2022戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣安全設(shè)計(jì)技術(shù)

戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣安全設(shè)計(jì)技術(shù)要求目次目次 I前言 II圍 1范引文件 1語定義 2全求 2統(tǒng)壓 2統(tǒng)地系 2直電的離 2擊護(hù) 2緣障護(hù) 3電保護(hù) 4擊過壓護(hù) 5速斷 6備器要求 6備求 6件求 6置安要求 9識(shí)文件 14識(shí)求 14伏裝識(shí) 14伏備標(biāo)識(shí) 14離置標(biāo)識(shí) 14附錄A資性錄）DVC值 15參考獻(xiàn) 16IPAGEPAGE11PAGEPAGE10戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣安全設(shè)計(jì)技術(shù)要求范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣安全設(shè)計(jì)技術(shù)要求。GB/T10963.2家用及類似場(chǎng)所用過電流保護(hù)斷路器第2部分：用于交流和直流的斷路器GB/T13539.6低壓熔斷器第6部分：太陽能光伏系統(tǒng)保護(hù)用熔斷體的補(bǔ)充要求GB/T13955剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行GB/T14048.1低壓開關(guān)和控制設(shè)備第1部分：總則GB/T14048.2低壓開關(guān)和控制設(shè)備第2部分：斷路器GB/T14048.3低壓開關(guān)和控制設(shè)備第3部分：開關(guān)、隔離器、隔離開關(guān)以及熔斷器組合電器GB/T16895（所有部分），低壓電氣裝置GB/T16895.35-54GB/T16895.21-20114-41GB/T18802.1（SPD）1法GB/T18802.1212GB/T21714（所有部分）雷電防護(hù)GB/T33342-2016戶用分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)接口技術(shù)規(guī)范GB/T34933光伏發(fā)電站匯流箱檢測(cè)技術(shù)規(guī)程GB/T34936光伏發(fā)電站匯流箱技術(shù)要求GB50054GB50057GB50169GB50217NB/T32004光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范NB/T42073-2016光伏發(fā)電系統(tǒng)用電纜NB/T42142光伏并網(wǎng)微型逆變器技術(shù)規(guī)范JB/T12762自恢復(fù)式過欠壓保護(hù)器IEC61215（所有部分）地面用光伏組件-設(shè)計(jì)鑒定和型式批準(zhǔn)（Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtypeapproval）IEC61730（所有部分）光伏組件安全鑒定（Photovoltaic(PV)modulesafetyqualification）IEC61730-2光伏組件安全鑒定—第2部分：試驗(yàn)要求（Photovoltaic(PV)modulesafetyqualification-Part2：Requirementsfortesting）IEC62852光伏系統(tǒng)中直流用連接器—安全要求和試驗(yàn)（ConnectorsforDC-applicationinphotovoltaicsystems–Safetyrequirementsandtests）UL790屋頂材料火災(zāi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（StandardforStandardTestMethodsforFireTestsofRoofCoverings）下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)residentialgrid-connectedPVsystem在居民固定建筑物、構(gòu)筑物及附屬場(chǎng)所建設(shè)，并以220V/380V接入用戶側(cè)電網(wǎng)或公共電網(wǎng)運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。