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產(chǎn)品知識
發(fā)布時間:2024-11-29 13:36:45 人氣:
太陽能光伏發(fā)電電纜并不一定是高壓線,這取決于其具體用途和設計。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,電纜主要承擔兩個功能:一是高壓直流電纜,用于連接太陽能電池板和匯流箱,以及將電能傳輸?shù)侥孀兤?;二是低壓交流電纜,用于將逆變器輸出的電能傳輸?shù)脚潆娤到y(tǒng)或用戶負載。因此,是否屬于高壓線需根據(jù)電纜的實際應用場景來判斷。例如,連接太陽能電池板和逆變器的電纜可能需要承載較高的電壓,而用于家庭內(nèi)部電能分配的電纜則通常是低壓的。
一、太陽能光伏發(fā)電電纜的電壓等級
太陽能光伏發(fā)電電纜的電壓等級是多樣的,它取決于光伏電站的裝機容量。
根據(jù)國際電工委員會(IEC)的標準,光伏電纜通常被設計為能夠承受一定的系統(tǒng)最大工作電壓(Uo)以及測試電壓(UT),例如常見的光伏電纜可能具有1.2/2.5kV(Uo/UT)的額定電壓標記,這意味著它們可以安全地用在系統(tǒng)最大工作電壓為1.2kV,并且在制造過程中經(jīng)受了高達2.5kV的測試電壓2。
在實際應用中,對于不同裝機容量的光伏電站接入電網(wǎng)的電壓等級有所不同。裝機容量8kWp及以下的光伏電站可接入220V電網(wǎng);8kW-400kWp的可接入380V電網(wǎng);400kWp-6MWp的可接入10kV電網(wǎng);6MWp-50MWp的可接入20kV、35kV或66kV電網(wǎng);50MWp以上的則可接入更高電壓等級的電網(wǎng),如110kV、220kV或330kV等。
光伏發(fā)電輸出電壓本身也有多種情況,可達到12V、24V、48V等不同電壓等級,不過這些電壓在光伏系統(tǒng)內(nèi)部傳輸時,還需要通過逆變器等設備進行升壓、變頻等處理,以滿足不同負載和接入電網(wǎng)的要求。
二、高壓線的定義和標準
高壓線是指輸送10KV(含10KV)以上電壓的輸電線路,根據(jù)GB/T2900.50-2008定義2.1中規(guī)定,高壓通常不含1000V。
中國國內(nèi)高壓輸電線路的電壓等級:一般分為35KV、110KV、220KV、330KV、500KV、750KV等。其中,一般稱220千伏以下的輸電電壓叫做高壓輸電,330到750千伏的輸電電壓叫做超高壓輸電,1000千伏以上的輸電電壓叫做特高壓輸電。
高壓線的安全距離要求:
線與地面的最小距離,在最大計算弧垂情況下,低壓線路(380V)通過居民區(qū)不小于6米,通過非居民區(qū)不小于5米;中壓線路(6-10KV)通過居民區(qū)不小于6.5米,通過非居民區(qū)不小于5.5米;154-220KV線路通過居民區(qū)不小于7.5米,35-110KV線路通過非居民區(qū)不小于6.5米,35-110KV線路通過交通困難地區(qū)不小于5.5米;330KV線路通過居民區(qū)不小于8.5米,35-110KV線路通過非居民區(qū)不小于7.5米,35-110KV線路通過交通困難地區(qū)不小于6.5米。
經(jīng)過測算,1kV以下高壓線的安全距離為4米;1-10kV高壓線的安全距離為6米;35-110kV高壓線的安全距離為8米;154-220kV高壓線的安全距離為10米;350-500kV高沿線的安全距離為15米。
三、太陽能光伏發(fā)電電纜與高壓線的區(qū)別
電壓等級方面:
太陽能光伏發(fā)電電纜電壓等級多樣,從較低電壓如12V、24V、48V等用于內(nèi)部組件連接和傳輸,到根據(jù)裝機容量不同可接入220V、380V、10kV等直至更高電壓等級的電網(wǎng)。而高壓線通常指的是輸送10KV(含10KV)以上電壓的輸電線路,其電壓等級一般從35KV開始往上,如35KV、110KV、220KV等更高等級。
例如一個小型的居民屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng),裝機容量可能在8kWp及以下,其接入電網(wǎng)電壓為220V,這種情況下的光伏電纜電壓遠低于高壓線的電壓等級下限。
功能用途方面:
太陽能光伏發(fā)電電纜主要用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部,連接太陽能電池板、逆變器、配電箱等設備,將太陽能電池板產(chǎn)生的電能安全、高效地傳輸至逆變器和電網(wǎng)。而高壓線主要用于長距離、大容量的電能輸送,將發(fā)電廠產(chǎn)生的電能輸送到各個變電站或者直接到大型用電區(qū)域。
