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        1. 工商業電站,鋁合金電纜應用知多少?

          日期:2020-11-12 16:13:38 人氣:20981

          前言INTRODUCTION

          當下,光伏組件的價格大幅上漲近20%,國際銅價近一年來大漲35%,在人力成本也逐年增加的情況下,國家光伏補貼卻逐步下降,所以光伏電站的投資成本壓力劇增。而在項目中使用鋁合金電纜,能大幅降低投資方的成本壓力,具有比較大的成本優勢,可有效助力光伏平價上網。

          本節小課堂將帶大家一起去看看工商業系統中鋁合金電纜的應用。

          PART1

          光伏系統中的電纜

          光伏電站的電纜分為直流電纜與交流電纜。組件與組件,組件與逆變器之間用的是直流電纜,但由于直流電纜多為戶外,因此我們對電纜的要求也會比較嚴格,必須具備耐候性強、抗侵蝕、耐磨損、高絕緣等特性,常用光伏認證的專用直流電纜是PV1-F 1*4mm2或PV1-F 1*6mm2。而逆變器與匯流箱,匯流箱與并網柜之間用的是交流電纜,一般項目都采用動力電纜銅線或鋁線。


          那么到底選用銅線更優,還是鋁線更優呢?下面給大家簡單分析。

          PART2

          是銅線更優,還是鋁線更勝一籌?


          ① 從基本性能角度來看

          對比項

          銅芯電纜

          鋁合金電纜

          備注

          結論

          彎曲半徑

          15倍電纜外徑

          7倍電纜外徑

          使用鋁合金電纜能減小布局空間,更易于敷設,減少安裝成本

          優于銅

          反彈性能

          比銅低40%

          鋁合金電纜易于彎曲成形

          優于銅

          鎧裝保護

          鋼帶鎧裝

          帶聯鎖鎧裝

          鋁合金電纜采用高強鋁鎂合金帶鎧裝,抗側壓性能更好,散熱更好

          優于銅

          抗疲勞

          比銅纜高25%

          鋁合金電纜抗疲勞性比銅纜高25%

          優于銅

          重量

          同樣線徑的鋁合金電纜重量只有銅纜的三分之一,節約配件和運輸費用

          優于銅

          抗腐蝕性

          一般

          在相同的外界條件下,鋁合金電纜的金屬流失速度遠遠小于銅電纜,抗腐蝕性更優

          優于銅

          延展性

          30%

          18%

          電工用銅的延展率在30%以上,而鋁合金僅為18%

          劣于銅

          熔點

          1083℃

          660℃

          我們國家消防要求熔點不低于850,故在消防專用電纜不能使用

          劣于銅

          電導率

          100% IACS

          62% IACS

          鋁合金電纜截面擴大1.5倍,導體電阻相當

          劣于銅


          ② 從系統設計的角度來看

          從系統的設計方面來看,電纜的選型滿足需要以下幾個條件:1) 電纜載流量:一般會受電纜主體材料截面、敷設運行方式、環境等因素影響;2) 電纜線損:交流電纜的線損不允許超過3%,一般要求不超過2%;3) 電纜壓降:根據GB/T 50797《光伏發電站設計規范》,交流電壓降落不宜大于3%,一般要求不超過2%。
          從系統設計的角度來看,系統的方案只要滿足載流量,電纜壓降和線損的要求即可,電纜選擇銅材質還是鋁材質都不受影響。

          ③ 從經濟的角度來看以錦浪GCI-110K-5G機型為例,逆變器最大輸出電流183.8A,采用橋架敷設。線路電壓降計算公式如下:I :電纜需要承受最大電纜-AL :電纜鋪設的長度-mS :電纜的截面積-mm2ρ :導體電阻率Ω*mm2/m,r銅=0.0175,r鋁=0.0283
          舉例,以一個1MW電站為例,若采用8臺錦浪110KW逆變器,逆變器到并網點距離以120米左右進行計算。錦浪110kW逆變器支持無零線輸出,對此我們將分別采用銅電纜和鋁電纜進行計算,銅芯電纜需要3×95mm2,鋁芯電纜需要3×150mm2。
          根據國內某電纜廠家集采報價:ZRC-YJV22-3×95mm2單價:170元/m;ZRC-YJHLV22-3×150mm2單價:65元/m。 


          1MW工商業光伏電站線纜成本對比表
          材質 直流線纜 ZRC-YJV22-0.6/1kV-3*95mm2 ZRC-YJHLV22-0.6/1kV-3*150mm2 總價(元) 價差(元) 單瓦價差(元/瓦)
          13,000*2.65 960*170 / 197,650 100,800 0.1008
          13,000*2.65 / 960*65 96,850
          注:項目不同,線纜不同,成本可能會有差異,此數據僅供參考。


          如上表所示,選用鋁合金線纜,每安裝1MW光伏電站可節約線纜總成本約10.08萬元,單瓦成本節約0.1元。


          ④ 從施工的角度來看

          銅和鋁合金由于金屬材質不同,如果直接接觸,存在電位差,在潮濕的空氣中會發生電化學腐蝕,會增大接觸電阻使接頭處發熱,是系統安全運行的隱患。因此當項目采用鋁芯電纜時需要采用銅鋁轉端子,常見的銅鋁轉接端子如下圖所示。

          在電纜頭的制作上,無論銅電纜還是鋁合金電纜,交流電纜頭的壓接均需要采用液壓鉗壓接,鋁合金電纜相比于銅芯電纜線徑較粗,相對來說電纜頭施工難度會略微增加,但是電纜的重量較輕,敷設的難度相對也會有所降低。

           小貼士 施工中電纜的彎曲半徑需要引起注意,如果電纜彎曲半徑超過規定要求,會造成電纜絕緣層及絕緣線芯的破壞,長時間使用,彎曲背面纜芯護層容易出現疲勞現象,會降低電纜的使用壽命。由于一些電纜在進入設備前都要穿過電纜管或橋架,而電纜管或橋架的彎曲半徑如果大了,施工時難度也會增加。


          PART3

          本堂總結


          綜上所述,光伏電站選用鋁合金線纜的成本優勢很大,未來會有更多的人選擇鋁合金線纜。作為逆變器供應商,錦浪技術人員提出以下注意事項:

          電纜載流能力建議為最大通過電流的1.25~1.5倍之間;


          工商業及地面電站可選用鋁合金線纜優化低壓側交流線纜成本;


          戶用光伏電站不建議選用鋁合金線纜;


          如現場端子經過銅鋁轉換,請務必做好端子密封、防漏電措施;


          注意配電箱里面斷路器的選型,避免鋁合金線纜不能接入。

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