3.2決定電壓分級(jí)decisivevoltageclassification，DVC在預(yù)期的最壞額定運(yùn)行條件下，光伏方陣的任意兩個(gè)帶電部件間或帶電部件與大地之間的持續(xù)最高電壓。1000VDC只有光伏方陣通過逆變器內(nèi)部或外部隔離變壓器與電網(wǎng)進(jìn)行基本隔離時(shí)，光伏方陣的正極或在沒有基本隔離的系統(tǒng)中，可通過逆變器內(nèi)部的固定連接經(jīng)由中性導(dǎo)體將光伏方陣的正極或負(fù)極導(dǎo)體接地。除滿足GB/T16895的具體要求外，交流和直流電路的隔離應(yīng)符合不同電壓等級(jí)的隔離要求，且應(yīng)清晰地標(biāo)識(shí)不同類型的電路。GB/T16895.21-2011條款412（GB/T16895.21-2011條款414GB/T16895.21-2011條款411絕緣故障的保護(hù)方式取決于光伏方陣對(duì)地的關(guān)系，光伏方陣分類如下：戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行前，應(yīng)對(duì)光伏方陣和地之間的絕緣電阻進(jìn)行探測(cè)。24Umaxpv/30mA（Umaxpv）故障部分的所有極從逆變器斷開；在所有絕緣故障情況下，絕緣電阻探測(cè)可繼續(xù)，如果光伏方陣的絕緣電阻恢復(fù)到高于Umaxpv/30mA，則故障指示可停止，并且系統(tǒng)可恢復(fù)正常工作。由非隔離型光伏方陣組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)具備殘余電流監(jiān)控保護(hù)功能。由功能接地光伏方陣組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)如果不具備接地故障中斷措施，則應(yīng)具備殘余電流監(jiān)控保護(hù)功能。殘余電流監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能檢測(cè)總的直流和交流殘余電流有效值，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的連續(xù)殘余電流超過以下限值時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)在0.3s內(nèi)斷開，且應(yīng)根據(jù)4.5.5要求指示故障：30kVA300mA；30kVA10mA/kVA。當(dāng)殘余電流超過限值時(shí)，非隔離型光伏方陣和功能接地光伏方陣應(yīng)指示故障并進(jìn)行如下故與交流電路連接。如果光伏方陣的絕緣電阻值高于Umaxpv/30mA，系統(tǒng)可嘗試重新連接。由功能接地光伏方陣組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)如果不具備殘余電流監(jiān)控保護(hù)功能，則功能接地光伏方陣應(yīng)具備接地故障中斷措施。當(dāng)直流側(cè)出現(xiàn)接地故障時(shí)，器件應(yīng)能自動(dòng)中斷功能接地導(dǎo)體中的故障電流，且應(yīng)同時(shí)滿足以下要求：1表1接地故障中斷裝置的額定電流標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下光伏方陣的額定功率kW額定電流InA＞0且≤251＞25且≤502＞50且≤1003＞100且≤2504＞2505額定電流“In”適用于熔斷器和斷路器，當(dāng)故障電流為130％In至140％In時(shí)應(yīng)斷開，135％In時(shí)，應(yīng)60200％In21In135%In602光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)具備本地或遠(yuǎn)程接地故障指示功能，需選用合適的故障指示方式。GB/TGB10963當(dāng)使用具有過流保護(hù)功能的斷路器時(shí)，其提供的斷開措施應(yīng)滿足5.3.1的要求。