǎo)體電力電纜導(dǎo)線絕緣：XLPE（交聯(lián)聚乙烯絕緣）電力電纜。4導(dǎo)線截面選擇原則（1）導(dǎo)線的載流量載流量的校正溫度校正K1=√（θn－θa）/（θn－θc）式中：θn：導(dǎo)線線芯允許最高工作溫度，℃；XLPE絕緣電纜為90℃，PVC絕緣電纜為70℃。θa：敷設(shè)處的環(huán)境溫度，℃；θc：已知載流量數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)溫度，℃。敷設(shè)方式的校正國(guó)標(biāo)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50217-2007中給出了不同敷設(shè)方式的校正系數(shù)。綜合常用的幾種敷設(shè)方式的校正系數(shù)，并考慮到以往工程的經(jīng)驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)性，取敷設(shè)方式校正系數(shù)K2=0.7。載流量的校正系數(shù)K=K1×K2（2）電力電纜載流量表表STYLEREF3\s13.7.3SEQ__表\*ARABIC\s318.7~10kVXLPE絕緣銅芯電力電纜載流量表電纜規(guī)格空氣中25℃（A）電纜橋架中40℃（A）電纜規(guī)格空氣中25℃（A）電纜橋架中40℃（A）3×25mm2137843×120mm23412083×35mm21681023×150mm23942403×50mm22051253×185mm24362663×70mm22521543×240mm25203173×95mm22991823×300mm2593363表STYLEREF3\s13.7.3SEQ__表\*ARABIC\s320.6/1kVXLPE絕緣電力電纜載流量表電纜規(guī)格空氣中40℃（A）電纜橋架中40℃（A）電纜規(guī)格空氣中40℃（A電纜橋架中40℃（A）3×4mm233233×70mm21761233×6mm241293×95mm22131493×10mm257403×120mm22461723×16mm276533×150mm22791953×25mm298683×185mm23192233×35mm2119833×240mm23742623×50mm21431003×300mm2426298（3）短路電流校驗(yàn)電纜1）8.7~10kV回路電力電纜短路電流校驗(yàn)S≥I×√t×102/C式中：S：電纜截面，mm2；I：短路電流周期分量有效值，A；t：短路切除時(shí)間，秒。C：電動(dòng)機(jī)饋線C=15320；其他饋線C=136662）380V低壓回路電力電纜短路電流校驗(yàn)配電線路的短路電流校驗(yàn)S≥I×√t/K式中：S：電纜截面，mm2；I：短路電流有效值（均方根值），A；t：短路電流持續(xù)作用時(shí)間，秒。K：XLPE絕緣電纜K=143（4）電纜的最小截面1）8.7~10kV電力電纜：根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，采用斷路器時(shí)，最小截面50~70mm2。（在新設(shè)計(jì)的工程中應(yīng)根據(jù)短路電流數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算）2）低壓電力電纜：最小截面2.5mm2。3）交流控制回路的控制電纜最小截面電流回路：最小截面：≥2.5mm2；電壓回路：最小截面：≥1.5mm2；其他回路：最小截面：1.5mm2。4）數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)控制電纜最小截面：≥0.5mm2，有特殊要求的數(shù)字通信電纜按設(shè)備制造廠要求選擇。工程電纜線損分析1線路的電壓降（1）交流電纜線損計(jì)算線路電壓降計(jì)算公式：ΔU%=K（Rcosφ+Xsinφ）Il/10Un式中：ΔU%：線路電壓降百分?jǐn)?shù)，%；Un：標(biāo)稱電壓，kV；R，X：線路單位長(zhǎng)度的電阻和感抗，Ω/km；I：負(fù)荷計(jì)算電流，A；l：線路長(zhǎng)度，km；cosφ：功率因數(shù)。其中：X=2πfLL=（2ln（Dj/r）+0.5）10-4L：電纜每相單位長(zhǎng)度電感量，H/km；f：頻率，Hz；Dj：幾何均距，cm；r：電纜主芯線半徑，cm；K值： 三相平衡負(fù)荷線路：K=√3； 接于線電壓的單相負(fù)荷線路：K=2； 接于相電壓的兩相-N線平衡負(fù)荷：K=1.5√3。 接于相電壓的單相負(fù)荷：K=2，式中Un為標(biāo)稱相電壓，kV。從組串式逆變器至交流匯流箱之間采用規(guī)格型號(hào)為ZR-YJV-0.6/1.0kV-3×16mm2電纜，從交流匯流箱至箱變低壓側(cè)之間采用規(guī)格型號(hào)為ZR-YJV-0.6/1.0kV-3×95/3×150/3×240/3×300mm2電纜，逆變器最大輸出電流為57.7A，6進(jìn)1出匯流箱最大輸出電流346A，根據(jù)下表可查得不同截面大小電纜對(duì)應(yīng)的電阻率。本工程組串式逆變器至交流匯流箱電纜最大敷設(shè)距離小于40米，組串式逆變器輸出電流約為57.7A，在40米的長(zhǎng)度下，通過(guò)以上公式計(jì)算交流匯流箱側(cè)線損為0.872%（＜2%）；交流匯流箱至10kV箱變低壓側(cè)一般情況下距離小于150米，平均交流匯流箱輸出電流約為231A，通過(guò)計(jì)算交流配電柜側(cè)線損1.128%（＜2%）。（2）直流電纜損耗計(jì)算直流電纜壓降計(jì)算公式為，其中L為電纜長(zhǎng)度，為電纜電阻率，I為電流，U為電壓。經(jīng)計(jì)算，本工程光伏組件專用PV1-F-1x4直流電纜平均敷設(shè)距離小于12米，單回光伏組串工作輸出電流約為9.53A，在12米的長(zhǎng)度下，通過(guò)計(jì)算直流側(cè)線損為0.152%（＜2%）。2電纜線損分析經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目選用的電纜均符合招標(biāo)技術(shù)文件要求。工程電纜選型設(shè)計(jì)相關(guān)要求表中的電纜載流量選自國(guó)內(nèi)大生產(chǎn)廠家樣本數(shù)據(jù)，但與GB50217《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄B中的數(shù)據(jù)有一定的偏差。高壓電纜是按GB50217《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄D計(jì)算滿足熱穩(wěn)定條件的纜芯最小截面，與用以前常用公式計(jì)算的截面相似。確定低壓電纜的最小截面時(shí)應(yīng)考慮到單相接地故障保護(hù)要求（單相接地故障電流的數(shù)值主要由線路的長(zhǎng)度和截面確定）。對(duì)低壓電動(dòng)機(jī)線路是按采用熔斷器做短路保護(hù)器件協(xié)調(diào)電纜載流量，此法較為簡(jiǎn)單，在以前的規(guī)范中也采用過(guò)。有關(guān)低壓電纜的熱穩(wěn)定校驗(yàn)參見(jiàn)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054。需指出的是按《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50055只需對(duì)必須確保可靠的電動(dòng)機(jī)線路進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。在爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所的電纜最小截面應(yīng)按《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058的相關(guān)條款規(guī)定選擇。控制電纜的最小截面是參照有關(guān)規(guī)程條款要求，也是在工程中通常采用的，但對(duì)交流電流回路的控制電纜截面在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中仍應(yīng)按有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行必要的校驗(yàn)，以確保測(cè)量或保護(hù)的精度。電纜壓降計(jì)算電纜壓降：銅的電阻系數(shù)L：電纜敷設(shè)實(shí)際距離I：電纜實(shí)際載流量S：電纜截面積注：直流電纜電流選型參考為：組件額定最大工作電流交流電纜選最大連續(xù)工作電流進(jìn)行計(jì)算。