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光伏电站价值提升策略之直流电缆研究及经济性选型

2014-8-8 10:56| 发布者: echo| 查看: 9494| 评论: 0|原作者: 马金鹏、余进 |来自: 世纪新能源网

摘要: 通过前几期光伏电站价值提升策略的分析,先后对逆变器选型、融资设计、运维部署、自清洁组件应用等进行了系统分析,同样电缆的选型和设计也是需要我们予以关注和重视的一个环节。目前业界对于光伏直流端电缆还是主要 ...
       稀土铝合金导体
       铝合金导体大概是上世纪六十年代末诞生,它是作为改良铝导体的缺陷而研发的,我国铝合金导体研发起于2004年,成熟于2010年,目前这种新型导体的优越性和经济性越来越被重视了,最新的国家电缆标准及导体标准(GB/T12706-2008\GB/T3956-2008)均已涵盖铝合金导体。稀土铝合金导体的优越性能如下:
       1、 电性能。稀土铝合金的导体的电导率在61.4%左右,达到优质铝导体的电导率。其耐热、散热性能超过铝,因此是优良的导体。
       2、 抗蠕变性能 铝合金导体的抗蠕变性能大大超过铝导体,是铝的300%,是铜的150%,蠕变的危害在电缆接头故障中经常体现,另外,对于安装制造过程中吸收更多应力的铝导体,蠕变会使长期使用的电缆导体产生晶裂,危害电缆运行。
       3、 高延伸率与低反弹力 铝合金导体的高延伸率(20-35%)和低反弹性能(比铜导体低40%以上),使电缆在制造安装等环节受外力的损害大大降低,据统计资料,约有15%的电缆故障是由安装因素直接造成。
       4、 防腐性能 稀土铝合金导体的防腐性能大大优于铝,其化学惰性可媲美铜导体。在含硫介质中其防腐性能优于铜导体。 铝合金导体的表面组成很复杂,合金的多种专有金属元素配比,主要是为达到合金体相间均衡,这种均衡的相间作用力,进一步阻挡金属被氧化。稀土元素的强还原性,使得相间作用力被打破时,稀土元素“牺牲”自己,形成另一种中间合金。稀土铝合金导体的主要组成:铝铁中间合金、富铈稀土中间合金和钪铝中间合金及其他。
       5、 连接性能 铝合金的连接是导体开发的一个重要内容,特制的端子,严格的规范,使得电缆接头的一些通常缺陷被杜绝,保证电缆使用安全。
       6、 经济性 一公斤铝合金导体相当于两公斤铜导体的传输能量,而铝合金导体的价格不到铜的一半,更多的成本是精加工成本,因此,综合起来铝合金导体的价格仅相当于同样电力载荷的铜导体1/3,具有极大的经济性。
       当然,铝合金导体也有缺陷,综合起来有这么几点:
       1、 铝合金导体要比铜导体外径粗,这样对空间制约的场所,铝合金电缆不太适用。
       2、 很多设备连接用电缆,因为接口问题,铝合金导体不太适用。
       3、 高频电缆铝合金性能比铜导体差
       4、 截面小于10mm2的用电缆,铝合金导体由于抗拉强度比铜低而性能不如铜导体
       5、 消防耐火电缆不适合铝合金导体
       从铝合金导体的优越性和缺陷性分析,光伏电站直流干线的导体选型非常适合铝合金导体。
       直流干线电缆经济选型
       从上文的论述我们知道,采用稀土铝合金导体,电缆的绝缘和护套等材料进行优化设计,电缆的整体经济性比较好,全寿命期的故障概率相比会更低。以下是几种上述要求选型的电缆方案
       1、 EHLF、EHLVF22(DC0.9/1.5KV)电缆采用乙丙橡皮绝缘混合弹性体护套直流干线电缆。此型电缆型号比较适合超热带地区。电缆价格较贵,相当于等同载荷铜电缆的90%以上。乙丙橡皮的性能非常优越,目前铁路机车牵引用直流电缆的最佳绝缘材料方案,乙丙橡皮绝缘电缆还可以用于核电站核岛外围的K3类电缆使用,产品使用寿命大于30年。电缆的弯曲半径很小,材料的耐候性性能优越。
       2、 YJHLF82、FS-YJHLF22(DC0.9/1.5KV)电缆绝缘加厚处理,采用优质交联聚乙烯料,护套为防寒耐温弹性体。铠装层为铝镁合金的连锁铠装型电缆适用于西部荒漠、山坡地等;FS代表防水型,适合光伏农业大棚、沿海滩涂及其他电缆容易浸水的等电站选用。连锁铠装具有优良的抗拉抗压强度,且施工简单,特别适合不利挖掘电缆沟或简单地埋处理的场合,铠装层的非磁性材料,电缆不会产生涡流,散热好,因此载流量相比钢带铠装有提升。连锁铠装电缆,实际上是电缆外层加装一层金属波纹管铠装,铠装外层挤注PVC护套,这样可以露天敷设,产品性价比非常高,等同载荷此型电缆的采购价格相当于铜电缆的75%-80%,其施工成本节省非常可观。FS型价格相当于铜电缆的65%左右。
       3、 FZ-YJHLF、FZYJHLF22(DC0.9/1.5KV)电缆绝缘经电子辐照而成,因此具有非常优良的性能,特别适合分布式电站的直流干线使用,价格上相当于等同载荷电缆的70%左右。
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