太陽光発電植物のための空中ケーブルの選択は、そのような施設の設計と効率的な動作における重要な側面です. 空中導体の正しいサイジングは安全性に直接影響します, エネルギー損失, 運用コスト, 長期的な収益性.
太陽光発電植物は、容量と消費方法に基づいて、集中型および分散型太陽光発電植物に分割されます。. 集中植物の容量が高く、通常、35kV/110kV以上の電圧レベルを使用してグリッドに接続されています, 近くの35kV/110kV変電所へのアクセス. 35kv/110kv変電所は、一般的に都市のロードセンターにあります, 太陽光発電植物から一定の距離. コストを削減し、効率を改善するため, 裸の空中ケーブル 通常、植物を変電所に接続するために使用されます.
太陽光発電植物を設計し、ケーブルを選択するとき, 断面が小さい裸の導体を使用すると、非鉄金属の消費が減少します, したがって、投資コストを削減します. 一方で, より大きな断面を持つ指揮者が使用されている場合, 単位の長さあたりの抵抗は減少します, これにより、アクティブなエネルギー損失が減少します, 電圧降下, 電気エネルギー損失, その結果、運用コストが削減されます. グリッドの損失を減らし、太陽光発電植物の経済効率を向上させる, エネルギー生成収益の最大化, 導体の断面を適切に選択することが不可欠です.
導体の断面を選択するために3つの必要な条件
オーバーヘッドコンダクターの断面の選択は、人々の安全を確保する必要があります, 信頼できる電力供給, 高度な技術, そして合理的な経済. 技術的に, 選択は、次の3つの必要な要件を満たす必要があります:
機械的抵抗条件
長期操作中, 導体はさまざまな外力にさらされます, ラインテンションなど, 指揮者自身の体重, 風, 氷の重量が蓄積されました. 指揮者の操作の安全性と信頼性を確保するため, 十分な機械的抵抗を持つ必要があります. 規制は、電力線の機械的抵抗を確保するために述べています, 指揮者の断面は、次の表に示されている値よりも少なくてはなりません:
| 導体の種類 | 住宅地を通して | 非居住地域を通して |
|---|---|---|
| アルミニウムおよびアルミニウム合金編組ケーブル | 35 | 25 |
| スチールコア編組ケーブル | 25 | 16 |
| 銅ケーブル | 16 | 16 |
加熱状態
電流が導体を流れるとき, 抵抗のために熱くなります. 過熱のために導体が燃え尽きたり、時期尚早に老化したりするのを防ぐため, 安全で信頼できる長期運用を確保するため, また、温度上昇条件を満たす必要があります. つまり, 導体を流れる最大連続負荷電流は、許可された長期の安全な連続電流よりも少ない必要があります. 標準は、周囲温度25°Cの長期的な安全連続電流を確立します, 次の表に示すように:
| 断面 / mm² | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | 300 | 400 | 500 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LJ | 170 | 215 | 265 | 325 | 375 | 440 | 500 | 610 | 680 | 830 | 980 |
| lg | 170 | 220 | 275 | 335 | 380 | 445 | 515 | 610 | 700 | 800 | – |
| ljgq | – | – | – | – | – | – | 510 | 610 | 710 | 845 | 966 |
コロナ効果の状態
高電圧空中線, 周囲の電界の強度は高くなっています. これにより、部分的または完全な放電の発生が誘発される可能性があります, エネルギー損失の増加, 通信干渉を生成します, 加速機器の酸化. コロナ効果を避けるため, 導体の断面を増やすことで、周囲の空気中の電界の強度を減らす必要があります. 電圧レベルが60kV未満の場合, ある 完全なコロナ効果 動作電圧が低く、電界強度が低いために発生しません. しかし, 電圧レベルが110kV以上の場合, コロナ効果を回避するために必要な導体の最小断面は次のとおりです:
| 公称電圧 / kV | 110 | 220 | 330 |
|---|---|---|---|
| 最小導体断面 | LJ-70 | LJ-300 | LGJ-2×240 |
導体の断面を選択する方法 1: 経済的電流密度法
指揮者の断面を選択する際に経済を検討するとき, 主にライン建設への投資と年間運用コストを考慮する必要があります, 主にエネルギー損失に基づいています. 導体選択の経済的実行可能性を確保するため, 経済的電流密度に基づいている必要があります. 全体的な利益の原則を包括的に検討した後 (投資, 運用コスト, 投資回収率, 減価償却率), 導体の単位断面に対応する最も経済的な電流は、経済的電流密度と呼ばれます. これは導体材料に関連しています, ラインの使用係数, そして投資額. 実際に, 導体材料に基づいて決定されます, 最大負荷使用率の時間, 公称電圧, 表に示されているように. 経済的電流密度に従って選択された断面は、経済断面と呼ばれます, asとして定義されています:
