光伏发电系统汇流箱技术规范

第第1页，共11页光伏发电系统汇流箱技术规范目录TOC\o"1-5"\h\z前言2范围3规范性引用文件3术语和定义3汇流箱总体要求4外观要求4性能及安全指标4测试及认证要求7关键元器件要求8电气参数范围9使用环境参数9生产厂的要求10寿命及质保期要求10第第#页，共10页为推动新能源公司并网光伏电站的建设，满足新形势下对清洁可再生能源的需求，促进公司并网光伏电站建设的规范化，特制定本技术规范。本技术规范规定了如何按照汇流箱外观、性能及安全指标、测试及认证、电气参数范围、使用环境参数、生产厂要求寿命及质保期等要求选择汇流箱，以确保光伏电站汇流箱的质量，达到预期的经济收益。本技术规范由新能源公司太阳能事业部归口。并网光伏发电系统汇流箱技术规范1范围本技术规范规定了光伏汇流箱的外观、性能及安全指标、关键元器件、测试及认证、电气参数范围、使用环境参数、生产厂资质、产品寿命及质保期等要求。本技术规范适用于新能源公司所属分公司（含区域管理机构）、子公司自主开发和并购合作并网光伏项目的汇流箱选型工作。汇流柜可参考此技术规范，特殊情况下另行规定。规范性引用文件下列文件中的条款通过引用构成本技术规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB7251.1-2005低压成套开关设备和控制设备第1部分型式试验和部分型式试验成套设备GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）GB14048.1-2006低压开关设备和控制设备第1部分总则GB14048.3-2006低压开关设备和控制设备第3部分：开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器GB/T2423.1-2008电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法（IEC60068-2-1:1990，IDT）GB/T2423.2-2008电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法（IEC60068-2-2:1974，IDT）GB/T13539.1低压熔断器第1部分：基本要求GB/T16422.2塑料实验室光源暴露试验方法第2部分：氙弧灯GB/T20641-2006低压成套开关设备和控制设备空壳的一般要求GB/T3859.2半导体变流器应用导则GB/T5169.17-2008电工电子产品着火危险试验第17部分:试验火焰500W火焰试验方法GB/T18380.12-2008电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第12部分：单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验1kW预混合型火焰试验方法CNCA/CTS0001-2011光伏汇流箱技术规范（CGC/GF002:2010）IEC60269-6:2010低压熔断器第6部分：太阳光伏能量系统保护用熔断器UL94防火塑胶测试方法术语和定义下列术语和定义适用于本标准。外壳防护等级外壳防护等级（IP代码）是将产品依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。3.2电涌保护器（SPD）电涌保护器，又名浪涌保护器、防雷器、避雷器，用于限制瞬时过电压和泄放浪涌电流的电器，它至少包含一非线性元件。电气间隙不同电位的两个导电部件间最短的空间直线距离。爬电距离不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。注：两个绝缘材料之间的接合处亦被视为上述表面。汇流箱总体要求外观要求机箱油漆电镀应牢固、平整、无剥落、锈蚀及裂痕等现象。机箱面板应平整，文字和符号要求清楚、整齐、规范。