MPPT過電流保護(hù)裝置的標(biāo)稱額定電流In應(yīng)滿足式（1）和（2）的要求：1.5×ISC_MOD＜In＜2.4×ISC_MOD （1）且In≤IMOD_MAX_OCPR （2）式中：ISCMOD——在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，組件或光伏組串的短路電流，單位為安培（A）；IMOD_MAX_OCPR——IEC61730-2中規(guī)定的組件的最大過流保護(hù)值，通常組件制造商規(guī)定為“最大串（A）。當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的光伏子方陣連接到同一逆變器時(shí)，應(yīng)為光伏子方陣提供過電流保護(hù)，過電流保護(hù)裝置的標(biāo)稱額定電流值In應(yīng)滿足式（3）的要求：1.25×ISCS-ARRAY＜In≤2.4×ISCS-ARRAY （3）式中：C-RRYA。ISCS-ARRAY=ISCMOD×NSA （4）式中：NSA為光伏子方陣中并聯(lián)光伏組串的總數(shù)量。對(duì)于在故障條件下可能會(huì)有來自其他電源的電流注入光伏方陣時(shí)，應(yīng)提供光伏方陣過電流保護(hù)。光伏方陣過電流保護(hù)裝置額定電流In應(yīng)滿足式（5）的要求：1.25×ISCARRAY＜In≤2.4×ISCARRAY （5）式中：ISCARRAY——標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下光伏方陣的短路電流，ISCARRAY=ISCMOD×NA，單位為安培（A）。其中，NA為光伏方陣中并聯(lián)光伏組串總數(shù)量。過電流保護(hù)裝置應(yīng)安裝在易于更換處，具體應(yīng)滿足：處；對(duì)于包含功能接地的系統(tǒng)，組串和子方陣電纜的過流保護(hù)裝置應(yīng)安裝在所有未接地導(dǎo)體中。浮地系統(tǒng)可使用單極過電流保護(hù)裝置。應(yīng)根據(jù)GB/T21714.3和GB50057安裝防雷保護(hù)系統(tǒng)，或?qū)⒐夥l(fā)電系統(tǒng)適當(dāng)?shù)恼系揭寻惭b雷電防護(hù)系統(tǒng)（LPS）。對(duì)于組件帶金屬邊框的系統(tǒng)，組件邊框和支架可連接到建筑物原有接地系統(tǒng)，或者通過引下線和接地極連接。當(dāng)組件邊框作為接閃器時(shí)，則應(yīng)滿足GB50169中的要求。對(duì)于組件無邊框的系統(tǒng)，光伏支架可連接到建筑物原有接地系統(tǒng)，或通過引下線和接地極接地。接地干線應(yīng)在不同的兩點(diǎn)及以上與接地網(wǎng)連接或與原有建筑屋頂防雷接地網(wǎng)連接。網(wǎng)（帶邊框的組件、支架、電纜的金屬外皮、金屬保護(hù)管線、橋架、電氣設(shè)備外殼導(dǎo)電部分應(yīng)與接地干線（網(wǎng)）牢固連接，連接處應(yīng)做好防腐防銹處理。接地線不應(yīng)做其他用途，接地電阻應(yīng)不大于4Ω。安裝于同一光伏組串的正極和負(fù)極電纜、主方陣電纜應(yīng)采用集束安裝，以避免系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)路。所有相關(guān)的接地/連接導(dǎo)體也應(yīng)集束安裝。光伏方陣外的電纜應(yīng)增加PVC套管防護(hù)。應(yīng)通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和安裝通風(fēng)口將導(dǎo)管或線槽中積累的水或冷凝液排出。GB/T21714電導(dǎo)體間以及帶電導(dǎo)體和大地之間安裝浪涌保護(hù)器，并采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。(SPD)一般逆變器中會(huì)安裝SPD，但系統(tǒng)也可根據(jù)需要安裝分散的SPD，此時(shí)應(yīng)保證多個(gè)SPD的匹配性。SPD應(yīng)盡可能靠近被保護(hù)的設(shè)備。光伏發(fā)電系統(tǒng)電路宜具備快速關(guān)斷功能?？