《光伏电站的建设与施工》教学课件—04主要电气设备的安装.pptx
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- 光伏电站的建设与施工 电站 建设 施工 教学 课件 04 主要 电气设备 安装
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1、光伏电站的建设与施工光伏电站的建设与施工第第4章章 主要电气设备的安装主要电气设备的安装4.1 光伏组件的安装4.2 汇流箱的安装4.3 逆变器的安装4.4 变压器的安装4.5 无功补偿装置的安装4.6 电气二次系统的安装4.7 光伏电缆的敷设4.8 接地与防雷的施工4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.1 光伏组件的选型与检测1. 1. 选型原则选型原则 光伏组件选型应遵循“性能可靠、技术先进、环境适配、经济合理、产品合规”的基本原则。针对电站生命周期内对组件安全和发电性能的要求,组件及其材料和部件的可靠性、耐久性、一致性应通过严格的测试、认证和实证,组件生产企业对组件及其材料和部件的
2、采购及生产过程应具备质量管控能力。在保证可靠性的前提下,组件及其材料的性能和稳定性、生产技术及对组件性能与质量的保证能力应达到国内先进水平。针对当地的地理、太阳能资源和气象条件,组件及其材料和部件的类型、结构、性能的选择,需根据不同地区的环境条件,补充和完善环境适配性方面的特殊要求;另外,应综合考虑项目的投入和产出。所规定的技术要求要做到技术上可行,环境上适配,经济上合理。除通用的性能要求,针对当地的条件,选用的组件应通过特定项目的测试、认证或验证。4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装3.1.1 土建工程施工要求1. 1. 选型原则选型原则 组件使用寿命不应低于25年,组件企业宜提供25年期的
3、质保书及“产品质量及功率补偿责任保险”,质保起始日后各时间段的功率衰减不宜超过下表规定的正常水平。组件类型组件类型1 1年年3 3年年5 5年年1010年年2525年年单晶硅组件2.00%3.78%5.56%10%20%多晶硅组件2.00%3.78%5.56%10%20%双玻组件第30年不超过20%功率衰减的比较基准为出厂标称功率,计算式为:4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.1 光伏组件的选型与检测2. 2. 组件类型和主要技术参数组件类型和主要技术参数晶体硅光伏组件根据电池片类型可以分为单晶硅组件和多晶硅组件,根据封装形式可以分为常规组件和双玻组件。晶体硅光伏组件基本技术参数包括外
4、形尺寸、发电性能参数和机械性能参数,常规组件的主要技术参数示例如表4-2所示(P72)。除此之外,为了满足组件经济性、可靠性、技术先进性、适配性等要求,需要考虑晶体硅组件的基本技术要求,包含电性能要求、外观及EL要求和安全性要求等,特定环境条件技术要求,以及关键原材料和零部件要求和组件质量保证要求。4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.1 光伏组件的选型与检测3. 3. 光伏组件的检测光伏组件的检测(1)外观检测组件企业须在包装前对组件产品进行100%外观检查。要求在不低于1000Lux等效照度下进行目测检查。如需测量长度、面积等,使用满足测量精度要求的长度测量器具进行测量,检测项目及要
