Die keuse van lugkabel vir 'n fotovoltaïese aanleg is 'n deurslaggewende aspek in die ontwerp en doeltreffende werking van sulke fasiliteite. Die korrekte grootte van die luggeleier beïnvloed veiligheid direk, energie verliese, bedryfskoste, en langtermyn winsgewendheid.
Fotovoltaïese aanlegte word verdeel in gesentraliseerde en verspreide fotovoltaïese aanlegte gebaseer op hul kapasiteit en verbruiksmetode. Gesentraliseerde aanlegte het 'n hoër kapasiteit en word gewoonlik aan die netwerk gekoppel deur spanningsvlakke van 35kV/110kV of hoër te gebruik, toegang tot 'n nabygeleë 35kV/110kV substasie. Die 35kV/110kV-substasies is oor die algemeen in stadsvragsentrums geleë, op 'n sekere afstand van die fotovoltaïese aanleg. Om koste te verminder en doeltreffendheid te verbeter, kaal lugkabel word tipies gebruik om die aanleg aan die substasie te koppel.
Wanneer 'n fotovoltaïese aanleg ontwerp word en kabels gekies word, die gebruik van 'n kaal geleier met 'n kleiner deursnee verminder die verbruik van nie-ysterhoudende metale, sodoende beleggingskoste te verlaag. Aan die ander kant, as 'n geleier met 'n groter deursnee gebruik word, die weerstand per lengte-eenheid neem af, wat aktiewe energieverliese verminder, spanningsval, en elektriese energieverliese, gevolglik verlaag bedryfskoste. Om verliese in die rooster te verminder en die ekonomiese doeltreffendheid van die fotovoltaïese aanleg te verbeter, om inkomste uit energieopwekking te maksimeer, dit is noodsaaklik om die geleier se deursnee behoorlik te kies.
Drie nodige voorwaardes vir die keuse van die dirigent se deursnee
Die keuse van die oorhoofse geleier se deursnee moet die veiligheid van mense verseker, betroubare elektrisiteitsvoorsiening, gevorderde tegnologie, en redelike ekonomie. Tegnies, die keuring moet aan die volgende drie nodige vereistes voldoen:
Meganiese weerstandstoestand
Tydens langtermyn-operasie, die geleier sal aan verskeie eksterne kragte onderwerp word, soos lynspanning, die kondukteur se eie gewig, wind, en opgehoopte ysgewig. Om die veiligheid en betroubaarheid van die kondukteur se werking te verseker, dit is nodig dat dit voldoende meganiese weerstand het. Regulasies bepaal dat die meganiese weerstand van kraglyne te verseker, die geleier se deursnee moet nie minder wees as die waardes wat in die volgende tabel aangedui word nie:
| Tipe dirigent | Deur woongebiede | Deur nie-residensiële gebiede |
|---|---|---|
| Aluminium en aluminiumlegering gevlegde kabel | 35 | 25 |
| Staalkern gevlegde kabel | 25 | 16 |
| Koper kabel | 16 | 16 |
Verhittingstoestand
Wanneer stroom deur die geleier vloei, dit word warm as gevolg van weerstand. Om te verhoed dat die geleier uitbrand of voortydig verouder as gevolg van oorverhitting, en om die veilige en betroubare langtermynwerking daarvan te verseker, dit moet ook aan temperatuurstygingstoestande voldoen. Dit is, die maksimum aaneenlopende lasstroom wat deur die geleier vloei moet minder wees as die langtermyn veilige aaneenlopende stroom wat toegelaat word. Die standaard bepaal die langtermyn veilige deurlopende stroom vir 'n omgewingstemperatuur van 25°C, soos in die volgende tabel getoon:
| Dwarssnit / mm² | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | 300 | 400 | 500 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LJ | 170 | 215 | 265 | 325 | 375 | 440 | 500 | 610 | 680 | 830 | 980 |
| LGJ | 170 | 220 | 275 | 335 | 380 | 445 | 515 | 610 | 700 | 800 | – |
| LJGQ | – | – | – | – | – | – | 510 | 610 | 710 | 845 | 966 |
Corona effek toestand
In hoër spanning luglyne, die intensiteit van die omliggende elektriese veld is hoog. Dit kan die voorkoms van gedeeltelike of volledige ontladings veroorsaak, toenemende energieverliese, kommunikasie-inmenging te genereer, en versnel toerusting oksidasie. Om die korona-effek te vermy, die intensiteit van die elektriese veld in die omringende lug moet verminder word deur die geleier se deursnee te vergroot. Wanneer die spanningsvlak onder 60kV is, a volledige korona-effek kom nie voor as gevolg van die lae operasionele spanning en lae elektriese veldintensiteit nie. Egter, wanneer die spanningsvlak gelyk aan of groter as 110kV is, die minimum vereiste geleier-deursnee om die korona-effek te vermy is soos volg:
| Nominale spanning / kV | 110 | 220 | 330 |
|---|---|---|---|
| Minimum geleier-deursnit | LGJ-70 | LGJ-300 | LGJ-2×240 |
Metode vir die keuse van die dirigent se deursnee 1: Ekonomiese Stroomdigtheid Metode
