廈門大恒科技——大型并網光伏發電站防雷解決方案

    并網光伏發電系統是與電網相連并向電網輸送電力的光伏發電系統，它是將光伏系統所發電能直接輸送至電網，由電網統一調配并向用戶供電。并網光伏發電系統可分為帶蓄電池組的和不帶蓄電池組的并網發電系統。

    帶有蓄電池組的并網發電系統具有可調度性，可以根據需要并入或退出電網，還具有備用電源的功能，當電網因故停電時可緊急供電。帶有蓄電池組的光伏并網發電系統常常安裝在居民建筑。

    不帶蓄電池組的并網發電系統，它省掉了蓄電池儲能和釋放的過程，減少了其中的能量消耗，節約了占地空間，還降低了配置成本，它通常應用在集中式并網光伏電站和大型并網光伏電站上。

    雷電對大型并網光伏發電系統的影響：

    雷電對大型并網光伏發電系統的危害主要分為三種類型：即直擊雷、感應雷和地電位反擊。

    直擊雷：是雷云與地面設備或線路之間的強烈放電，雷電流通過被擊物體時，將產生有破壞作用的熱效應和力效應，相伴的還有電磁效應和對附近物體的閃絡放電。而太能能電池板大多是安裝在室外屋頂或空曠的地方，所以雷電很可能直接擊中太陽能光伏發電陳列的電池板或支架以及輸電線路，造成設備的損壞甚至發生熔化和燃燒現象。

    感應雷：雷電放電時會在附近的導體上產生靜電效應和電磁感應，它能使金屬部件之間產生火花嚴重時可引起火災，從而會損害在太陽能電池板與控制器或者是逆變器、控制器、電源分配單元、交流負載等電氣設備。

    地電位反擊：在有外部防雷保護的太陽能供電系統中，由于外部防雷裝置將雷電引入大地，從而導致地網上產生高電壓、高電壓通過設備的接地線進入設備，從而損壞控制器、逆變器或者是交、直流負載等設備。

    大型集中式并網光伏發電系統的防雷設計依據：

    大型集中式并網光伏發電系統的防雷與一般建筑電氣的防雷即有區別又有相關性，因此要根據大型集中式并網光伏發電站的特點來合理設計可靠的防雷方案。

    設計依據：根據國標GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》和GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷設計規范》的標準進行防雷設計

  大型集中式并網光伏發電系統的防雷措施：

    1、直擊雷的防護

    對于大型集中式并網光伏發電系統來說，由于其光伏設備大量集中的暴露在戶外并占用大量戶外空間，因此在雷暴發生時極易受到雷電的威脅。為了保證裸露在室外的太陽能電池板不被直接雷擊損壞，根據國標GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》和GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷設計規范》的要求，應對其進行直擊雷防護裝置的設置，具體措施如下：

    A、接閃器：通常是由攔截閃擊的接閃桿（俗稱避雷針）、接閃帶、接閃線、接閃網以及金屬屋面、金屬構件等組成。

    B、引下線：用于將雷電流從接閃器傳導至接地裝置的導體。

    C、接地地網：接地體和接地線的總合，用于傳導雷電流并將其流散入大地。

    在安裝和設置避雷針時，應充分考慮避雷針保護范圍是否可以覆蓋所有光伏設備，其計算方法應根據滾球法來計算避雷針的保護范圍和高度，同時對于良好的接地可使接地電阻減小，這才能把雷電流導入大地，減小地電位，各接地裝置都要通過接地排相互連接以實現共地防止地電位反擊。

     避雷針：可選用大恒TP450型避雷針或TP450C、TP450F、TP01、TP02、TP03型等系列避雷針。

   2、感應雷的防護

    由于雷電放電和上游電源系統的開關操作引起感性或容性的耦合電壓及雷電引起的電涌可能會損壞光伏模塊和逆變器，而大型集中式并網光伏設備中的電子元件通常較為敏感，設備的維護和修理成本較高，因此有效的電涌保護是必不可少的。依據GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》和GB50343-2004《建筑物電子信息系統防雷設計規范》，通過在帶電電纜上安裝浪涌保護器，來減少電涌和雷電過電壓對設備造成損壞。具體可采取以下防護措施：

    A、電涌保護

    直流側（匯流箱/直流屏）：在逆變器的每路直流輸入端裝設浪涌保護裝置

    大型分布式光伏發電系統可選：大恒VC20D/1000/3P浪涌保護器、大恒T08/60G/1000/2P SCB(SPD專用后備保護器)

    小型分布式光伏發電系統可選：大恒VD10D/32/2P 24VDC浪涌保護器、VD10D/85/2P 48VDC浪涌保護器

    交流側（交流屏）：在接入控制柜中安裝浪涌保護器，以防護沿連接電纜侵入的雷電波。

    單相可選：大恒VB40/385/1PN(單相)浪涌保護器、大恒T08/80/2P(單相)SCB-SPD專用后備保護器

    三相可選：大恒VB40/385/3PN(三相)浪涌保護器、大恒T08/80/4P(三相)SCB-SPD專用后備保護器

    為防止電涌保護器脫扣而使防雷失效可選用：大恒T27自動重合閘、大恒T27-MA智能自動重合閘設備

    SCB保護器（SPD專用后備保護器）：為防止浪涌保護器失效時引起電路短路，必須在浪涌保護器前端串聯一個SCB(SPD專用后備保護器)?？梢蕴娲F在常在浪涌保護器前端串聯的斷路器或熔斷器（過電流保護裝置的額定電流不能大于浪涌保護器產品說明書推薦的過電流保護器的最大額定值）。SCB保護器優點：它解決了防雷器因劣化和電網故障引起的火災。解決了因雷電引起的后備保護裝置誤動作造成的防雷器失效問題。確保SPD不起火、使設備防雷持續有效、解決目前廣泛使用斷路器或熔斷器做外置脫離器存在的保護盲區問題，是光伏供電系統SPD理想的防火配套器件。

    B、防地電位反擊：采用等電位連接，防止互相之間發生閃絡或擊穿。具體來說就是，在太陽能電池組件和金屬支架及設備的外殼直接接到等電位系統上，直流和交流電纜通過安裝電涌保護器間接接到等電位系統上。

    C、電磁屏蔽：在建筑物、線路和設備對外界的電磁屏蔽隔離，防止電磁脈沖和感應高電壓。屏蔽可以采用密封的導電殼層、同軸外套或內通電纜的電纜管，或者在電纜溝中電纜上面敷設高裸露保護線等方式，屏蔽裝置的外殼應連接到設備地線上。