焖訇P(guān)斷功能是以距離光伏方陣305mm為邊界，在快速關(guān)斷裝置啟動(dòng)后30s內(nèi)，邊界范圍外電壓降低到30V以下，邊界范圍內(nèi)電壓降低到80V以下。組件應(yīng)滿足IEC61215、IEC61730的要求，并應(yīng)通過UL790的料塊燃燒和火燒蔓延測(cè)試，防火等級(jí)達(dá)到C級(jí)及以上。逆變器應(yīng)滿足NB/T32004的要求，微型逆變器應(yīng)滿足NB/T42142或其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。匯流箱應(yīng)滿足GB/T34933、GB/T34936的要求，進(jìn)出線口應(yīng)有防火泥封堵。并網(wǎng)箱應(yīng)滿足GB/T33342的要求，進(jìn)出線口應(yīng)有防火泥封堵。所有直流元器件應(yīng)符合下列要求：2IP斷路器a) 符合GB/T14048.2GB10963.2；4.6GB/T33342-20166.1熔斷器GB/T13539.6gPV（。IP2X。GB/T14048.1GB/T14048.3方陣隔離開關(guān)應(yīng)切斷所有導(dǎo)體(包括功能接地導(dǎo)體)。4.6如能確保同等安全水平，也可使用帶載切斷插頭。只有具有特殊結(jié)構(gòu)的插頭和插座才能安直流側(cè)的插頭、插座和連接器應(yīng)滿足如下要求：IEC62852DVC-A注：DVC限值參見附錄A。若使用防反二極管，應(yīng)滿足以下要求：2STC1.41.41.41.4當(dāng)雪或其他環(huán)境的反射可能造成組件產(chǎn)生較大短路電流時(shí)，計(jì)算防反二極管的額定電流的修正因子應(yīng)大于1.4。防反二極管的額定電流由氣候條件等確定。(SPD)直流側(cè)電涌保護(hù)器應(yīng)滿足GB/T18802.31或等同標(biāo)準(zhǔn)的要求。交流側(cè)電涌保護(hù)器應(yīng)根據(jù)GB/T18802.12GB/T18802.11.5m光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)在并網(wǎng)點(diǎn)安裝剩余電流保護(hù)裝置，并應(yīng)符合GB/T13955和GB50054的相關(guān)要求。若使用自恢復(fù)式過欠壓保護(hù)器，應(yīng)滿足JB/T12762的要求。電纜NB/T42073C光伏組串、光伏子方陣和光伏方陣的電纜規(guī)格應(yīng)根據(jù)以下要素確定：2；應(yīng)根據(jù)4.6確定過電流保護(hù)，且電纜應(yīng)能承受經(jīng)最近過電流保護(hù)裝置流入的最壞情況電流（來自遠(yuǎn)處方陣部分）和與之相鄰的并聯(lián)組串產(chǎn)生的最壞情況電流的疊加值。載流量電纜的載流量應(yīng)大于表2的電路最小電流，安裝地點(diǎn)和安裝方式造成的電纜的降額因數(shù)應(yīng)根據(jù)GB/T16895.6確定。電纜的選擇和敷設(shè)應(yīng)滿足GB50217的要求。在確定電纜額定值時(shí)應(yīng)考組件的實(shí)際短路電流值與標(biāo)稱值之間的差異。表2電路最小電流相關(guān)電路保護(hù)類型最小電流電纜橫截面積和/或其他電路額定值選擇的依據(jù)ab光伏組串無光伏組串過電流保護(hù)方陣只包含一組串時(shí)的最小電流值：1.25×ISC_MOD其他情況時(shí)的最小電流值：In+1.25×ISC_MOD×（SPO–1)其中：ISC_MOD——組件或光伏組串短路電流；In——最近的下游過電流保護(hù)裝置的額定電流；SPO——最近的過電流保護(hù)裝置下并聯(lián)光伏組串總數(shù)。最近的下游過電流保護(hù)裝置可以是子方陣保護(hù)，如果沒有，則可以是方陣過電流保SPOIn0。有光伏組串過電流保護(hù)光伏組串過電流保護(hù)裝置的額定電流In光伏子方陣無光伏子方陣過電流保護(hù)取下列兩者中的大值：In+1.25×所有其他子方陣短路電流之和，當(dāng)光伏方陣無過電流保護(hù)時(shí)，則In取0；1.25×ISCS-ARRAY（相關(guān)方陣。有光伏子方陣過電流保護(hù)光伏子方陣過電流保護(hù)裝置的額定電流In光伏方陣無光伏方陣過電流保護(hù)1.25×ISCARRAY有光伏方陣過電流保護(hù)光伏方陣過電流保護(hù)裝置的額定電流In40℃。