Wanneer die ekonomie oorweeg word in die keuse van die geleier se deursnee, dit is nodig om hoofsaaklik rekening te hou met die belegging in lynkonstruksie en die jaarlikse bedryfskoste, wat hoofsaaklik op energieverliese gebaseer is. Om die ekonomiese lewensvatbaarheid van dirigentkeuse te verseker, dit moet gebaseer wees op die ekonomiese stroomdigtheid. Na omvattende oorweging van die beginsels van algehele voordeel (belegging, bedryfskoste, belegging herstel koers, waardeverminderingskoers), die mees ekonomiese stroom wat ooreenstem met 'n eenheidsdeursnit van die geleier word die ekonomiese stroomdigtheid genoem. Dit hou verband met die geleiermateriaal, die benuttingskoëffisiënt van die lyn, en die bedrag van die belegging. In die praktyk, dit word bepaal op grond van die geleiermateriaal, die ure van maksimum vragbenutting, en die nominale spanning, soos in die tabel getoon. Die deursnee wat gekies is volgens die ekonomiese stroomdigtheid word na verwys as die ekonomiese deursnit, gedefinieer as:
Sj = Imax / J
- Sj: Ekonomiese deursnit
- J: Ekonomiese stroomdigtheid
- Imax: Maksimum bedryfsstroom van die geleier onder normale toestande
| T(maks)/h | 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 7000 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LJ Dirigent van 10 kV of minder | 1.44 | 1.18 | 1.00 | 0.86 | 0.76 | 0.66 |
| LGJ Dirigent van 10 kV of minder | 1.70 | 1.38 | 1.18 | 1.00 | 0.88 | 0.78 |
| LCJ Dirigent van 35 kV of meer | 1.86 | 1.50 | 1.26 | 1.08 | 0.94 | 0.84 |
Voorbeeld van die keuse van lugkabel vir 'n fotovoltaïese aanleg
Regte scenario
Vir 'n fotovoltaïese kabel oplossing, in 'n 35kV luglyn, 'n staalkern aluminium gevlegte kabel met 'n dubbele stroombaan word gebruik, met 'n lengte van 15 km en 'n maksimum vrag van 16 MW aan die einde. Die gemiddelde drywingsfaktor is 0.9, en 'n maksimum toelaatbare spanningsval van 5% onder normale omstandighede word toegelaat. Die geleier se deursnee moet gekies word.
Keuring Plan
Die geleier se deursnee sal gekies word op grond van ekonomiese stroomdigtheid, en dan sal dit geverifieer word volgens die drie nodige voorwaardes en die toelaatbare spanningsval.
Maksimum bedryfsstroom:
Imax = (P / 2) / (1.732 × VN × cosθ) = (16000 / 2) / (1.732 × 35 × 0.9) = 146.63 A
Met 'n maksimum bedryfsstroom (Imax) van 146.63 A en Tmax van 2000 ure, die tabel dui aan dat die ekonomiese stroomdigtheid (J) is 1.65 A/mm². Daarom, die ekonomiese deursnit is:
Sj = Imax / J = 146.63 / 1.65 = 88.87 mm²
Die naaste deursnee word gekies: LGJ-95 bestuurder, met parameters ro + jxo = 0.332 + j0.4 Ω/km en 'n langtermyn veilige deurlopende stroom van 335 A.
Verifikasie
- Meganiese weerstand:
S = 95 mm² > En = 25 mm²
Voldoen aan die vereistes. - Verhittingstoestand:
Aangesien die dubbelbaanlyn in 'n enkele stroombaan kan werk, die stroom in die lyn neem toe, meer hitte opwek. Dit is die mees kritieke bedryfscenario. In die temperatuurverifikasie, hierdie werkswyse moet oorweeg word:
Imax = 2 × 146.63 A = 293.26 A < Iy = 335 A
Voldoen aan die vereistes. - Corona effek toestand:
Aangesien die lyn is 35 kV, dit is nie nodig om die korona-effek toestand te verifieer nie. - Spanningsval:
ΔU = (P × R + Q × X) × L / U = 1.80 kV
U% = 1.80 / 35 = 5.15% > 5%
Voldoen nie aan die vereistes nie, dus moet die geleier se deursnee vergroot word. Die LGJ-120 geleier word gekies, met parameters ro + jxo = 0.236 + j0.421 Ω/km en 'n langtermyn veilige aaneenlopende stroom van 380 A.
Nuwe verifikasie:
- Meganiese weerstand:
S = 120 mm² > En = 25 mm²
Voldoen aan die vereistes. - Verhittingstoestand:
Imax = 2 × 146.63 A = 293.26 A < Iy = 380 A
Die tabel toon dat die LGJ-120 geleier 'n maksimum veilige stroom van 380 A in mislukkingsmodus, groter as die maksimum stroom in die geleier, dus voldoen dit aan die vereistes. - Corona effek toestand:
Aangesien die lyn is 35 kV, dit is nie nodig om die korona-effek toestand te verifieer nie. - Spanningsval:
ΔU = (P × R + Q × X) × L / U = 1.60 kV
U% = 1.60 / 35 = 4.57% < 5%
Voldoen aan die vereistes.
Daarom, die geselekteerde luggeleier LGJ-120 is geskik.
Konklusie
Die behoorlike keuse van die kabels in 'n fotovoltaïese aanleg is noodsaaklik om beide veiligheid en doeltreffendheid te verseker. Deur die drie hoofkriteria-meganiese weerstand te oorweeg, verhitting, en korona-toestande—dit is gewaarborg dat die geleier fisiese en termiese eise sal weerstaan, energieverliese te minimaliseer en bedryfskoste te optimaliseer.
Deur die ekonomiese stroomdigtheidsmetode te gebruik, kan die aanvanklike belegging en langtermynkoste gebalanseer word. Deur die geleier se deursnee aan te pas om aan tegniese vereistes te voldoen en spanningsval te vermy, doeltreffende en koste-effektiewe werking van die installasie word verseker, maksimeer sy werkverrigting en duursaamheid.