标牌、标志、标记完整清晰、内容详实，如带电危险、接地点、安装方向、出口需要密封、正负极、线缆颜色区分等应符合相应标准要求；铭牌应至少包含制造厂、外壳防护等级、额定电压、额定电流、、最大支路输入电流、直流输入路数、产品型号、产品序列号、重量等信息。性能及安全指标汇流箱的壳体防护等级汇流箱壳体的防护等级要求满足室外型不低于IP65(温差、湿度较大地区应具有透气排湿装置)，室内型不低于IP30。使用钥匙或工具，即只有靠器械的帮助才能打开门、盖板或解除联锁。进出汇流箱的电缆，在安装时应保持箱体的IP等级不变，且需要安装防拉拽装置(如使用防水密封连接头)(2)壳体材料金属壳体材质应不低于Q235冷轧钢板，门盖厚度三2mm，机箱体厚度三1.2mm,,汇流箱金属壳体强度应满足CNCA/CTS0001-2011中6.10.5的相关要求,同时对内外表面进行处理(户外型塑粉+底粉)；非金属壳体应采用聚碳酸酯(PC)或已按GB/T16422.2进行了UV(紫外线试验)的具有更高耐老化性能的材料，同时壳体强度满足CNCA/CTS0001-2011中6.10.5的相关要求；(3)根据应用环境要求对箱体及内部材料的耐腐蚀度、阻燃等级做出合理要求，具体参照GB/T20641-2006、UL94等标准。汇流箱的介电性能绝缘电阻、绝缘强度、电气间隙和爬电距离满足CNCA/CTS0001-2011中5.7.1和5.7.2的要求。绝缘电阻：在电路与裸露导电部件之间，每条电路对地标称电压的绝缘电阻应不小于1000Q/V。绝缘强度：对于主电路电压施加值满足表1要求，对于不由主电路直接供电的辅助电路电压施加值满足表2要求：表1主电路的试验电压

额定绝缘电压Ui（线-线交流或直流）V介电试验电压交流有效值VUiW60100060<UiW3002000300<UiW6902500690<UiW8003000800<UiW100035001000<UiW1500a3500a仅指直流表2：不与主电路相连的辅助电路的试验电压额定绝缘电压Ui（线-线）V介电试验电压交流有效值VU.W12i25012<U.W60i50060<U.i2Ui+1000其值最小为1500电气间隙和爬电距离应不小于表3的规定值。表3：电气间隙和爬电距离额定直流电压UN（V）最小电气间隙（mm）最小爬电距离（mm）UW250N610250<UW690N816690<UW1000N1425如系统不允许长期单线接地工作，正负到地的电压应按系统电压的一半处理。汇流箱的温升要求满足表4：表4：温升要求部件和部位极限温升（K）内装元器件（功率半导体器件a等）由元器件自身的技术条件规定汇流电路中的导体连接处裸铜：45有锡镀、镍镀层：55有银镀层：70母线（非连接处）：铜铝3525可接近的外壳和覆板金属表面：30b绝缘表面：40b手动操作器件金属：15c绝缘材料：25c用于连接外部绝缘导线的端子70a功率半导体器件的温升极限可以是规定部位（例如外壳）的最高温升，也可以是等效结温，由制造厂决定；b除非另有规定，对可以接触，但在正常工作情况下不需要触及的外壳和覆板，允许其温升提高1OK；c仅在设备打开后才能接触到的操作手柄，由于不经常操作，允许其有较高温升。功率电缆及接线端子4.2.4.1箱内电缆的选型符合直流和绝缘等级要求；电压等级满足汇流箱额定电压要求；电缆截面积应取过流保护装置额定电流，电压跌落及预期故障电流三项要求中最大线径要求；电缆应用环境：温度-40°C〜120°C；耐压等级为1000v以上的阻燃电缆；如在盐雾环境下，芯线应使用镀锡铜或镀镍铜多股导线以减少腐蚀；电缆阻燃性满足GB/T18380.12-2008的要求。4.2.4.2箱内电缆的安装连接两个端子之间的电缆不应有中间接头，如绞接或焊接；一个端子上通常只能连接一根导线，只有在端子是为此用途而设计的情况下才允许将两根或多跟导线连接到一个端子上；应防止电缆与带有尖角的边缘接触。