2應(yīng)根據(jù)表3確定光伏方陣的隔離方式。逆變器的斷開裝置應(yīng)可接近并符合隔離開關(guān)的要求。安裝在逆變器內(nèi)部的隔離開關(guān)，此時(shí)逆變器的隔離措施只在隔離開關(guān)處于斷開位置時(shí)才可操作，逆變器的可維修部分才能斷開或拆卸；警告標(biāo)識(shí)或文字說明。1.5m安裝用作過電流保護(hù)的適當(dāng)額定值的斷路器也可提供帶載分?jǐn)喔綦x功能。其他符合5.2.2特性的斷開隔離裝置也可作為隔離措施。表3光伏方陣安裝所規(guī)定的隔離裝置光伏方陣電壓電路或子電路隔離方式規(guī)定DVC-A組串電纜隔離裝置推薦a子方陣電纜隔離裝置要求方陣電纜隔離開關(guān)要求DVC-B和C組串電纜隔離裝置a推薦a子方陣電纜隔離裝置a要求隔離開關(guān)推薦方陣電纜隔離開關(guān)要求a帶護(hù)套（觸摸安全）的插頭插座連接器、可移除的熔斷器或隔離器都可作為合適的隔離裝置。這些裝置分?jǐn)嘭?fù)載電流的能力應(yīng)滿足本表的要求。不能分?jǐn)嘭?fù)載電流的開關(guān)，應(yīng)不可接近且應(yīng)標(biāo)注“不能帶載分?jǐn)唷?。（?此也不需要光伏方陣帶載分?jǐn)嚅_關(guān)。這種情況下，子方陣開關(guān)都應(yīng)是帶載分?jǐn)嚅_關(guān)。當(dāng)采用多個(gè)隔離裝置隔離逆變器時(shí)，應(yīng)滿足以下條件之一：表3要求的隔離裝置應(yīng)安裝在所有未直接接地的帶電導(dǎo)體上。當(dāng)要求帶載分?jǐn)啵ǜ綦x開關(guān)），則裝置的所有極均具備此功能且所有極應(yīng)是聯(lián)動(dòng)。接地連接導(dǎo)體的尺寸應(yīng)滿足以下要求：BVR1×4mm2BVR1×2.5mm240mm×4mm12mm16mm2以上的銅導(dǎo)線或其他等效的導(dǎo)體；6mm21GB/T21714.3圖1光伏方陣裸露可導(dǎo)電部分的功能接地/連接判定流程圖光伏方陣裸露導(dǎo)電部分接地要求的示例見圖2。圖中的接地連接均為功能接地連接。出于雷電防護(hù)也可要求連接外露的金屬邊框。為了保護(hù)電氣設(shè)備免受雷電過電壓，光伏方陣和應(yīng)用電路之間須進(jìn)行等電位連接。等電位連接導(dǎo)體應(yīng)盡可能靠近帶電導(dǎo)體，以減少線路環(huán)路。過壓保護(hù)浪涌保護(hù)器的安裝位置應(yīng)根據(jù)制造商的要求確定。圖2光伏方陣裸露可導(dǎo)電部分的接地所有帶電導(dǎo)體與設(shè)備接地導(dǎo)體間應(yīng)保持較高阻抗。雷電防護(hù)電極的規(guī)格和材質(zhì)應(yīng)按照GB50057執(zhí)行。光伏方陣連接導(dǎo)體應(yīng)靠近光伏方陣或子方陣的正負(fù)極導(dǎo)體。光伏方陣的一個(gè)載流極接地時(shí)，即功能接地時(shí)，只能在一個(gè)點(diǎn)接地，此點(diǎn)應(yīng)與電氣安裝的主接地端子相連。對(duì)于包含子接地端子的電氣安裝，如果子接地端子已考慮了此用途，則光伏功能接地可與子接地端子連接。功能接地連接可建立在逆變器內(nèi)部。當(dāng)測(cè)量光伏方陣與地之間的絕緣電阻時(shí)允許切斷功能接地。功能接地點(diǎn)應(yīng)在光伏方陣和逆變器間，并靠近逆變器。注：隔離裝置切斷功能接地導(dǎo)體時(shí)，應(yīng)注意切斷接地連接的位置。當(dāng)功能接地（直接或通過電阻接地）是將主光伏方陣導(dǎo)體接地時(shí)，功能接地導(dǎo)體的最小載流量應(yīng)：）/R接地串聯(lián)的電阻值。接地導(dǎo)體的材料和類型、絕緣、鑒定、安裝和連接，應(yīng)滿足GB/T16895.3或其他相關(guān)布線標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。用于泄放電池片電荷的功能接地宜通過阻抗接地而非直接接地。電阻值宜采用制造商允許的最高值。光伏方陣布線應(yīng)滿足GB/T16895系列標(biāo)準(zhǔn)，以及本標(biāo)準(zhǔn)中電纜和安裝的要求。應(yīng)注意保護(hù)布線系統(tǒng)免受外部影