例如在一個大型的太陽能光伏電站中,光伏發(fā)電電纜將各個光伏陣列連接起來并將電能匯聚,然后通過升壓設備將電壓提升到合適等級后,才可能接入高壓線進行遠距離傳輸。
結構和特性方面:
絕緣層:光伏電纜需要適應戶外環(huán)境,具備較好的耐候性,能耐受長時間暴露在紫外線和高溫環(huán)境中,不易老化、劣化,其絕緣材料特殊,例如采用交聯(lián)輻照的外皮,以滿足高溫、紫外線輻射等惡劣環(huán)境條件。高壓線的絕緣層則根據(jù)電壓等級不同有不同的要求,高壓電纜從內(nèi)到外分別為導體-內(nèi)半導體層-絕緣層-外半導體層-金屬鎧裝-護套層,結構比光伏電纜復雜,且高壓電纜的絕緣層要厚得多,因為要承受更高的電壓。
屏蔽層:高壓電纜比低壓電纜多了半導體層和屏蔽層,例如內(nèi)半導體層改善電場效應,外半導體層避免絕緣層和金屬護套之間產(chǎn)生局部放電,屏蔽層還能起到屏蔽電場、運行時通過電容電流、作為短路電流通道等作用,而光伏電纜一般沒有這些復雜的半導體層和屏蔽層結構。
四、常見的太陽能光伏發(fā)電電纜類型及特點
直流光伏電纜:
用途:主要用于太陽能電池板和逆變器之間的連接。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,太陽能電池板產(chǎn)生的是直流電,直流光伏電纜負責將這些直流電傳輸?shù)侥孀兤鬟M行轉換。
特點:需要具備良好的耐直流性能,因為直流電的傳輸特性與交流電有所不同。同時,要能夠適應戶外環(huán)境,如耐受紫外線照射、溫度變化等。一般采用優(yōu)質(zhì)銅或鋁導體,以降低線路損耗并增加效率。其絕緣材料和護套材料需要有較好的耐候性、耐熱性、耐寒性、耐油性等,例如采用聚烯烴絕緣材料,這種材料具有極好的耐熱、耐寒、耐油、耐紫外線的特性,可在惡劣的環(huán)境條件下使用,并且具備一定的機械強度。
交流光伏電纜:
用途:主要用于逆變器和電網(wǎng)之間的連接,將逆變器轉換后的交流電傳輸?shù)诫娋W(wǎng)或者用戶端。
特點:同樣需要適應戶外環(huán)境,在絕緣性能方面要求較高,以防止電纜因為電氣擊穿等問題導致的故障和事故。額定電壓要滿足系統(tǒng)要求,確保在傳輸交流電過程中的安全穩(wěn)定運行。交流光伏電纜的結構和材料選擇也會根據(jù)具體的電壓等級和使用環(huán)境有所不同,例如在一些大型光伏電站中,交流光伏電纜可能需要滿足更高的電壓和電流傳輸要求,其導體截面積可能更大,絕緣層和護套層的性能要求也更高。
五、太陽能光伏發(fā)電電纜是否屬于高壓線的案例分析
小型光伏發(fā)電系統(tǒng)案例:以一個裝機容量為5kWp的居民屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)為例,它接入的電網(wǎng)電壓為220V。
這種情況下,其使用的光伏發(fā)電電纜所承載的電壓遠低于高壓線的10kV及以上的電壓標準。從功能上看,它主要是在小范圍內(nèi)將太陽能電池板產(chǎn)生的電能傳輸?shù)郊彝ル娋W(wǎng)中,與高壓線用于長距離、大容量輸電的功能完全不同。從結構特性上,其電纜結構相對簡單,不需要像高壓線那樣有復雜的半導體層和厚絕緣層來應對高電壓。所以,這種小型光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電纜不屬于高壓線。
中型光伏發(fā)電系統(tǒng)案例:假設有一個裝機容量為200kWp的商業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng),它接入的電網(wǎng)電壓為380V。
380V的電壓仍然遠低于高壓線的電壓下限。這個系統(tǒng)中的光伏電纜主要是將多個太陽能電池板產(chǎn)生的電能匯聚起來傳輸?shù)侥孀兤鳎俳尤?80V的電網(wǎng),傳輸距離較短且功率相對較小。而高壓線是為了在不同變電站或者大型用電區(qū)域之間進行電能的遠距離、大容量傳輸,二者在各個方面都存在明顯差異,所以該系統(tǒng)中的光伏電纜不屬于高壓線。
大型光伏發(fā)電系統(tǒng)案例:對于一個裝機容量為10MWp的大型光伏電站,它可能接入35kV的電網(wǎng)。
雖然35kV是較高的電壓等級,但從定義上看,它剛好處于高壓線的電壓等級下限。然而,在這個光伏電站內(nèi)部,光伏發(fā)電電纜的功能仍然是將各個光伏陣列連接起來并傳輸電能到升壓設備,然后才接入35kV的電網(wǎng)。與傳統(tǒng)的高壓線相比,它在結構和特性上仍然存在差異,比如其絕緣層和屏蔽層等結構沒有高壓線那么復雜,主要是為了適應光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部的需求而設計。所以,即使在這種大型光伏電站中,光伏發(fā)電電纜也不屬于高壓線的范疇。
技術文獻
產(chǎn)品知識