DB11 T 1671-2019 户用并网光伏发电系统电气安全设计技术要求.pdf
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1、 ICS 27.160 F 12 DB11 北京市地方标准 DB11/T 16712019 户用并网光伏发电系统电气安全设计 技术要求 Technical requirements for electrical safety design of residential photovoltaic grid-connected power system 2019 - 12 - 25发布 2020 - 04 - 01实施 北京市市场监督管理局 发布 DB11/T 16712019 I 目 次 目 次 . I 前 言 . II 1. 范围 . 1 2. 规范性引用文件 . 1 3. 术语和定义 . 2
2、 4. 安全要求 . 2 4.1 系统电压 . 2 4.2 系统对地关系 . 2 4.3 交直流电路的隔离 . 2 4.4 电击防护 . 2 4.5 绝缘故障保护 . 3 4.6 过电流保护 . 4 4.7 雷击和过电压防护 . 5 4.8 快速关断 . 6 5. 设备及器件要求 . 6 5.1 设备要求 . 6 5.2 器件要求 . 6 5.3 位置及安装要求 . 9 6. 标识与文件 . 14 6.1 标识要求 . 14 6.2 光伏安装标识 . 14 6.3 光伏设备的标识 . 14 6.4 隔离装置的标识 . 14 附录A (资料性附录) DVC限值 . 15 参考文献 . 16 DB
3、11/T 16712019 II 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准由北京市发展和改革委员会提出并归口。 本标准由北京市发展和改革委员会组织实施。 本标准主要起草单位:北京鉴衡认证中心有限公司、河北因能科技股份有限公司、江苏天合智慧分 布式能源有限公司、国华能源投资有限公司。 本标准主要起草人:王芳、郁灿、纪振双、崔胜波、王勇、张伟、王军、李杰、王玉梅。 DB11/T 16712019 1 户用并网光伏发电系统电气安全设计技术要求 1. 范围 本标准规定了户用并网光伏发电系统的电气安全设计的系统电压、系统对地关系、交直流电路的隔 离、电击防护、绝缘故障保护、过电
4、流保护、雷击和过电压防护、快速关断、设备及器件要求和标识与 文件的技术要求。 本标准适用于户用并网光伏发电系统的电气安全设计技术要求。 2. 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 10963.2 家用及类似场所用过电流保护断路器 第2部分:用于交流和直流的断路器 GB/T 13539.6 低压熔断器 第6部分:太阳能光伏系统保护用熔断体的补充要求 GB/T 13955 剩余电流动作保护装置安装和运行 GB/T 14048.1 低压开关和控制设备 第
5、1部分:总则 GB/T 14048.2 低压开关和控制设备 第2部分:断路器 GB/T 14048.3 低压开关和控制设备 第3部分:开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器 GB/T 16895(所有部分),低压电气装置 GB/T 16895.3 低压电气装置 第5-54部分:电气装置的选择和安装 接地配置和保护导体 GB/T 16895.21-2011 低压电气装置 第4-41部分:安全防护 电击防护 GB/T 18802.1 低压电涌保护器(SPD)第1部分:低压配电系统的电涌保护器 性能要求和试验方 法 GB/T 18802.12 低压电涌保护器(SPD)第12部分:低压配电系统的电涌
6、保护器 选择和使用导则 GB/T 21714(所有部分) 雷电防护 GB/T 33342-2016 户用分布式光伏发电并网接口技术规范 GB/T 34933 光伏发电站汇流箱检测技术规程 GB/T 34936 光伏发电站汇流箱技术要求 GB 50054 低压配电设计规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50169 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范 GB 50217 电力工程电缆设计规范 NB/T 32004 光伏发电并网逆变器技术规范 NB/T 42073-2016 光伏发电系统用电缆 NB/T 42142 光伏并网微型逆变器技术规范 JB/T 12762 自恢复式过欠压保
7、护器 IEC 61215(所有部分) 地面用光伏组件-设计鉴定和型式批准(Terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval) IEC 61730(所有部分)光伏组件安全鉴定(Photovoltaic (PV) module safety qualification) IEC 61730-2 光伏组件安全鉴定第2部分:试验要求(Photovoltaic (PV) module safety qualification DB11/T 16712019 2 - Part2:Requiremen
