Выбор кабелей для фотоэлектрических систем. Часть 1.

Выбор и определение размеров кабелей для фотоэлектрических систем с привязкой к сети

При выборе и определении размеров кабелей постоянного тока для этих систем необходимо руководствоваться национальными нормами и правилами, определяющими типы и размеры кабелей постоянного тока, разрешенных для использования в фотоэлектрических системах с привязкой к сети. Следующий пример основан на практике Германии. Практика в других странах может отличаться. То же самое относится к предохранителям и другим аксессуарам для электропроводки.

На основании плана крыши с расположением модулей и обследования здания (см. главу 3) рассчитывается приблизительная длина проводов. Для проводки модулей продуманное расположение модулей позволяет минимизировать длину проводки и, следовательно, потери в кабелях и перенапряжения (см. раздел "4.7.2 Косвенные световые эффекты и внутренняя молниезащита").

Необходимо составить схему подключения системы. Она может использоваться в качестве руководства при установке и храниться как часть документации системы.

При определении размеров кабелей необходимо соблюдать три основных критерия: номинальное напряжение кабеля, допустимый ток кабеля и минимизация потерь в кабеле.

Номинальное напряжение кабеля

Фотоэлектрические системы обычно не превышают номинальное напряжение стандартных кабелей (номинальное напряжение от 450 до 1000 В), используемых в Германии и других европейских странах. При использовании больших фотоэлектрических систем и длинных цепочек модулей необходимо проверить номинальное напряжение кабеля, принимая во внимание максимальное напряжение разомкнутой цепи (при -10°C) фотоэлектрической цепочки или массива, к которому он должен быть подключен.

Токопроводящая способность кабеля

Сечение кабеля подбирается в соответствии с максимальным током. Здесь должны соблюдаться значения токопроводящей способности кабеля, приведенные в IEC 60512 часть 3. Максимальный ток, который может протекать через модуль или струнный кабель, равен току короткого замыкания генератора минус ток короткого замыкания одной струны:

Формула

Кабель либо рассчитан на этот ток, либо для защиты кабеля от перегрузки используются струнные предохранители. Максимальный ток Imax должен быть меньше или равен токоведущей способности кабеля или защитного устройства Iz:

Imax <= Iz

Таблица 4.3 Пропускная способность стандартных PV кабелей в соответствии со спецификациями производителя

  Сечение Макс. ток Аккумуляция      
  мм 30 С 55 С 70 С 55 С 70 С
AEG 2.5 42 32 24 17 13
(макс. 90 С) 4 56 42 32 22 17
Radox 125 2.5 49 38 34 20 18
(макс. 125 С) 4 66 51 45 27 24
Titanex 11 2.5 33 24 17 13 9
(макс. 85 С) 4 45 33 23 17 12

При использовании концепции струны следует учитывать, что ток короткого замыкания генератора приблизительно равен номинальному току струны. Поскольку предохранители срабатывают только при многократных импульсных токах, защита кабеля с помощью струнных предохранителей невозможна. В соответствии с IEC 60364-7-712, струнный кабель должен выдерживать ток короткого замыкания, в 1,25 раза превышающий ток короткого замыкания генератора, и должен быть проложен таким образом, чтобы он был защищен от замыкания на землю и короткого замыкания.

При определении размеров кабеля необходимо соблюдать требования по прокладке согласно IEC 60512, часть 3. На пропускную способность кабеля по току влияет температура окружающей среды, наличие пучков с другими кабелями и способ прокладки (в кабельном канале, в деревянных перегородках, за штукатуркой и т.д.). Температура окружающей среды на крыше может составлять 70°С, поэтому эту температуру необходимо учитывать при определении размеров модулей или струнных кабелей для крышных установок.

Струнные предохранители используются в основном в фотоэлектрических системах с несколькими струнами, и должны применяться в системах с четырьмя и более струнами, где условия неисправности могут привести к значительным обратным токам модуля. Используются предохранители или миниатюрные автоматические выключатели (MCB). Сечение кабеля модуля или струны может быть рассчитано на ток срабатывания предохранителей струны. Здесь допустимая токопроводящая способность кабеля 1 должна быть такой же или большей, чем ток срабатывания струнного предохранителя:

Формула

Предохранитель должен срабатывать при удвоенном токе короткого замыкания струны при STC:

Формула

Во избежание ложных срабатываний номинальный ток предохранителя должен быть как минимум в 1,25 раза больше номинального тока струны:

Формула

Поскольку ошибка может произойти как на положительной, так и на отрицательной стороне напряжения, предохранители должны быть установлены вдоль всех незаземленных кабелей. Предохранитель или МСВ должен быть рассчитан на работу на постоянном токе.

Продолжение читайте во 2 части.

Дата публикации: 11.01.2022