光伏发电站防雷装置检测_中科检测

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光伏发电站防雷装置检测

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2021-12-11
来源：中科检测

　　随着环境问题的日益严重，我国越来越重视清洁能源的开发和利用，太阳能以其独特的优势而成为人们关注的焦点。据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要地位，不仅取代一些常规能源，还将成为世界能源供应的主体。

　　国家现在也在大力支持光伏发电站的建设，根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，中国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW(百万千瓦)，到2050年将达到600GW(百万千瓦)。

　　然而，由于本身特点和所处地理环境等原因，光伏电站极易遭受雷击，造成设备损坏和停电事故，甚至威胁人身安全，为了防止或减小雷击事故的发生，就必须有完善的雷电的防护装置和措施，而只有通过防雷装置检测才能判定雷电防护装置是否完好。光伏发电站防雷装置检测过程中的要点和应注意的问题。

　　1、光伏并网发电系统原理和结构

　　光伏并网发电原理：太阳能组件通过串并联组成光伏阵列，光伏阵列将太阳能转化成直流电能，通过直流配电柜汇流、逆变器逆变、变压器升压后，连接中压或高压电网，电力由电网统一分配。光伏电站一般由两部分构成，即光伏阵列区和升压站。

　　1.1光伏阵列区

　　主要包括：①光伏阵列或光伏方阵，是由多个光伏组件或光伏板在机械与电气上以一定方式组装而成并且具有固定的支撑结构而构成的直流发电单元；②光伏汇流箱，将若千个光伏组件输出线路有序连接、具有汇流功能的连接箱体，汇流箱内部还会安装熔断器、电涌保护器等保护器件；③箱式逆变器，箱内包含直流配电柜、逆变器柜、交流配电柜以及通讯机柜等；④箱式变压器，主要功能是将逆变器输出的交流电进行升压，以便将电能传输到升压站。

　　1.2升压站

　　一般包括：①主控室(继保室)；②变电装置(主变压器、无功补偿装置及室外刀闸门形构架等；③配电室(高压配电室、低压配电室、GIS室等)；④其他附属设施及生活设施等。

　　2、检测前期准备工作

　　2.1前期现场勘查、查阅图纸

　　利用早期现场勘测和查阅图纸，对光伏电站结构和主要设备初步了解，以确定检测内容和方式。

　　2.2制定作业指导书

　　依据前期勘察，结合光伏电站的防雷检测要求，制定详细的作业指导书。

　　2.3劳动保护和安全

　　应根据现场特点准备安全帽、防静电工作服、绝缘手套等劳保用品，以保障检测人员人身安全；进入现场前检测人员应了解现场安全管理的规定。

　　3、现场检测

　　光伏阵列区光伏电站检测主要检测内容包括光伏阵列区内直击雷防护装置检测、阵列区等电位连接检测、阵列区电涌保护器检测，升压站防雷装置检测。其中阵列区光伏阵列组件直击雷防护利用组件自身金属支架进行接闪和引下，所以检测中阵列组件直击雷防护接闪与引下装置检测能够和阵列区内等电位连接检测一同进行。

　　3.1光伏阵列区接地电阻测试

　　光伏电站光伏阵列区主要包括光伏阵列、逆变器柜、变压器柜等，阵列区内所有设备共用一个地网，该地网一般由人工接地体和自然接地体共同组成。参照一些行业标准和光伏电站相关标准，光伏阵列区接地电阻值不应大于4欧姆，在实际检测中还应参考电站设计图纸对地网接地电阻值的要求，若图纸要求更高，则应按照图纸要求进行检测。

　　为提高测量结果的准确性，测量阵列区地网接地电阻值应使用测试电流比较大的《大型地网接地电阻测试》仪进行测量，测量方法采用三极法。为了更准确地找到实际零电位区，可把电压极沿测量用电流极与被测接地装置之间连接线方向移动三次，每次移动的距离约为dGC的5%。如果测量结果相对误差不超过5%，则可以把中间位置作为测量用电压极的位置。

　　在实际测量中，由于光伏阵列区占地面积比较大，周边的地理环境也比较复杂，dGC取(4~5)D值会比较困难，此时如果接地装置周围的土壤电阻率较均匀，dGC可以取2D值，而dGP取D值；当接地装置周围的土壤电阻率不均匀时，dGC可以取3D值，dGP值取1.7D值。

　　3.2光伏阵列区等电位

　　为了避免雷电波入侵与人身电击事故，光伏阵列区内所有正常不带电设备金属外壳和构筑物金属部件均应直接或通过等电位端子与地网进行可靠连接。阵列区内设备和构筑物金属部件包括变压器、逆变器及附属设备金属外壳、汇流箱金属外壳、光伏组件金属支架、太阳能电池板金属边框等。

　　箱式变压器、箱式逆变器外壳应就近与地网可靠连接，变压器和逆变器内设备和外壳电气接；每排光伏组件的金属固定构建之间均应电气连接，金属固定件应与接地装置电气连接；汇流箱、铠装线缆屏蔽层、太阳能电池板金属边框均应与光伏构件电气连接。

　　以上各连接部件的材料和最小截面积应符合GB50057-2010表5.1.2条的要求；作为接闪器的光伏组件金属边框材料和最小尺寸英符合GB50057-2010表5.2.1的规定。

　　3.3光伏阵列区电涌保护器

　　为了防止雷电过电压或者其他故障过电压沿输电线路对各设备造成损坏，应在以下位置安装电涌保护器(SPD)进行防护：光伏汇流箱内安装直流电源SPD；箱式逆变器内逆变器直流输入端(即直流配电柜）安装直流电源SPD，逆变器交流输出端（即交流配电柜）安装交流SPD；箱式变压器内低压柜应安装交流电源SPD。

　　安装在汇流箱内的电源SPD应选用Ⅱ类试验的电涌保护器，SPD每一模标称放电电流In值应根据光伏电站规模确定，大于30MWP的大型电站ln值不应小于20kA，小于30MWP且大于1MWP的中型电站ln值不应小于15kA，小于1MWP的小型电站ln值不应小于10kA；SPD电压保护水平Up值应根据汇流箱额定直流电压Un确定，当Uns60V时，Up应不大于1.1kV，当60V

　　检测过程中除检查电源SPD参数是否符合要求外，还应检查以下内容：对SPD进行外观检查： SPD的表面应平整，光洁，无划伤，无裂痕和烧灼痕或变形，SPD的标志应完整和清晰； SPD安装工艺，连接导体的材质与导线截面，连接导线的色标，连接牢固程度等；检查安装在电路上的SPD限压元件前端是否有脱离器，如SPD无内置脱离器，则检查有没有过电流保护器。