5、求如下:n 组件电池外观n 玻璃n 电池n 焊带n 边框n 背板n 硅胶n 胶带n 接线盒n 标识n 包装4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.1 光伏组件的选型与检测3. 3. 光伏组件的检测光伏组件的检测(2)EL检测组件企业须在层压工序前后分别使用电致发光(EL)测试仪对所有组件进行测试,并在包装前不低于GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划中S-1抽样比例进行EL抽检。光伏组件EL缺陷示例参考附录C,其具体判定准则见下表.项目项目测试要求测试要求组件组件在线 EL 测试后电池片外观、发光性均良好,不允许有裂片/碎片、
6、黑心片、局部短路或短路情况存在。隐裂不允许隐裂或裂纹。断栅不允许 3 条以上的连续性断栅,不允许贯穿主栅线与电池片边缘的断栅,同一电池不允许超过 2 处断栅;组件内允许电池片内断栅导致失效面积2%的电池片数量5 片;组件内允许电池片内断栅导致失效面积3%的电池片数量3 片。明暗片不允许不同档位电池片混用,不允许灰度值相差 50%以上的明暗片;组件内允许出现明暗片数量不超过 3 片。黑斑组件允许电池片内黑斑面积1/12 的电池片数量5 片;组件允许电池片内黑斑面积1/9 的电池片数量3 片;组件允许电池片内黑斑面积1/6 的电池片数量1 片其他同一片电池片不允许超过2个黑角,组件允许电池片内黑角
7、面积5%的电池片数量3片;同一片电池片不允许超过2个黑边,组件内允许电池片内黑边面积5%的电池片数量5片。4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.2 光伏组件的安装流程及注意事项 1. 1. 光伏组件及配件的质量检验光伏组件及配件的质量检验(1)光伏组件支架联接紧固件必须符合国家标准要求,采用热镀锌件,达到保证其寿命和防腐紧固的目的。螺栓、螺母、平垫圈、弹簧垫圈数量、规格型号和品种应齐全,性能良好,符合设计要求。每个螺栓紧固之后,螺栓露出部位长度应为螺栓直径的2/3;(2)工具准备:套筒扳手、开口扳手、梅花扳手、内六楞扳手、水准仪、指北针、钢卷尺、力矩扳手、线绳、水平管、马凳、人字梯等必须
8、符合工程施工需要及质量检测要求;(3)对施工班组进行本安装工程的安全、质量、工艺标准、工期、文明施工、工期计划、组织划分、协调等交底,并组织安排技能培训,考核上岗。做好交底、培训考核记录及签字工作;(4)安装样板:在光伏电站大面积施工前,必须先安装样板,样板经自检、专检合格,报监理、业主验收合格达到设计、规范标准后,按样板展开正式的安装工程。4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.2 光伏组件的安装流程及注意事项 2. 2. 光伏组件安装的质量标准光伏组件安装的质量标准(1)支架构件的材质、连接螺栓等必须符合设计及规范的要求。检查材料出场合格证、检验报告单;(2)支架构架及整体安装标准规范
9、,横平竖直、整齐美观,螺栓紧固可靠满足设计规范要求;(3)表4-5 固定及手动可调支架安装的允许偏差。3. 3. 光伏组件安装光伏组件安装(1)组件的运输与保管应符合制造厂的专门规定。电池组件开箱前,必须通知厂家、监理、业主一起到现场进行开箱检查,对照合同、设计、供货单检查组件的尺寸、品牌、合格证、技术参数、外观等,并组织做好开箱检查见证记录,检查合格后使用;(2)组件安装前支架的安装工作应通过质量验收。组件的型号、规格应符合设计要求。组件的外观及各部件应完好无损,安装人员应经过相关安装知识培训和技术交底;4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.2 光伏组件的安装流程及注意事项 3. 3.
