文档介绍：并网系统光伏电站防雷设计浅谈
摘 要:本文指出了雷击对并网系统光伏电站的主要危害形式及所对应的雷电防护措施。依据相关的防雷及电气接地规范,针对并网系统光伏电站提出了防雷设计方案并做了详细的阐述。在光伏电站的防雷设计中,应考虑雷物结构、设备部件等断裂破碎,从而导致人员伤亡、建筑物破坏,以及设备毁坏等。
闪电电涌侵入:雷击在输出线路、直流电缆线路或金属管道上时,雷电流沿电缆线路或金属管道侵入室内,或者雷击在电缆线路或金属管道附近时,由于雷电流变化梯度大而产生强大的交变磁场,使得雷击点附近的金属导体产生感应电流,感应电流沿着金属管线侵入设备机房内,损坏设备或者危及人身安全。
设备机房的雷击电磁脉冲:雷击建筑物或附近时,雷电流进入建筑物的防直击雷系统时所产生的迅变电磁场,它会对周围的一切电子设备发生作用。这种磁场变化引起的电场变化可能导致机房内部通讯、监控等系统的电子、电气设备失效。
综上所述,并网光伏电站需采取雷电防护措施的组成部件有:地面光伏方阵、直流输电线路、金属管线、送出线路、建筑物机房及设备机柜(含直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜,升压变压器及计量、控制、通讯设备等)。
2 并网系统光伏电站防雷方案
防雷类别确定
光伏电站的光伏方阵属于露天场所,一般分布于空旷开阔的场地,而且分部面积较大,遭受直击雷击的概率自然会相对应的增加。防雷类别参考《建筑物防雷设计规范》对粮、棉及易燃物大量集中的露天堆场的按照三类防雷建筑物的判定,虽然光伏方阵不属于易燃物,但是投资巨大,如果因雷击造***员伤害或设备损害,其损失也是巨大的。光伏方阵虽存在较低火灾危险,但从减少经济损失的角度出发,对光伏方阵进行防雷设计是非常必要的。综合各方面因素,建议按三类防雷建筑物考虑。
直击雷防护
直击雷防护主要分为3个部分,设备机房,地面光伏方阵及送出线路。
设备机房直击雷防护措施
设备机房直击雷防护应按照三类防雷建筑物来考虑设计[2],采用φ12mm镀锌圆钢作为接闪器,敷设在屋角、屋檐和檐角等易受雷击部位,并在整个屋面组成不大于20m×20m的接闪网。利用建筑物混凝土柱内2根φ≥16mm主筋作为引下线,其间距不大于25m,引下线上端与接闪带连接,下端与基础接地网连接。
地面光伏方阵直击雷防护措施
光伏方阵的光伏组件可利用其金属边框作接闪器、金属支架作接地线[1],场站内应采用由垂直接地极和水平接地极共同组成的人工接地网,利用∟50mm×50mm×5mm角钢作为垂直接地极,,采用40mm×4mm扁钢作为水平接地极,挖沟埋设,垂直接地体的间距应大于埋深的两倍并均匀布置。固定在同一金属框架上的光伏组件,其金属框架接地点应大于2点,且每个接地点间隔距离不大于25m。光伏方阵的防雷接地应与其保护接地、系统接地以及设备机房的接地系统共用同一接地装置;共用接地装置的接地电阻,应符合各接地系统最小值的要求,一般不大于1Ω[3]。
送出线路直击雷防护措施
送出线路应通过装设避雷线来降低直击雷造成的危害。
防闪电电涌侵入的要求
防闪电电涌侵入主要针对出、入户金属管线的防护,