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夏天雷雨季节,光伏电站要这样维护

2018-07-11    来源:中国节能网
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[ 导读 ]:雷雨云是所有类型云中最为活跃的一种,在厚厚的云层中存在着大量的正负电荷,正电荷和负电荷分离形成巨大的电偶极子,或多极子。容易形成雷击。那么,梅雨来临了,光伏电站应该如何预防雷击呢?
到了一年一度的梅雨季节,天空多日阴沉,降水连续不断,自然界由于高温,水分的蒸腾作用加强,空气对流运动旺盛。温热的空气被强大的上升气流推到空中遇冷形成浓积云。雷雨云是所有类型云中最为活跃的一种,在厚厚的云层中存在着大量的正负电荷,正电荷和负电荷分离形成巨大的电偶极子,或多极子。容易形成雷击。那么,梅雨来临了,光伏电站应该如何预防雷击呢?
 
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雷电会对光伏电站造成哪些危害呢?
 
1、对太阳电池组件的危害。太阳电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能量转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。但其所在位置极易遭受具有强大的脉冲电流、炽热的高温、猛烈的电动力的直击雷的冲击而导致整个系统瘫痪。
 
2、对光伏控制器的危害。光伏控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。当系统遭受到雷击或是过电压损坏时会出现以下情况。
 
(1)充电系统一直充电,放电系统无放电,导致蓄电池一直处于充电状态,充电过饱轻则缩短蓄电池使用寿命、容量降低,重则导致蓄电池爆炸,造成对整个系统的损坏和人员伤亡。
 
(2)充电系统无充电,放电系统一直处于放电状态,蓄电池无法将电能储存起来,导致用户在有太阳光时设备可正常工作,无太阳光或光线不强时设备无法工作。
 
3、对蓄电池的危害。太阳能光伏发电系统一般采用铅酸蓄电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。当系统遭受到雷击时过电压入侵到蓄电池时轻则损害蓄电池、缩短电池的使用寿命,重则导致电池爆炸,引起严重的系统故障和人员伤亡。
 
4、对逆变器的危害。太阳能的直接输出电压要转变为ac 220v/ac 380v为电器提供电能,需要将太阳能光伏发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用dc-ac逆变器。如果逆变器损坏将会出现以下情况。
 
(1)用户负载无电压输入,用电设备无法工作。
 
(2)逆变器无法将电压逆变,导致太阳电池板上的直流电压直接供负载使用,如果太阳电池板电压过高将直接烧毁用电设备。
 
光伏电站如何预防雷电?
 
在现阶段防雷措施中,最为有效也是最为广泛的方法就是把电气设备金属部件与大地相连。接地系统由四部分组成:即接地设备、接地体、引入线和大地。良好接地是防雷措施成功的重要基础。主要的接地方式有以下三种:
 
1、共体接地
 
接地体具体安装过程是在地上挖一个直径约30cm的洞,并且在洞底铺设一些食盐,再将接地体放入其中。使用PVC管罩住接地体,然后把接地体周围的空隙使用泥土进行填满并压实。最后在上面放上碎石子进行浇水加固。使用同样的方法将其他接地体接地。形成等腰三角形的布局,再使用35mm的铜线连接。形成光伏电场内部的一个接地体。
 
这种接地可以使光伏发电场所有的金属部件有效接地。这种方法还不需要埋设很多个接地体就可以解决接地问题。而且还有效地把电阻值控制在4n以内。光伏电场中所有设备的金属壳、避雷装置以及电池板的金属架、逆变器等众多设备都能直接连在同一个接地体上。在没有雷击现象发生时可以单纯作为接地保护和零线。一旦发生雷击时就可以当作防雷接地装置使用。
 
2、单体接地
 
一些区域内由于地理环境的影响。光伏电场内部的电杆经常会遭受到雷击。并且雷击的位置相对固定,不会发生移动。针对这些特殊的电杆,要单独安装避雷装置。埋设相应的接地体,就可以有效防止雷击现象的发生,接地体通常会使用长度约2m的镀锌角钢或扁钢。
 
3、组合接地
 
组合接地由多个接地体组成。通常以环形或方形放射状以及其他形式进行安装布局。接地体成环形布置时,要保证环线不能有开口,这是为了降低相互屏蔽作用。两个相邻接地体之间的实际具体不能小于3m。接地体的上端要使用镀锌的角钢加固,距离地面要小于1m。
 
防雷击电磁脉冲雷
 
击电磁脉冲没有直击雷强烈,但是发生概率却非常高,目前常采用的防护措施主要有等电位连接、屏蔽和加装电涌保护器。为了减小不同金属物之间的电位差和故障电压危害,太阳能电池板的四周铝合金边框和金属支架,控制器、汇流箱、逆变器的金属外壳,金属管(槽)线缆的金属屏蔽层及避雷带等应根据GB50057的规定采取良好的等电位连接措施。
 
为减少电磁干扰,太阳能电池板的入户线路应以合适的路径敷设并做好线路屏蔽。线缆应选用有金属屏蔽层的电缆并穿金属管敷设。在防雷区界面处电缆金属屏蔽层及金属管(金属管应两端接地)应做等电位连接并接地。入户线路和防雷连接线需分开敷设,保持最小平行间距1m,最小交叉间距0.3m。为了防止雷击电磁脉冲产生的过电压及过电流经入户线路侵入损坏室内的光伏发电设备,对光伏发电系统的线缆应加装多级防浪涌保护装置进行防雷保护。
 
首先,应该在太阳能电池方阵的直流输入线路安装直流避雷器,根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10kA适配的SPD该浪涌保护器内部应包括差模滤波器,以帮助消除线路上传导的电磁干扰,在光伏电站的交流输出供电线路上安装交流避雷器。
 
其次,由于控制器和逆变器均为价格昂贵的设备,应在控制器和逆变器内安装第2级的电源浪涌保护器,使其具有防雷保护功能。如果逆变器输出到一些较重要的负载设备,还应该在逆变器输出端安装第3级电源浪涌保护器。电源系统和电子系统安装多级SPD时还需考虑多级匹配问题。
 
雷电会对建筑物及电气设备造成严重破坏。在独立光伏电站的防雷设计中。应当选择合理的设计方案,采取有效的措施。做好独立光伏电站的防雷设计。防止直击雷、感应雷、雷电波对独立光伏电站设备的破坏,这样才能保证独立光伏电站长期稳定、安全、可靠地运行,为用户提供优质的电能。
 
 
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