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在不影響電性能的影響下,光伏系統如何巧用鋁

發布時間:2019-07-30   作者:admin   點擊:

在如今的物價飛快上漲、光伏平價上網的時代,對光伏系統成本有效控制是其關鍵之處。近十年來,組件和逆變器的價格下降了90%,給光伏系統的整體成本下降帶來了很大的貢獻,但電纜的成本卻一直未降。無論是大型項目還是中小型項目,電纜成本在系統總提成本中的占比都高達10%,甚至比逆變器還要高。其實只要設計和安裝得當,在保證系統正常運轉和安全的前提下,部分交流電纜采用鋁合金電纜,可以降低一部分成本。

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光伏電站的電纜分為直流電纜與交流電纜,其中組件與組件之間的直流電纜和組件到逆變器之間的直流電纜,一般要求要用光伏專用直流電纜,而從逆變器出來到交流配電柜之間的電纜,配電柜到變壓器之間的電纜,則沒有要求用什么電纜。

■什么是鋁合金電纜:鋁合金電纜是以AA8030 系列鋁合金材料為導體的新型材料電力電纜。鋁合金的電阻率介于鋁與銅之間,高于銅,略低于鋁,在相同載流量前提下,同等長度的鋁合金導體的重量僅為銅的一半。

上圖表是鋁電纜和銅電纜在相同截面積導體中的載流量的相對比,可以看出,當鋁合金導體的截面積是銅1.5倍時,鋁合金電纜和銅電纜電一樣,實現了相同的載流量、電阻和線損。

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■使用壽命方面:兩種金屬在接觸到氧氣發生氧化后,會形成不同的金屬氧化物資。金屬鋁氧化后其氧化物能夠在其表面形成一種有一定硬度的保護膜。金屬銅氧化后其氧化物會形成一種銅綠,是一種有毒物質。

經濟方面,這是最重要的方面,下面是額定電壓為0.6/1kV的鋁合金電纜與銅電纜價格想對比,導線面積的單位是平方毫米,價格是元/每米:

從上圖表可以看出,相同導體截面積的鋁合金電纜的價格僅是銅電纜價格的四分之一或者一半,采用鋁合金電纜成本優勢比較大。這里我們可以用數據來進行對比,假如有400KW的農村扶貧電站,從交流電的配電柜到升壓變壓器的距離為1500米,400kW電站輸出最大電流為580A,如果采用銅電纜,每一相需用兩根150平方,3相要用6根,總長度是9000米,價格是86.4萬;如果用鋁合金用兩根240平方,總長度也是9000米,價格是45萬,可節省41.4萬元,并且240平方的鋁線比150平方的銅線損耗更低。

還有一種稀土鋁合金電纜,采用高延伸率鋁合金材料,在純鋁中通過加入硼等稀土微量元素材料,并經輥壓技術及特殊的退火工藝處理,電纜具有較好的柔韌性。并且當其接觸到氧氣時,就會產生氧化形成一種薄而硬的氧化層,其氧化層可以耐受住各種腐蝕。即使是在電纜長期過載工作或者超過其最高工作溫度時,也可以保證其電纜連接傳輸的穩定性,只不過此成本相比普通的鋁合金電纜高百分之10左右。

■鋁電纜的應用范圍:長距離的架空線,空間比較大的地下電纜溝,有可靠固定橋架的地方,可考慮使用鋁電纜。

■鋁電纜的使用注意事項:

銅的熔點為1080℃,而鋁和鋁合金的熔點為660℃,所以銅導體是耐火電纜更好的選擇。雖然有鋁合金電纜生產廠商表示可以自己可以制造出耐火型的鋁合金電纜,并且也通過了國家相關標準的檢測,但是鋁合金電纜與鋁電纜此方面沒有差別,如果處于火災中心,即溫度高于鋁合金和鋁電纜熔點時,不論電纜采取何種隔熱措施,電纜會在很短的時間內融化,喪失導電功能,因此鋁合金不宜用做耐火電纜導體,也不宜在人口密集的城市配電網、樓宇、廠礦中使用。

相對于鋁芯電纜,銅芯柔性好,允許的彎度半徑小,反復折彎不易斷裂,所以拐彎較多,穿管較多或線路復雜的場合,不宜使用鋁電纜。

由于電氣開關接設備的端子都是采用銅的,銅鋁直接相接,通電后就會產生原電池的化學反應:活潑性更高的鋁就會加速氧化,導致接頭處電阻變高,載流量變低,所以在銅鋁相接時需要采取一些措施,比如使用銅鋁過渡接線端子或者銅鋁過渡接線排,消除電化學反應。

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