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太阳能并网发电防雷解决方案
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太阳能并网发电防雷解决方案

浏览：457次 发布日期：2023-06-19 字号：大　中　小
 第一章、太阳能并网发电系统的组成
     太阳能并网发电是通过太阳能板把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网产生收益。它主要由太阳能电池方阵和并网逆变器两部分组成。
  如下图所示:白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器将电能输送到交流电网上，或将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为交流负载供电。
   
      太阳能并网系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、汇流箱、并网逆变器、配电柜等组成。
以前由于光伏装机容量小，且应用范围相对小，对光伏电站的雷电防护并不十分重视，随着太阳能光伏电站规模的增大和应用范围的不断扩大，太阳能光伏电站的防雷系统也越来越被系统设计人员所重视，防雷技术已成为光伏电站可靠安全运行的一个重要因素。
     光伏电站大都建在房屋顶部或工商业厂房楼顶， 光伏电池组件要高出屋面和地面，在雷雨天气多发的地区容易遭受直击雷的破坏，另外随着现代电子技术的不断发展，现在的光伏发电产业也正在朝着智能化和人性化发展，大量的精密电子设备也使用到逆变器和控制器及监控系统等仪器上，而这些设备的耐压水平往往都很低，虽然这些设备往往在室内，但是组件引入的线路有可能会成为感应雷过电压及操作过电压的侵入途径，而这类过电压却是破坏大量电子设备的罪魁祸首。
第二章、太阳能光伏发电系统防雷解决方案
2.1、依据标准
1）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94（2010 版））
2）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2012）
3）《光伏（PV）发电系统过电压保护—导则》SJ/T 111-1997
4）《民用电气设计规范》（JGJ/T16-92）
5）《低压配电系统的电涌保护器(SPD) 第12 部分:选择和使用导则》GB/T18802.12 -2006
6）《低压电涌保护器 第21 部分:电信和信号网络的电涌保护器(SPD) —性能要求和试验方法》GB/T 18802.21 -2004
7）《防雷与接地安装》D501-1～4
8）《低压配电设计规范》GB 50054-95
9）《雷电电磁脉冲的防护》IEC 61312
2.2、解决方案
2.2.1、直击雷防护设计
    该站为自动跟踪太阳能电站，地处宽阔位置。为了保证电站电池板以及所有电气设备的不让直击雷损坏，我们必需要考虑直击雷的防护。所以要在该站旁边设置一根独立的避雷针做为该站的直击防护措施。
    根据所提供的数据，我们将在离电站1.5米处设置一根高6.5米的独立避雷针。避雷针选用我公司J-PDC3.3型号避雷针，针塔杆使用直径不少小于60mm的热镀锌钢管，采用焊接方式与惊雷针相连。杆塔采用混凝土固定。
2.2.2、接地网的设计
2.2.2.1按照GB50057第三节中要求接地电阻不应大于10Ω。
1、接地模块选用型号：
选用我公司低电阻接地模块J-JD01型,外形尺寸:500×400×60;质量:20Kg。
2、接地模块组成及特点：
低电阻接地模块是一种以非金属材料为主体的接地体，它由导电性、稳定性较好的非金属矿物质和电解质物质组成。该之所以能获得低接地电阻的基本原因是在相同的外形尺寸，比较金属材料成倍地增大接地体和土壤层之间的接触面积，从而增大了接地体本身的散流面积；减少了接地体和土壤之间的接触电阻；本身具有很强的吸湿性和保湿性，从分发挥了接地体中电解质的导电作用；该产品经多次大电流冲击后，其阻值不增大，也无变硬、发脆、断裂现象，且地网组成后其接地电阻能保持长期稳定。且耐腐蚀性要远比钢材要好。
3、使用数量计算如下：
Rj≈0.16ρ
式中：Rj为单个接地模块在埋设在土壤中的接地电阻，Ω。
ρ为埋设接地模块处土质的土壤电阻率，Ω.m，为300Ω.m。
则 Rj=≈0.16ρ=0.16×300=48Ω
N=Rj/（Rnj.η）
式中：Rj为单个接地模块在埋设在土壤中的接地电阻，Ω。
Rnj为设计要求应达到的接地电阻，Ω。该电站接地电阻设计要求应≤10Ω；为保证接地效果，计算时取10Ω.
η为接地模块利用系数,0.65-0.75, 计算时取0.65。
则N=Rj/（Rnj.η）=48/（10*0.65）≈8 （块）。
2.2.2.2安装及施工要求
1）垂直接地体宜采用非金属接地模块J-JD01，其规格如下：外形尺寸　500*400*60mm；质量　20kg；室温下电阻率≤0.1Ω·M。
2）水平接地体宜采用40*4热镀锌扁钢，并将水平接地体与垂直接地体用焊接的工艺联接起来。焊接长度不应小于扁钢宽度的两倍。
3）接地体之间所有焊接点，除浇柱在混凝土中的以外，均应进行防腐处理。
4）接地体的上端距地面不应小于0.7m，在寒冷地区，接地体应埋设在冻土层以下。
6）接地线和接地引入线
A、接地线选用40*4热镀锌扁钢。
B、接地引出线埋设时应避开污水管道和水沟，以方便与太阳能组件及阵列内控制内的接地引入使用。
7）机械连接的工艺要求
·        焊接处要求无虚焊，保证电气上良好连接。
·        焊接处应用防锈漆做防腐防锈处理。
·        接触面应清洁和平整；
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