4.2.4.3接线端子端子应符合如下要求：符合直流使用和绝缘等级要求；符合汇流箱额定电压要求；符合二类保护等级要求；接线端子设计应能保证电缆可靠连接，应有防松动零件，对既导电又作紧固用的紧固件，应采用铜质零件。紧固用螺钉和螺母要保证安装力矩达到要求，保证电气连接可靠，并在满足要求的力矩位置紧固后做有标识，以方便维护检修。过流保护4.2.5.1光伏组串过流保护要求当（（SA-1）xISc_Mod）＞IMOd_max_°cpr时，必须为光伏组串提供支路过电流保护。注isa为并联到光伏方阵的光伏组串总数目注2ISC_MOD为光伏组件短路电流，在标准测试条件下（STC）光伏组件或光伏组串的短路电流，由制造商提供。注3IMOD_MAX_OCPR为光伏组件最大反向过电流保护值注4当使用直流断路器作为过电流保护装置时，其断开方式应保证隔离输入电源与负载。注5当采用熔断器作为过流保护装置时，熔断体必须满足IEC60269-6的要求（gPV型）。4.2.5.2光伏组串过流保护装置的选型光伏组串过电流保护装置的标称额定电流(In)应满足如下要求：当每一个光伏组串都装有过电流保护器件时，过电流保护器件的标称额定电流In应满足：1.25XIsc_MOD^In^2,4XISC_MOD且1n^MOD—MAX—OCPR。当Imodmaxocpr>4IscMOD时，允许多个光伏组串共用一个过流保护器件，其标称额定电流In应满足：1.25XSGXISCMODVInIn^IMOD_MAX_OCPR-((SG-1)XISC_MOD).注1：sg为并联到同一过流保护装置的光伏组串总数目注2：某些光伏组件在其工作前几周或前几个月，ISCMOD会大于标称值。在确定过电流保护器件额定值及电缆规格时，需考虑这点。4.2.5.3过电流保护装置的安装位置在功能接地的系统中，组串的过流保护装置应安装在非接地极上。其他要求汇流排建议选取TMY或TMR紫铜排，汇流铜排电流密度选取：W2A/mm2,使用钝化、镀镍或镀银等工艺处理的防腐、防氧化处理方式。汇流箱应能在高温、低温条件下正常工作。高温条件试验参照GB/T2423.2-2008中“试验B”进行，试验方法按GB/T2423.2-2008中“试验B”进行，低温条件试验参照GB/T2423.1-2008中“试验A”进行。智能汇流箱需至少监控支路电流、电压、防雷器失效状态检测、故障报警及故障支路定位等信息，测量精度应不低于1.0级，具备防浪涌能力，使用规定8/20us波形的电流(电流值参见CNCA/CTS0001-2011表4,试验等级不低于3级)对汇流箱进行冲击(线-线和线-地)后，监控系统不应损坏。具有通讯功能，使用标准规约或开放协议。监控模块的供电模式为自供电时,应选择输入宽范围的DC/DC转换模块,宽于该系统逆变器工作电压范围，以保证监控模块在阵列电压较低时能正常工作，同时监控模块与主电路之间应按主电路的耐压值进行选择(即满足表1)。监控模块使用外部电源供电时，应具备较宽的供电范围，不会因外部电源正常波动导致停止工作，在汇流箱中外部供电端口安装保护熔丝，供电端口应具备防浪涌能力。监控模块和电源应满足相关EMC要求。应附汇流箱型号命名说明。汇流箱额定参数，可包含产品系列的参数,应包含产品的使用环境条件，如高温、低温、湿度、海拔等,应包含产品的使用电气条件，如电压、电流、频率、谐波(如有通信需供电，应标明汇流箱供电方式)。危险处应有明显标志。开箱后应有绝缘防护板，且满足环境温度要求，防止人体直接接触带电部件。测试及认证要求4.3.1汇流箱应按照CNCA/CTS0001-2011通过相关的测试并获得金太阳产品认证(需提此次投标使用的认证型号的关键元器件清单)。4.3.2材料及元器件应通过GB/T5169.17-2008阻燃性试验，具体要求如下:零部件最低要求防火外壳5VB覆板、出线孔、自制设备的外壳、外购兀器V-2级件（如隔离开关、熔断器）外壳4.3.3在沿海或具有盐雾地区使用时应通过GB/T20641-2006中9.12的要求关键元器件要求直流侧开关设备应选用直流专用开关设备（铭牌上必须标明直流额定电压），额定直流工作电压大于等于光伏系统的额定电压。