SJ = IMAX / j
- SJ: 経済断面
- j: 経済的電流密度
- アイマックス: 通常の条件下での導体の最大動作電流
| t(マックス)/h | 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 7000 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| のLJ導体 10 KV以下 | 1.44 | 1.18 | 1.00 | 0.86 | 0.76 | 0.66 |
| のLGJ導体 10 KV以下 | 1.70 | 1.38 | 1.18 | 1.00 | 0.88 | 0.78 |
| のLCJ導体 35 KV以上 | 1.86 | 1.50 | 1.26 | 1.08 | 0.94 | 0.84 |
太陽光発電植物の空中ケーブルを選択する例
実際のシナリオ
aの 太陽光発電ケーブルソリューション, 35kVの空中線で, 二重回路付きのスチールコアアルミニウム編組ケーブルが使用されています, の長さで 15 kmと最大負荷 16 最後にMW. 平均力率はです 0.9, の最大許容電圧降下 5% 通常の条件下では許可されています. 指揮者の断面を選択する必要があります.
選択計画
指揮者の断面は、経済的電流密度に基づいて選択されます, そして、それは3つの必要な条件と許容電圧降下に従って検証されます.
最大動作電流:
imax = (p / 2) / (1.732 ×a×cosθ) = (16000 / 2) / (1.732 × 35 × 0.9) = 146.63 あ
最大動作電流 (アイマックス) の 146.63 aおよびtmaxの 2000 時間, 表は、経済的な現在の密度を示しています (j) は 1.65 A/mm². したがって, 経済断面はです:
SJ = IMAX / j = 146.63 / 1.65 = 88.87 mm²
最寄りの断面が選択されています: LGJ-95ドライバー, パラメータROを使用 + jxo = 0.332 + J0.4Ω/kmおよびの長期の安全な連続電流 335 あ.
検証
- 機械的抵抗:
S = 95 mm² > および= 25 mm²
要件を満たします. - 加熱状態:
二重回路線は単一の回路で動作できるため, ライン内の電流が増加します, より多くの熱を生成します. これは最も重要なオペレーティングシナリオです. 温度検証で, この動作モードを考慮する必要があります:
imax = 2 × 146.63 a = 293.26 あ < iy = 335 あ
要件を満たします. - コロナ効果の状態:
ラインはあるので 35 kV, コロナ効果の状態を確認する必要はありません. - 電圧降下:
Δu= (p×r + q×x) ×l / u = 1.80 kV
u％= 1.80 / 35 = 5.15% > 5%
要件を満たしていません, したがって、指揮者の断面を増やす必要があります. LGJ-120導体が選択されています, パラメータROを使用 + jxo = 0.236 + J0.421Ω/kmおよびの長期の安全な連続電流 380 あ.
新しい検証:
- 機械的抵抗:
S = 120 mm² > および= 25 mm²
要件を満たします. - 加熱状態:
imax = 2 × 146.63 a = 293.26 あ < iy = 380 あ
表は、LGJ-120指揮者が最大の安全電流を持っていることを示しています 380 A障害モード, 導体の最大電流よりも大きい, そのため、要件を満たしています. - コロナ効果の状態:
ラインはあるので 35 kV, コロナ効果の状態を確認する必要はありません. - 電圧降下:
Δu= (p×r + q×x) ×l / u = 1.60 kV
u％= 1.60 / 35 = 4.57% < 5%
要件を満たします.
したがって, 選択された空中導体LGJ-120が適しています.
結論
の適切な選択 太陽光発電植物のケーブル 安全性と効率の両方を確保するために不可欠です. 3つの主要な基準、つまり機械的抵抗を考慮することにより, 加熱, コロナの状態 - 指揮者が物理的および熱的な要求に耐えることが保証されています, エネルギーの損失を最小限に抑え、運用コストを最適化します.
経済的現在の密度法を使用すると、初期投資と長期コストのバランスをとることができます. 技術的な要件を満たし、電圧降下を避けるために指揮者の断面を調整することにより, インストールの効率的かつ費用対効果の高い操作が保証されます, パフォーマンスと耐久性を最大化します.