10、 光伏组件安装光伏组件安装(3)组件的安装应符合下列规定:光伏组件安装应按照设计图纸进行。组件固定螺栓的力矩值应符合制造厂或设计文件的规定。组件安装允许偏差应符合下表规定:序号序号检检 查查 项项 目目质质 量量 标标 准准单位单位检验方法及器具检验方法及器具1组件安装倾斜角度偏差按设计图纸要求或1度角度测量尺(仪)组件边缘高差相邻组件间1mm钢尺检查东西向全长(同方阵)10mm钢尺检查组件平整度相邻组件间1mm钢尺检查东西向全长(同方阵)5mm钢尺检查组件固定紧固件紧固牢靠 扭矩扳手检查2组件连线串联数量按设计要求进行串联 观察检查接插件要连接插接牢固可靠 观察检查组串电压、极性组串极性正确
11、,电压正常 万用表测量4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.2 光伏组件的安装流程及注意事项 3. 3. 光伏组件安装光伏组件安装光伏组件的安装应符合下列要求:(1)光伏组件应按照设计图纸的型号、规格进行安装;(2)光伏组件固定螺栓的力矩值应符合产品或设计文件的规定;(3)光伏组件安装允许偏差应符合下表规定。项项 目目允许偏差允许偏差角度偏差1光伏组件边缘高度相邻光伏组件间2mm同组光伏组件间5mm4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.2 光伏组件的安装流程及注意事项 3. 3. 光伏组件安装光伏组件安装光伏组件的安装应符合下列要求:(4)组件之间的接线应符合以下要求:n 光伏组件
12、连接数量和路径应符合设计要求;n 光伏组件间接插件应连接牢固;n 外接电缆同插件连接处应搪锡;n 光伏组件进行组串连接后应对光伏组件串的开路电压和短路电流进行测试;n 光伏组件间连接线可利用支架进行固定,并固定,并应整齐、美观;n 同一组光伏组件或光伏组件串的正负极不应短接;n 严禁触摸光伏组件串的金属带电部位;n 严禁在雨中进行光伏组件的连线工作。4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.2 光伏组件的安装流程及注意事项 4. 4. 光伏组件安装注意事项光伏组件安装注意事项n 施工过程,严禁踩踏电池板,最大程度的避免对于组件安装的野蛮施工行为,设计单位要充分考虑到组件安装预留通道事宜,不可
13、盲目的为了追求装机容量而影响电站建设的高质量;n 严禁挤压或用尖锐物敲打、碰撞、刮划光伏组件任何部位;n 严禁安装工具随意在光伏组件上摆放、碰触;n 严禁触摸光伏组件的金属带电部位;n 严禁将同一片光伏组件连接线的正、负极插头对接;n 严禁采用提拉接线盒或连接件的方式将组件抬起;4.1 光伏组件的安装光伏组件的安装4.1.2 光伏组件的安装流程及注意事项 4. 4. 光伏组件安装注意事项光伏组件安装注意事项n 严禁在下雨、下雪、大风天气条件下安装光伏组件;n 严禁单人搬运光伏组件,必须由两人抬运,且要轻拿轻放,避免组件受到大的震动,以免造成光伏组件隐裂;n 同尺寸、同规格型号的光伏组件才可串联
14、在一起;n 光伏组件出现损伤时禁止使用;n 施工现场已开箱电池组件需正面朝上平放,底部垫有木质托盘和电池板包装物,严禁立放、斜放或悬空;n 严禁将组件的背面直接暴露在阳光下。4.2 汇流箱的安装汇流箱的安装4.2.1 汇流箱的技术要求1. 1. 汇流箱总体要求汇流箱总体要求(1)汇流箱箱体应采用不低于Q235冷轧钢板弯制而成,冷轧钢板厚度不小于1.5mm。箱体结构应密封、防尘、防潮,应有足够的强度和刚度,应能承受所安装元件及短路时所产生的动、热稳定冲击,同时不因运输等情况而影响设备的性能,并便于运行维护。(2)防雷汇流箱外壳防护等级不低于IP65,防雷汇流箱箱体的光伏阵列电缆进线孔,直流输出出
