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光伏發(fā)電站防雷裝置檢測
發(fā)布時間:2021-12-11 351
  隨著環(huán)境問題的日益嚴重,我國越來越重視清潔能源的開發(fā)和利用,太陽能以其獨特的優(yōu)勢而成為人們關(guān)注的焦點。據(jù)預測,太陽能光伏發(fā)電在21世紀會占據(jù)世界能源消費的重要地位,不僅取代一些常規(guī)能源,還將成為世界能源供應(yīng)的主體。
 
  國家現(xiàn)在也在大力支持光伏發(fā)電站的建設(shè),根據(jù)《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,到2020年,中國力爭使太陽能發(fā)電裝機容量達到1.8GW(百萬千瓦),到2050年將達到600GW(百萬千瓦)。
 
  然而,由于本身特點和所處地理環(huán)境等原因,光伏電站極易遭受雷擊,造成設(shè)備損壞和停電事故,甚至威脅人身安全,為了防止或減小雷擊事故的發(fā)生,就必須有完善的雷電的防護裝置和措施,而只有通過防雷裝置檢測才能判定雷電防護裝置是否完好。光伏發(fā)電站防雷裝置檢測過程中的要點和應(yīng)注意的問題。
 

  1、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)

 
  光伏并網(wǎng)發(fā)電原理:太陽能組件通過串并聯(lián)組成光伏陣列,光伏陣列將太陽能轉(zhuǎn)化成直流電能,通過直流配電柜匯流、逆變器逆變、變壓器升壓后,連接中壓或高壓電網(wǎng),電力由電網(wǎng)統(tǒng)一分配。光伏電站一般由兩部分構(gòu)成,即光伏陣列區(qū)和升壓站。
 

  1.1光伏陣列區(qū)

 
  主要包括:①光伏陣列或光伏方陣,是由多個光伏組件或光伏板在機械與電氣上以一定方式組裝而成并且具有固定的支撐結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的直流發(fā)電單元;②光伏匯流箱,將若千個光伏組件輸出線路有序連接、具有匯流功能的連接箱體,匯流箱內(nèi)部還會安裝熔斷器、電涌保護器等保護器件;③箱式逆變器,箱內(nèi)包含直流配電柜、逆變器柜、交流配電柜以及通訊機柜等;④箱式變壓器,主要功能是將逆變器輸出的交流電進行升壓,以便將電能傳輸?shù)缴龎赫尽?/div>
 

  1.2升壓站

 
  一般包括:①主控室(繼保室);②變電裝置(主變壓器、無功補償裝置及室外刀閘門形構(gòu)架等;③配電室(高壓配電室、低壓配電室、GIS室等);④其他附屬設(shè)施及生活設(shè)施等。
 

  2、檢測前期準備工作

 

  2.1前期現(xiàn)場勘查、查閱圖紙

 
  利用早期現(xiàn)場勘測和查閱圖紙,對光伏電站結(jié)構(gòu)和主要設(shè)備初步了解,以確定檢測內(nèi)容和方式。
 

  2.2制定作業(yè)指導書

 
  依據(jù)前期勘察,結(jié)合光伏電站的防雷檢測要求,制定詳細的作業(yè)指導書。
 

  2.3勞動保護和安全

 
  應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場特點準備安全帽、防靜電工作服、絕緣手套等勞保用品,以保障檢測人員人身安全;進入現(xiàn)場前檢測人員應(yīng)了解現(xiàn)場安全管理的規(guī)定。

 
光伏電站的防雷檢測


  3、現(xiàn)場檢測

 
  光伏陣列區(qū)光伏電站檢測主要檢測內(nèi)容包括光伏陣列區(qū)內(nèi)直擊雷防護裝置檢測、陣列區(qū)等電位連接檢測、陣列區(qū)電涌保護器檢測,升壓站防雷裝置檢測。其中陣列區(qū)光伏陣列組件直擊雷防護利用組件自身金屬支架進行接閃和引下,所以檢測中陣列組件直擊雷防護接閃與引下裝置檢測能夠和陣列區(qū)內(nèi)等電位連接檢測一同進行。
 

  3.1光伏陣列區(qū)接地電阻測試

 
  光伏電站光伏陣列區(qū)主要包括光伏陣列、逆變器柜、變壓器柜等,陣列區(qū)內(nèi)所有設(shè)備共用一個地網(wǎng),該地網(wǎng)一般由人工接地體和自然接地體共同組成。參照一些行業(yè)標準和光伏電站相關(guān)標準,光伏陣列區(qū)接地電阻值不應(yīng)大于4歐姆,在實際檢測中還應(yīng)參考電站設(shè)計圖紙對地網(wǎng)接地電阻值的要求,若圖紙要求更高,則應(yīng)按照圖紙要求進行檢測。
 
  為提高測量結(jié)果的準確性,測量陣列區(qū)地網(wǎng)接地電阻值應(yīng)使用測試電流比較大的《大型地網(wǎng)接地電阻測試》儀進行測量,測量方法采用三極法。為了更準確地找到實際零電位區(qū),可把電壓極沿測量用電流極與被測接地裝置之間連接線方向移動三次,每次移動的距離約為dGC的5%。如果測量結(jié)果相對誤差不超過5%,則可以把中間位置作為測量用電壓極的位置。
 
