陳健 劉娟
摘要:光伏發(fā)電系統(tǒng)需要以配線區(qū)的太陽(yáng)能電池板為基礎(chǔ)。為了減少土地浪費(fèi),大型太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠往往建在遠(yuǎn)離城市的山坡上。發(fā)電廠周圍沒(méi)有高樓。位于高雷擊危險(xiǎn)區(qū)。山區(qū)土壤電阻率高,輻射范圍大,廠房?jī)?nèi)電氣設(shè)備較多。因此,根據(jù)地面光伏電站一期工程中遇到的實(shí)際問(wèn)題,保證安裝質(zhì)量顯得尤為重要。論述了山坡光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷接地技術(shù)的完成方法。在滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)“因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理”,并在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:太陽(yáng)能;光電;雷電;技術(shù)。
近年來(lái),隨著半導(dǎo)體材料科學(xué)的飛速發(fā)展,新能源在發(fā)電中得到了廣泛的應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)以其高效率、高穩(wěn)定性和良好的經(jīng)濟(jì)性而受到越來(lái)越多的關(guān)注,被認(rèn)為是最佳的新能源。由于山區(qū)土壤條件惡劣,防雷接地電阻合格率僅為6%,不能滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求,給光伏系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)。
1太陽(yáng)光伏電池方陣地形、地貌
由于地形起伏較大,基巖埋深較淺,頂部主要直接露出來(lái)。除了一些酸性或堿性巖漿巖外,主要使用石灰?guī)r,還有一些砂巖和頁(yè)巖。巖體風(fēng)化程度很高,地表有時(shí)被殘積物覆蓋,谷底堆積著厚厚的泥沙、坡積物或沖積物,這些都是丘陵邊緣新的松散沉積物。盡管該地區(qū)的水熱條件不足以使石灰?guī)r在水熱條件下形成大規(guī)模的右旋地貌,但粗糙的牙膏巖是常見(jiàn)的。
2太陽(yáng)能電池系統(tǒng)防雷技術(shù)
2.1直接防雷
直接擊雷安全防護(hù)包含防雷接地(網(wǎng),線,帶),引下線和接地保護(hù)構(gòu)成外界防雷接地系統(tǒng),主要是為了更好地維護(hù)房屋建筑免受遭雷擊導(dǎo)致火災(zāi)事故及生命安全事故;0級(jí)保護(hù)區(qū)具體有防雷接地(網(wǎng),線,帶)和接地系統(tǒng)(電線接頭,地極)。
2.2防浪涌
為了更好地降低浪涌保護(hù)和雷擊過(guò)壓對(duì)設(shè)施產(chǎn)生的損害,在通電電纜線上組裝浪涌保護(hù)設(shè)備。太陽(yáng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中雷擊浪涌保護(hù)器侵入通道,除太陽(yáng)能充電電池方陣外,也有配電網(wǎng),接地線等。
2.3等勢(shì)連接
在金屬物件間完成等電位連接,避免相互之間造成短路故障或穿透。等勢(shì)連接是一種機(jī)器設(shè)備過(guò)壓保護(hù),同時(shí)是一種避免漏電的有效的方式。太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是全部的鋼結(jié)構(gòu)和機(jī)器設(shè)備外殼相接并接地裝置,這也是光伏電站防雷接地系統(tǒng)的關(guān)鍵。
3光伏電站工程防雷接地系統(tǒng)驗(yàn)收遇到的問(wèn)題
20MW路面光伏發(fā)電站新項(xiàng)目場(chǎng)所核心坐標(biāo)為N33.97°,在E117.39°,太陽(yáng)能發(fā)電陣列主要運(yùn)用西南山坡(即1區(qū)),南山坡(即2區(qū))或東南山坡(即3區(qū))來(lái)布局,但公路邊坡大多數(shù)為硬石,現(xiàn)階段已進(jìn)到生產(chǎn)制造運(yùn)作環(huán)節(jié),按河北能源工程設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)圖開(kāi)展工程施工,設(shè)計(jì)方案接地線電阻不得超過(guò)4Ω。這臺(tái)太陽(yáng)能光伏發(fā)電站的地已竣工,經(jīng)避雷核心檢測(cè),20MW路面光伏發(fā)電站新項(xiàng)目房屋建筑和配電站的防雷接地線合乎設(shè)計(jì)規(guī)定,在35kV路線出入口設(shè)定高壓避雷器,在35kV配電設(shè)備母線槽上組裝一組氫氧化物高壓避雷器,35kV配電設(shè)備母線槽上配有無(wú)空隙氧化物高壓避雷器。箱變,直流電配電箱,污廢箱逐步安置高壓避雷器合乎設(shè)計(jì)規(guī)定。
