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在不影响电性能的影响下,光伏系统如何巧用铝

发布时间:2019-07-30   作者:admin   点击:

在如今的物价飞快上涨、光伏平价上网的时代,对光伏系统成本有效控制是其关键之处。近十年来,组件和逆变器的价格下降了90%,给光伏系统的整体成本下降带来了很大的贡献,但电缆的成本却一直未降。无论是大型项目还是中小型项目,电缆成本在系统总提成本中的占比都高达10%,甚至比逆变器还要高。其实只要设计和安装得当,在保证系统正常运转和安全的前提下,部分交流电缆采用铝合金电缆,可以降低一部分成本。

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光伏电站的电缆分为直流电缆与交流电缆,其中组件与组件之间的直流电缆和组件到逆变器之间的直流电缆,一般要求要用光伏专用直流电缆,而从逆变器出来到交流配电柜之间的电缆,配电柜到变压器之间的电缆,则没有要求用什么电缆。

■什么是铝合金电缆:铝合金电缆是以AA8030 系列铝合金材料为导体的新型材料电力电缆。铝合金的电阻率介于铝与铜之间,高于铜,略低于铝,在相同载流量前提下,同等长度的铝合金导体的重量仅为铜的一半。

上图表是铝电缆和铜电缆在相同截面积导体中的载流量的相对比,可以看出,当铝合金导体的截面积是铜1.5倍时,铝合金电缆和铜电缆电一样,实现了相同的载流量、电阻和线损。

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■使用寿命方面:两种金属在接触到氧气发生氧化后,会形成不同的金属氧化物资。金属铝氧化后其氧化物能够在其表面形成一种有一定硬度的保护膜。金属铜氧化后其氧化物会形成一种铜绿,是一种有毒物质。

经济方面,这是最重要的方面,下面是额定电压为0.6/1kV的铝合金电缆与铜电缆价格想对比,导线面积的单位是平方毫米,价格是元/每米:

从上图表可以看出,相同导体截面积的铝合金电缆的价格仅是铜电缆价格的四分之一或者一半,采用铝合金电缆成本优势比较大。这里我们可以用数据来进行对比,假如有400KW的农村扶贫电站,从交流电的配电柜到升压变压器的距离为1500米,400kW电站输出最大电流为580A,如果采用铜电缆,每一相需用两根150平方,3相要用6根,总长度是9000米,价格是86.4万;如果用铝合金用两根240平方,总长度也是9000米,价格是45万,可节省41.4万元,并且240平方的铝线比150平方的铜线损耗更低。

还有一种稀土铝合金电缆,采用高延伸率铝合金材料,在纯铝中通过加入硼等稀土微量元素材料,并经辊压技术及特殊的退火工艺处理,电缆具有较好的柔韧性。并且当其接触到氧气时,就会产生氧化形成一种薄而硬的氧化层,其氧化层可以耐受住各种腐蚀。即使是在电缆长期过载工作或者超过其最高工作温度时,也可以保证其电缆连接传输的稳定性,只不过此成本相比普通的铝合金电缆高百分之10左右。

■铝电缆的应用范围:长距离的架空线,空间比较大的地下电缆沟,有可靠固定桥架的地方,可考虑使用铝电缆。

■铝电缆的使用注意事项:

铜的熔点为1080℃,而铝和铝合金的熔点为660℃,所以铜导体是耐火电缆更好的选择。虽然有铝合金电缆生产厂商表示可以自己可以制造出耐火型的铝合金电缆,并且也通过了国家相关标准的检测,但是铝合金电缆与铝电缆此方面没有差别,如果处于火灾中心,即温度高于铝合金和铝电缆熔点时,不论电缆采取何种隔热措施,电缆会在很短的时间内融化,丧失导电功能,因此铝合金不宜用做耐火电缆导体,也不宜在人口密集的城市配电网、楼宇、厂矿中使用。

相对于铝芯电缆,铜芯柔性好,允许的弯度半径小,反复折弯不易断裂,所以拐弯较多,穿管较多或线路复杂的场合,不宜使用铝电缆。

由于电气开关接设备的端子都是采用铜的,铜铝直接相接,通电后就会产生原电池的化学反应:活泼性更高的铝就会加速氧化,导致接头处电阻变高,载流量变低,所以在铜铝相接时需要采取一些措施,比如使用铜铝过渡接线端子或者铜铝过渡接线排,消除电化学反应。

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