15、线孔,接地线引出电缆孔和通信电缆接线孔均采用IP68防护等级的电缆接头。(3)汇流箱内布线整齐美观,便于检修和安装。端子排额定电压不低于DC1000V,应具有隔板、标号线套和端子螺丝。每个端子排均标以编号,端子选用阻燃型端子。4.2 汇流箱的安装汇流箱的安装4.2.1 汇流箱的技术要求1. 1. 汇流箱总体要求汇流箱总体要求(1)汇流箱箱体应采用不低于Q235冷轧钢板弯制而成,冷轧钢板厚度不小于1.5mm。箱体结构应密封、防尘、防潮,应有足够的强度和刚度,应能承受所安装元件及短路时所产生的动、热稳定冲击,同时不因运输等情况而影响设备的性能,并便于运行维护。某型号光伏汇流箱外观及底端引线孔4.2
16、 汇流箱的安装汇流箱的安装4.2.1 汇流箱的技术要求1. 1. 汇流箱总体要求汇流箱总体要求(2)防雷汇流箱外壳防护等级不低于IP65,防雷汇流箱箱体的光伏阵列电缆进线孔,直流输出出线孔,接地线引出电缆孔和通信电缆接线孔均采用IP68防护等级的电缆接头。(3)汇流箱内布线整齐美观,便于检修和安装。端子排额定电压不低于DC1000V,应具有隔板、标号线套和端子螺丝。每个端子排均标以编号,端子选用阻燃型端子。(4)汇流箱的箱体框架和所有设备的其它不载流金属部件都应和接地母线可靠连接,柜体的接地端子应以截面不小于4mm2的多股铜线与接地母线直连。(5)箱体应允许从底部进入电缆,设有光伏阵列电线或电
17、缆进线孔,并设有供汇流电缆进出柜体的防水端子。并配有接地线和通讯线引接电缆孔。(6)汇流箱内部装置的布置应充分考虑安装、调试、维护、更换及运行的要求,接插件和断路器应动作可靠、接触良好、不松动。(7)汇流箱采用立式,安装方式采用光伏支架挂式安装方式。4.2 汇流箱的安装汇流箱的安装4.2.1 汇流箱的技术要求2.2.汇流箱参数性能要求汇流箱参数性能要求(1)汇流箱内部所有电气回路耐压值不低于DC1000V,光伏智能汇流箱主回路应采用载流量250A的铜排连接;(2)汇流箱内应配置开关电源,为箱内供电设备。直流电源取自组串,发包人不再提供其它电源,开关电源耐压值不低于DC1000V;(3)绝缘电阻
18、:在电路与裸露导电部件之间,每条电路对地标称电压的绝缘电阻应不小于1000/V;(4)汇流箱具有每路进线电流监控功能,并通过RS485接口将PV电池组串电流测量和PV电池组串故障告警和定位等其他信息上传至监控系统,方便人员监视和进行维护;(5)供电模式:自供电 DC2001000V;(6)电流检测:采样处理016路PV电池板电流(020A)。4.2 汇流箱的安装汇流箱的安装4.2.2 光伏汇流箱的安装与连接1. 1. 汇流箱电器安装注意事项汇流箱电器安装注意事项(1) 只有专业的电气或机械工程师才能进行操作和接线;(2) 所有的操作和接线必须符合所在国和当地的相关标准要求;(3) 安装时,除接
19、线端子外,请不要接触机箱内部的其他部分;(4) 汇流箱安装前,用兆欧表对其内部各元件做绝缘测试。(5) 箱内元件的布置及间距应符合有关规程的规定,应保证调试、操作、维护、检修和安全运行的要求。(6) 输入输出均不能接反,否则后级设备可能无法正常工作甚至损坏其它设备;(7) 将光伏防雷汇流箱接入光伏发电系统中后应将防雷箱接地端与防雷地线或汇流排进行可靠连接;(8) 对外接线时,请确保螺钉紧固,防止接线松动发热燃烧;(9) 在箱内或箱柜门上粘贴牢固的不退色的系统图及必要的二次接线图。(10)配线要求使用阻燃电缆,要排列整齐、美观,安装牢固,确保接触良好。4.2 汇流箱的安装汇流箱的安装4.2.2
20、光伏汇流箱的安装与连接2. 2. 对外接线端子对外接线端子汇流箱的输入输出以及通讯、接地等对外接口位于机壳的底部,如下图:汇流箱输入输出端子(底端)4.2 汇流箱的安装汇流箱的安装4.2.2 光伏汇流箱的安装与连接3. 3. 输入接线输入接线具体输入路数由所用机型决定。注意与光伏组件输出正极的连线输入位于底部的左侧,而与光伏组件输出负极的连线位于底部的右侧。4. 4. 输出连线输出连线输出包括汇流后直流正极、直流负极与接地,接地线为黄绿色。5. 5. 通讯接线通讯接线通信电缆接线孔应采用IP68防护等级的电缆接头,通信口为RS485,通用线缆截面积为0.75mm2。当前的汇流箱除具备防雷监控、