4太陽(yáng)能電站工程項(xiàng)目防雷接地系統(tǒng)電阻值大的根本原因
太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)最好是應(yīng)用封裝有固定部件的金屬邊框作為閃光燈,在沒(méi)有擋住太陽(yáng)的情形下,只特別注意凸起一部分,并將支撐架固定不動(dòng)好,可做到避雷實(shí)際效果,大中型光伏發(fā)電站太陽(yáng)能發(fā)電列陣避雷宜選用這些方式。本產(chǎn)品的太陽(yáng)能組件接地網(wǎng)主要用于水準(zhǔn)接地網(wǎng),豎直接地裝置協(xié)助,邊沿封閉式的圓孔復(fù)合型接地網(wǎng),網(wǎng)眼間距5~6m。用-50×5熱鍍鋅扁鋼,立柱式接地裝置用φ20,L=2.5m無(wú)縫鋼管和水準(zhǔn)鋪設(shè)的方管電焊焊接,全部接地網(wǎng)鋪設(shè)在距地表以下1.0m處。根據(jù)電厲行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T621-1997附則A中的要求,大中型復(fù)合型接地網(wǎng)接地線電阻值可按簡(jiǎn)單計(jì)算公式。
接地裝置互聯(lián)網(wǎng)的接地線電阻與土壤電阻率ρ正相關(guān),與地開(kāi)啟度的值S反比。1區(qū)35KV1-5#箱變遮蓋的太陽(yáng)能組件陣列達(dá)58.20Ω/m,土層較弱,巖層多,鋪設(shè)接地體不夠深,導(dǎo)致1區(qū)35KV1-5#箱變遮蓋的太陽(yáng)能組件陣列達(dá)58.20Ω。
5光伏電站工程防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想
所確立的防雷接地光伏發(fā)電站的整體地貌北高南低,往西南山坡(即1區(qū)),南山坡(即2區(qū))或東南山坡(即2區(qū))為借助,但因?yàn)楣愤吰露嘁?jiàn)硬石,太陽(yáng)光電陣列遍布覆蓋面廣,并且樣子不規(guī)律,給防雷接地線的制定和作業(yè)產(chǎn)生了艱難。根據(jù)對(duì)好幾個(gè)地址的參觀考察,融合施工現(xiàn)場(chǎng)地貌的具體情況,挑選1區(qū)作為光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷接地線試點(diǎn)區(qū),討論行得通的小規(guī)模接地網(wǎng)的方式和方式,設(shè)計(jì)施工具體方法如下所示:而且選用35kV高壓開(kāi)關(guān)柜1-5#箱變和地基基坑開(kāi)挖,使其根據(jù)挖到約14m長(zhǎng),寬2~7m,深約1m的純天然礦坑,選擇中間網(wǎng)格圖規(guī)格8m×4m,再用挖土機(jī)挖沉2m,按8m×4m柵格數(shù)據(jù)1m尺寸橫縱地進(jìn)入32個(gè)豎直接地體,進(jìn)入深層0.5m。垂直地體可以選用50cm×50cm×5cm的熱鍍鋅角鋼或φ50mm/壁厚不小于3.5mm鍍鋅鋼管。當(dāng)32根豎直接地體打進(jìn)礦坑后,用粘土遮蓋約1m深,電焊焊接深層2m上下的水準(zhǔn)接地體,水準(zhǔn)接地體可以用50cm×5cm的熱鍍鋅扁鋼電焊焊接成網(wǎng)眼不得超過(guò)1m的總面積8m的鍍鋅扁鋼。用50cm×5cm熱鍍鋅扁鋼電焊焊接在四角各接地體上都各有一個(gè)小接地網(wǎng),四周包起150~200cm厚的高效降阻劑,上邊再蓋1.8米的黏土。
結(jié)語(yǔ)
文中根據(jù)對(duì)山區(qū)地帶太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷與接地技術(shù)性的討論,對(duì)路面光伏發(fā)電站新項(xiàng)目開(kāi)展優(yōu)化,而且在中后期建設(shè)工程中獲得普遍的運(yùn)用,為大電阻山區(qū)地帶光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷與接地技術(shù)性保證了不錯(cuò)的解決方法,實(shí)踐活動(dòng)表明,該工藝在避雷防災(zāi)減災(zāi)上獲得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
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