8、ts for testing) IEC 62852 光伏系统中直流用连接器安全要求和试验(Connectors for DC-application in photovoltaic systems Safety requirements and tests) UL 790 屋顶材料火灾试验标准试验方法(Standard for Standard Test Methods for Fire Tests of Roof Coverings) 3. 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 户用并网光伏发电系统 residential grid-connected PV system 在居民
9、固定建筑物、构筑物及附属场所建设,并以220V/380V接入用户侧电网或公共电网运行的光 伏发电系统。 3.2 决定电压分级 decisive voltage classification,DVC 在预期的最坏额定运行条件下,光伏方阵的任意两个带电部件间或带电部件与大地之间的持续最高 电压。 4. 安全要求 4.1 系统电压 户用并网光伏发电系统的最大系统电压应不大于1000V DC。最大系统电压等于最低预期工作温度 修正后的光伏方阵开路电压。最低预期工作温度下的电压修正系数应根据组件制造商的产品说明书进行 计算。 4.2 系统对地关系 光伏方阵对地关系和接地位置应根据光伏发电系统所连接的组件
10、和逆变器的制造商要求确定,具体 要求如下: a) 只有光伏方阵通过逆变器内部或外部隔离变压器与电网进行基本隔离时,光伏方阵的正极或 负极导体才可进行功能接地。由变压器提供隔离时,应保证没有其他设备和逆变器连接到同一 线圈; b) 在没有基本隔离的系统中,可通过逆变器内部的固定连接经由中性导体将光伏方阵的正极或 负极导体接地。 4.3 交直流电路的隔离 除满足GB/T 16895的具体要求外,交流和直流电路的隔离应符合不同电压等级的隔离要求,且应 清晰地标识不同类型的电路。 4.4 电击防护 4.4.1 直流侧应至少提供下列防护措施之一: a) 带电部分与大地之间采用双重或加强绝缘,应满足GB/
11、T 16895.21-2011条款412的要求,且组 DB11/T 16712019 3 件、接线盒、连接器、电缆等直流侧设备(直至逆变器直流端口之前)应满足级或等效绝缘。; b) 采用安全特低电压电路,应满足GB/T 16895.21-2011条款414的要求。 4.4.2 交流侧应同时提供下列防护措施: a) 带电部分与大地之间应采用基本绝缘作为基本的防护; b) 采用保护等电位连接并且在故障的情况下自动切断电源作为故障情况下的防护,应满足GB/T 16895.21-2011条款411的要求。 4.5 绝缘故障保护 4.5.1 光伏方阵分类 绝缘故障的保护方式取决于光伏方阵对地的关系,光伏
12、方阵分类如下: a) 非隔离型光伏方阵:光伏方阵非功能接地,方阵与电网不隔离; b) 功能接地光伏方阵:光伏方阵功能接地,方阵与电网隔离; c) 非参考接地光伏方阵:光伏方阵非功能接地,方阵与电网隔离。 4.5.2 光伏方阵绝缘电阻探测 户用并网光伏发电系统在运行前,应对光伏方阵和地之间的绝缘电阻进行探测。 户用并网光伏发电系统在运行过程中应至少每24小时探测一次,探测过程中允许断开光伏方阵的 功能接地连接。 当探测到光伏方阵与地间的绝缘电阻小于 Umaxpv/30mA(Umaxpv指光伏方阵最大输出电压)时,非 参考接地光伏方阵应指示故障,非隔离型光伏方阵和功能接地光伏方阵应指示故障并进行如
13、下故障动 作: a) 非隔离型光伏方阵:关闭逆变器且将逆变器与交流电路或光伏方阵所有极断开,或将光伏方阵 故障部分的所有极从逆变器断开; b) 功能接地光伏方阵:关闭逆变器且将光伏方阵所有极从接地断开,或将光伏方阵故障部分的所 有极从接地断开。 在所有绝缘故障情况下,绝缘电阻探测可继续,如果光伏方阵的绝缘电阻恢复到高于 Umaxpv/30mA,则故障指示可停止,并且系统可恢复正常工作。 4.5.3 残余电流监控保护 4.5.3.1 由非隔离型光伏方阵组成的光伏发电系统应具备残余电流监控保护功能。由功能接地光伏 方阵组成的光伏发电系统如果不具备接地故障中断措施,则应具备残余电流监控保护功能。 4
14、.5.3.2 残余电流监控系统应能检测总的直流和交流残余电流有效值,当监测到的连续残余电流超 过以下限值时,系统应在0.3s内断开,且应根据4.5.5要求指示故障: a) 对于连续输出功率30kVA的逆变器,最大电流为300mA; b) 对于连续输出功率30kVA的逆变器,最大电流为10mA/kVA。 4.5.3.3 当残余电流超过限值时,非隔离型光伏方阵和功能接地光伏方阵应指示故障并进行如下故 障动作: a) 非隔离型光伏方阵:关闭逆变器并且将交流电路或光伏方阵所有极从逆变器断开,或将光伏方 阵的故障部分的所有极从逆变器断开; b) 功能接地光伏方阵:将光伏方阵故障部分的所有极从逆变器断开;
