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工商业电站,铝合金电缆应用知多少?

日期:2020-11-12 16:13:38 人气:22652

前言INTRODUCTION

当下,光伏组件的价格大幅上涨近20%,国际铜价近一年来大涨35%,在人力成本也逐年增加的情况下,国家光伏补贴却逐步下降,所以光伏电站的投资成本压力剧增。而在项目中使用铝合金电缆,能大幅降低投资方的成本压力,具有比较大的成本优势,可有效助力光伏平价上网。

本节小课堂将带大家一起去看看工商业系统中铝合金电缆的应用。

PART1

光伏系统中的电缆

光伏电站的电缆分为直流电缆与交流电缆。组件与组件,组件与逆变器之间用的是直流电缆,但由于直流电缆多为户外,因此我们对电缆的要求也会比较严格,必须具备耐候性强、抗侵蚀、耐磨损、高绝缘等特性,常用光伏认证的专用直流电缆是PV1-F 1*4mm²或PV1-F 1*6mm²。而逆变器与汇流箱,汇流箱与并网柜之间用的是交流电缆,一般项目都采用动力电缆铜线或铝线。


那么到底选用铜线更优,还是铝线更优呢?下面给大家简单分析。

PART2

是铜线更优,还是铝线更胜一筹?


① 从基本性能角度来看

对比项

铜芯电缆

铝合金电缆

备注

结论

弯曲半径

15倍电缆外径

7倍电缆外径

使用铝合金电缆能减小布局空间,更易于敷设,减少安装成本

优于铜

反弹性能

比铜低40%

铝合金电缆易于弯曲成形

优于铜

铠装保护

钢带铠装

带联锁铠装

铝合金电缆采用高强铝镁合金带铠装,抗侧压性能更好,散热更好

优于铜

抗疲劳

比铜缆高25%

铝合金电缆抗疲劳性比铜缆高25%

优于铜

重量

同样线径的铝合金电缆重量只有铜缆的三分之一,节约配件和运输费用

优于铜

抗腐蚀性

一般

在相同的外界条件下,铝合金电缆的金属流失速度远远小于铜电缆,抗腐蚀性更优

优于铜

延展性

30%

18%

电工用铜的延展率在30%以上,而铝合金仅为18%

劣于铜

熔点

1083℃

660℃

我们国家消防要求熔点不低于850,故在消防专用电缆不能使用

劣于铜

电导率

100% IACS

62% IACS

铝合金电缆截面扩大1.5倍,导体电阻相当

劣于铜


② 从系统设计的角度来看

从系统的设计方面来看,电缆的选型满足需要以下几个条件:1) 电缆载流量:一般会受电缆主体材料截面、敷设运行方式、环境等因素影响;2) 电缆线损:交流电缆的线损不允许超过3%,一般要求不超过2%;3) 电缆压降:根据GB/T 50797《光伏发电站设计规范》,交流电压降落不宜大于3%,一般要求不超过2%。
从系统设计的角度来看,系统的方案只要满足载流量,电缆压降和线损的要求即可,电缆选择铜材质还是铝材质都不受影响。

③ 从经济的角度来看以锦浪GCI-110K-5G机型为例,逆变器最大输出电流183.8A,采用桥架敷设。线路电压降计算公式如下:I :电缆需要承受最大电缆-AL :电缆铺设的长度-mS :电缆的截面积-mm²ρ :导体电阻率Ω*mm²/m,r铜=0.0175,r铝=0.0283
举例,以一个1MW电站为例,若采用8台锦浪110KW逆变器,逆变器到并网点距离以120米左右进行计算。锦浪110kW逆变器支持无零线输出,对此我们将分别采用铜电缆和铝电缆进行计算,铜芯电缆需要3×95mm2,铝芯电缆需要3×150mm2。
根据国内某电缆厂家集采报价:ZRC-YJV22-3×95mm2单价:170元/m;ZRC-YJHLV22-3×150mm2单价:65元/m。 


1MW工商业光伏电站线缆成本对比表
材质 直流线缆 ZRC-YJV22-0.6/1kV-3*95mm² ZRC-YJHLV22-0.6/1kV-3*150mm² 总价(元) 价差(元) 单瓦价差(元/瓦)
13,000*2.65 960*170 / 197,650 100,800 0.1008
13,000*2.65 / 960*65 96,850
注:项目不同,线缆不同,成本可能会有差异,此数据仅供参考。


如上表所示,选用铝合金线缆,每安装1MW光伏电站可节约线缆总成本约10.08万元,单瓦成本节约0.1元。


④ 从施工的角度来看

铜和铝合金由于金属材质不同,如果直接接触,存在电位差,在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀,会增大接触电阻使接头处发热,是系统安全运行的隐患。因此当项目采用铝芯电缆时需要采用铜铝转端子,常见的铜铝转接端子如下图所示。

在电缆头的制作上,无论铜电缆还是铝合金电缆,交流电缆头的压接均需要采用液压钳压接,铝合金电缆相比于铜芯电缆线径较粗,相对来说电缆头施工难度会略微增加,但是电缆的重量较轻,敷设的难度相对也会有所降低。

 小贴士 施工中电缆的弯曲半径需要引起注意,如果电缆弯曲半径超过规定要求,会造成电缆绝缘层及绝缘线芯的破坏,长时间使用,弯曲背面缆芯护层容易出现疲劳现象,会降低电缆的使用寿命。由于一些电缆在进入设备前都要穿过电缆管或桥架,而电缆管或桥架的弯曲半径如果大了,施工时难度也会增加。


PART3

本堂总结


综上所述,光伏电站选用铝合金线缆的成本优势很大,未来会有更多的人选择铝合金线缆。作为逆变器供应商,锦浪技术人员提出以下注意事项:

电缆载流能力建议为最大通过电流的1.25~1.5倍之间;


工商业及地面电站可选用铝合金线缆优化低压侧交流线缆成本;


户用光伏电站不建议选用铝合金线缆;


如现场端子经过铜铝转换,请务必做好端子密封、防漏电措施;


注意配电箱里面断路器的选型,避免铝合金线缆不能接入。

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