21、电能汇流监控功能外,还往往具备汇流箱失效报警、无线数据传输等功能。4.3 逆变器的安装逆变器的安装4.3.1 逆变器的技术要求一般地面光伏电站采用设备功率在50KW到630KW之间的集中逆变器,系统拓扑结构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变,工频隔离变压器的方式,防护等级一般为IP20。体积较大,室内立式安装,大量并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端,同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量,让它非常接近于正弦波电流。逆变器通过三相全桥变换器将光伏阵列输入的直流电变换为交流电,并通过滤波器滤波成正弦波电流,然后通过变压器匹配后并入电网发电。光伏逆变器的拓扑结构4.3
22、逆变器的安装逆变器的安装4.3.1 逆变器的技术要求1.1.额定输出电压额定输出电压 在规定的输入直流电压允许的波动范围内,它表示逆变器应能输出的额定电压值。对输出额定电压值的稳定准确度一般有如下规定:(1)在稳态运行时,电压波动偏差范围应不超过额定值的或;(2)在负载突变(额定负载050100)或有其他干扰因素影响的动态情况下,其输出电压偏差不应超过额定值的或。2.2.输出电压的不平衡度输出电压的不平衡度在正常工作条件下,逆变器输出的三相电压不平衡度(逆序分量对正序分量之比)应不超过一个规定值,一般以表示,如或。3.3.输出电压的波形失真度输出电压的波形失真度 当逆变器输出电压为正弦度时,应
23、规定允许的最大波形失真度(或谐波含量)。通常以输出电压的总波形失真度表示,其值不应超过(单相输出允许)。4.3 逆变器的安装逆变器的安装4.3.1 逆变器的技术要求4. 4. 额定输出频率额定输出频率 逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值,通常为工频。正常工作条件下其偏差应在以内。5. 5. 负载功率因数负载功率因数表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。在正弦波条件下,负载功率因数为0.70.9(滞后),额定值为0.9。 6. 6. 额定输出电流(或额定输出容量)额定输出电流(或额定输出容量)表示在规定的负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流。有些逆变器产品给出的是额定输出容量,其单位
24、以VA或KVA表示。逆变器的额定容量是当输出功率因数为(即纯阻性负载)时,额定输出电压为额定输出电流的乘积。4.3 逆变器的安装逆变器的安装4.3.1 逆变器的技术要求7. 7. 额定输出效率额定输出效率 逆变器的效率是在规定的工作条件下,其输出功率对输入功率之比,以表示。逆变器在额定输出容量下的效率为满负荷效率,在10%额定输出容量的效率为低负荷效率;8. 8. 具有最大功率点跟踪具有最大功率点跟踪(MPPT)(MPPT)及软启动的功能。及软启动的功能。9. 9. 光伏逆变器应具有光伏逆变器应具有保护功能保护功能包括过压/欠压保护、过频/欠频保护、过流保护、短路保护、极性反接保护、恢复并网、
25、反放电保护、孤岛效应保护等。10. 10. 起动特性起动特性 表征逆变器带负载起动的能力和动态工作时的性能。逆变器应保证在额定负载下可靠起动。11. 11. 噪声噪声 电力电子设备中的变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。逆变器正常运行时,其噪声应不超过80dB。4.3 逆变器的安装逆变器的安装4.3.2 逆变器的安装流程及注意事项1. 1. 逆变器安装环境要求逆变器安装环境要求逆变器设计为室内应用,应将其安装在通风良好、凉爽、干燥,清洁的机房室内环境中,逆变器正常工作时由内部风扇提供强制风冷,冷风通过机柜正面风栅进入逆变器内部,并通过逆变器顶部或后部的风道排出热风。为确保室内工
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