15、或断开功能接地连接,允许 与交流电路连接。 DB11/T 16712019 4 如果光伏方阵的绝缘电阻值高于Umaxpv/30mA,系统可尝试重新连接。 4.5.4 功能接地光伏方阵接地故障中断措施 由功能接地光伏方阵组成的光伏发电系统如果不具备残余电流监控保护功能,则功能接地光伏方阵 应具备接地故障中断措施。 如果光伏方阵通过高阻抗进行功能性接地,使得由单一故障导致的通过方阵功能接地路径的最大电 流小于表1的限值,则不需要接地故障中断措施。 当直流侧出现接地故障时,器件应能自动中断功能接地导体中的故障电流,且应同时满足以下要求: a) 额定电压应能满足光伏方阵最大开路电压; b) 分断能力不
16、低于光伏方阵最大短路电流; c) 额定电流不超过表1限值。 表1 接地故障中断装置的额定电流 标准测试条件下光伏方阵的额定功率 kW 额定电流In A 0且25 1 25且50 2 50且100 3 100且250 4 250 5 额定电流“In”适用于熔断器和断路器,当故障电流为130In至140In时应断开,135In时,应 60分钟内断开;200In时,应2分钟内断开。如果通过电流传感器和自动断开装置实现接地故障中断功 能,则设置值可与表1中的In值不同,故障电流在135% In时系统应在60分钟内断开,200%In时系统应在2 分钟内断开。 4.5.5 接地故障指示 光伏发电系统应具备
17、本地或远程接地故障指示功能,需选用合适的故障指示方式。 接地故障恢复后,如果系统具备故障记录功能,则故障指示可自动复位,如果系统不具备故障记录 功能,则故障指示应一直保持。 4.6 过电流保护 4.6.1 一般要求 过电流保护装置中的熔断器应符合GB/T 13539.6,其他设备应符合GB 10963的要求。过电流保护 装置应不超过电缆的电流承载能力、组件最大反向电流和其他设备的最大电流。 当使用具有过流保护功能的断路器时,其提供的断开措施应满足5.3.1的要求。 4.6.2 光伏组串过电流保护 当两个或两个以上的光伏组串连接到同一路 MPPT 时,每一光伏组串都应装有过电流保护装置, 过电流
18、保护装置的标称额定电流In应满足式(1)和(2)的要求: 1.5ISC_MODIn2.4ISC_MOD (1) 且InIMOD_MAX_OCPR (2) 式中: DB11/T 16712019 5 ISC MOD在标准测试条件下,组件或光伏组串的短路电流,单位为安培(A); IMOD_MAX_OCPRIEC 61730-2中规定的组件的最大过流保护值,通常组件制造商规定为“最大串 联熔断器值”,单位为安培(A)。 4.6.3 光伏子方阵过电流保护 当两个或两个以上的光伏子方阵连接到同一逆变器时,应为光伏子方阵提供过电流保护,过电流 保护装置的标称额定电流值In应满足式(3)的要求: 1.25I
19、SC S-ARRAYIn2.4ISC S-ARRAY (3) 式中: ISC S-ARRAY标准测试条件下光伏子方阵的短路电流,单位为安培(A)。 ISC S-ARRAY = ISC MODNSA (4) 式中: NSA为光伏子方阵中并联光伏组串的总数量。 4.6.4 光伏方阵过电流保护 对于在故障条件下可能会有来自其他电源的电流注入光伏方阵时,应提供光伏方阵过电流保护。 光伏方阵过电流保护装置额定电流In应满足式(5)的要求: 1.25ISC ARRAYIn2.4ISC ARRAY (5) 式中: ISC ARRAY标准测试条件下光伏方阵的短路电流,ISC ARRAY = ISC MODNA
20、 ,单位为安培(A)。其中, NA为光伏方阵中并联光伏组串总数量。 4.6.5 过电流保护装置位置 过电流保护装置应安装在易于更换处,具体应满足: a) 组串过电流保护装置,应安装在组串电缆与子方阵或方阵电缆连接处,或安装在组串汇流装置 处; b) 子方阵过电流保护装置,应安装在子方阵电缆与方阵电缆连接处,或安装在子方阵汇流装置处; c) 方阵过电流保护装置,应安装在方阵电缆与逆变器的连接处。 对于包含功能接地的系统,组串和子方阵电缆的过流保护装置应安装在所有未接地导体中。 对于只有两个带电导体没有功能接地的系统,如果在组串电缆和子方阵电缆间有物理隔离措施,或 者没有子方阵且没有子方阵电缆时,
21、系统的过电流保护装置仅需要放置在组串电缆或子方阵电缆的一个 未接地的带电导体上,该导体应和其他需要保护的所有电缆极性相同。 浮地系统可使用单极过电流保护装置。 4.7 雷击和过电压防护 4.7.1 一般规定 应根据GB/T 21714.3和GB 50057安装防雷保护系统,或将光伏发电系统适当的整合到已安装雷电 防护系统(LPS)。 对于组件带金属边框的系统,组件边框和支架可连接到建筑物原有接地系统,或者通过引下线和 接地极连接。当组件边框作为接闪器时,则应满足GB 50169中的要求。 对于组件无边框的系统,光伏支架可连接到建筑物原有接地系统,或通过引下线和接地极接地。 DB11/T 167
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