  在實際測量中,由于光伏陣列區(qū)占地面積比較大,周邊的地理環(huán)境也比較復雜,dGC取(4~5)D值會比較困難,此時如果接地裝置周圍的土壤電阻率較均勻,dGC可以取2D值,而dGP取D值;當接地裝置周圍的土壤電阻率不均勻時,dGC可以取3D值,dGP值取1.7D值。
 

  3.2光伏陣列區(qū)等電位

 
  為了避免雷電波入侵與人身電擊事故,光伏陣列區(qū)內(nèi)所有正常不帶電設(shè)備金屬外殼和構(gòu)筑物金屬部件均應(yīng)直接或通過等電位端子與地網(wǎng)進行可靠連接。陣列區(qū)內(nèi)設(shè)備和構(gòu)筑物金屬部件包括變壓器、逆變器及附屬設(shè)備金屬外殼、匯流箱金屬外殼、光伏組件金屬支架、太陽能電池板金屬邊框等。
 
  箱式變壓器、箱式逆變器外殼應(yīng)就近與地網(wǎng)可靠連接,變壓器和逆變器內(nèi)設(shè)備和外殼電氣接;每排光伏組件的金屬固定構(gòu)建之間均應(yīng)電氣連接,金屬固定件應(yīng)與接地裝置電氣連接;匯流箱、鎧裝線纜屏蔽層、太陽能電池板金屬邊框均應(yīng)與光伏構(gòu)件電氣連接。
 
  以上各連接部件的材料和最小截面積應(yīng)符合GB50057-2010表5.1.2條的要求;作為接閃器的光伏組件金屬邊框材料和最小尺寸英符合GB50057-2010表5.2.1的規(guī)定。
 

  3.3光伏陣列區(qū)電涌保護器

 
  為了防止雷電過電壓或者其他故障過電壓沿輸電線路對各設(shè)備造成損壞,應(yīng)在以下位置安裝電涌保護器(SPD)進行防護:光伏匯流箱內(nèi)安裝直流電源SPD;箱式逆變器內(nèi)逆變器直流輸入端(即直流配電柜)安裝直流電源SPD,逆變器交流輸出端(即交流配電柜)安裝交流SPD;箱式變壓器內(nèi)低壓柜應(yīng)安裝交流電源SPD。
 
  安裝在匯流箱內(nèi)的電源SPD應(yīng)選用Ⅱ類試驗的電涌保護器,SPD每一模標稱放電電流In值應(yīng)根據(jù)光伏電站規(guī)模確定,大于30MWP的大型電站ln值不應(yīng)小于20kA,小于30MWP且大于1MWP的中型電站ln值不應(yīng)小于15kA,小于1MWP的小型電站ln值不應(yīng)小于10kA;SPD電壓保護水平Up值應(yīng)根據(jù)匯流箱額定直流電壓Un確定,當Uns60V時,Up應(yīng)不大于1.1kV,當60V
 
  檢測過程中除檢查電源SPD參數(shù)是否符合要求外,還應(yīng)檢查以下內(nèi)容:對SPD進行外觀檢查: SPD的表面應(yīng)平整,光潔,無劃傷,無裂痕和燒灼痕或變形,SPD的標志應(yīng)完整和清晰; SPD安裝工藝,連接導體的材質(zhì)與導線截面,連接導線的色標,連接牢固程度等;檢查安裝在電路上的SPD限壓元件前端是否有脫離器,如SPD無內(nèi)置脫離器,則檢查有沒有過電流保護器。
 

  3.4升壓站檢測

 
  升壓站建構(gòu)筑物及設(shè)備應(yīng)公用接地裝置,使用大型地網(wǎng)接地電阻測試儀進行測量,測量方法與光伏陣列區(qū)相同。接地電阻值如果無特殊要求不應(yīng)大于4歐姆,如果圖紙設(shè)計有更高要求,則按圖紙要求檢測。
 
  升壓站內(nèi)主控室、配電室、室外變電裝置等應(yīng)設(shè)置直擊雷防護裝置,檢測中應(yīng)檢查接閃器、引下線等裝置材料規(guī)格,保護范圍、安裝質(zhì)量等是否符合GB50057-2010相關(guān)規(guī)定;主控室、配電室內(nèi)設(shè)備、機柜等應(yīng)就近與等電位端子或接地母線進行可靠電氣連接,室外變電裝置應(yīng)可靠接地。
 
  主控室低壓配電系統(tǒng)應(yīng)安裝電源SPD進行防,SPD安裝位置、數(shù)量、參數(shù)選擇以及安裝工藝要求應(yīng)符合GB50057-2010第6.4章的規(guī)定。
 

  4、小結(jié)

 
  光伏發(fā)電是以各具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù),隨著社會進步和發(fā)展,將有更多的光伏發(fā)電站進入我們的視野,雷電作為對光伏電站威脅最大的自然災害之一,我們不容忽視,對光伏電站的防雷檢測工作更應(yīng)嚴格、仔細,檢測中應(yīng)對光伏電站的結(jié)構(gòu)和特點充分了解,掌握光伏電站的防雷檢測部位及關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
 
  中科檢測除了有開展光伏電站的防雷檢測之外,還提供潔凈度檢測、毒理檢測、可靠性測試等服務(wù),中科檢測的分析技術(shù)已幫助眾多世界五百強企業(yè)解析了諸多未知的疑問,從而幫助他們快速找到改進和提高的方向。


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