断路器应满足如下要求：——额定电压大于等于光伏汇流箱的额定电压（注：铭牌上需标明直流额定电压）——额定电流满足4.2.5过电流保护的要求（用作过电流保护的断路器需满足此条）——极限分断能力（直流）：210kA——无极性的（光伏方阵中的故障电流会造成电流反方向，此时断路器应能正常动作）——直流断路器若采用的多断点串联型式，各触头在结构设计上应保证同步接触与分断——满足相关临界电流测试的要求，且其操作性能试验满足下表：额定电流aA每小时的操作循环数b操作循环数无电流有电流C总计IW100n100<IW315n315<IW630n630<IW2500n2500<I1201206020101700040002000200010001000100010001000100080005000300030002000a指给定壳架等级的最大额定电流。b第二列给出了最低操作频率。如制造商同意，此值可以增加；在这种情况下，应在试验报告中注明该操作频率。c在每次操作循环中，断路器应保持足够的闭合时间以确保达到全电流值，但不超过2秒。直流隔离开关应满足如下要求：——符合GB14048.3-2006，使用类别至少为DC-21,且满足光伏系统使用要求——额定电压大于等于光伏汇流箱的额定电压（注：铭牌上需标明直流额定电压）——额定电流大于等于与之配套使用的过流保护装置的额定电流；——若采用的多断点串联型式，各触头在结构设计上应保证同步接触与分断——应具有独立的手动带负荷操作能力，并具有隔离的功能直流断路器及直流隔离开关的安装——开关器件在布线时，导线的截面积不应低于依据制造商或GB14048.1-2006中表9和表10的要求——开关器件安装时，出弧口前端应按制造商要求至少留有飞弧距离的空间，且此空间内不允许安装其它元件，或增设绝缘防护罩——应按制造商的要求加装相间隔板5.2熔断器（如有）5.2.1熔断体应满足如下要求：――光伏专用，gPV型——额定电压大于等于光伏汇流设备的额定工作电压——额定电流满足4.2.5过电流保护的要求——短路及过载电流保护类型满足IEC60269-6:2010中的太阳能光伏系统保护用熔断体的要求——额定分断能力（直流）：210kA熔断器支持件应满足如下要求：——满足GB13539.1相关要求――额定电压大于等于相匹配的熔丝的额定电压――额定电流大于等于相匹配的熔丝的额定电流――峰值耐受电流大于相匹配的熔丝的额定分断能力，且不低于10kA熔断器厂家或汇流箱厂家应在显著位置处标注“禁止带负载操作熔断器”。电涌保护器5.3.1电涌保护器（SPD）的选择和安装由于光伏系统I/V特性的特殊性，只有明确为光伏系统直流侧使用设计的电涌保护器可以被采用。符合相关标准规范的要求。地面光伏（PV）发电系统中应选用II级及以上分类实验的SPD，即T2SPD。SPD可安装在正极与等电位连接带、负极与等电位连接带、正极与负极之间。每一保护模式的标称放电电流值In不应小于12.5KA的要求。SPD的电压保护水平Up不应大于表的要求。表6地面光伏（PV）发电系统中电压保护水平Up的选择汇流箱额定直流电压U（V）n电压保护水平u（kV）UW60n1.160<UW250n1.5250<UW400n2.5400<UW690n3.0690<UW1000n4.0SPD的最大持续运行电压UCPV不应小于PV设备标准测试条件下的开路电压UOcstc的1.3倍。UCPV的的选择要考虑每种保护模式（+/-,+/地,-/地）。5.3.2电涌保护器的短路耐受电流lSCWPVsc（汇流设备的短路总电流），或在系统内配置保护器件，以确保电涌保护器失效后可以脱离开主电路。5.3.3SPD的设计结构应采用抗故障Y形结构。电气参数范围汇流箱的最大额定工作电压应不小于1000V,其标称的支路额定电流应大于光伏阵列中的并联Isc。每路过电流保护装置的标称额定电流应至少为Isc的1.25倍。使用环境参数汇流箱正常使用的环境条件应至少满足