| 标准编号 | GB/T 16895.32-2021 (GB/T16895.32-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Low voltage electrical installations - Part 7-712: Requirements for special installations or locations - Solar photovoltaic (PV) power supply systems | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F12;P63 | | 字数估计 | 58,595 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 16895.32-2021
Low voltage electrical installations - Part 7-712: Requirements for special installations or locations - Solar photovoltaic (PV) power supply systems
ICS 27.160;29.020;91.140.50
F12;P63
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 16895.32-2008
低压电气装置 第7-712部分:
特殊装置或场所的要求
太阳能光伏(PV)电源系统
(IEC 60364-7-712:2017,IDT)
2021-04-30发布
2021-11-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅴ
引言 Ⅶ
712 太阳能光伏(PV)电源装置 1
712.1 范围 1
712.2 规范性引用文件 1
712.3 术语和定义 3
712.31 目的、电源和结构 7
712.4 安全防护 14
712.41 针对电击的防护 14
712.410 简介 14
712.412 防护措施:双重或加强绝缘 14
712.414 防护措施:采用SELV和PELV特低电压 14
712.42 针对热效应的防护 15
712.421 针对电气设备引发火灾的防护 15
712.43 针对过电流的防护 16
712.432 保护电器的特性 16
712.433 针对过载的防护 16
712.434 针对短路电流的防护 20
712.44 针对电压干扰和电磁干扰的防护 20
712.443 针对大气或操作瞬态过电压的防护 20
712.444 预防电磁影响的措施 21
712.5 电气设备的选择和安装 21
712.51 一般规则 21
712.511 遵守标准 21
712.512 工作条件和外界影响 21
712.513 易维护性 22
712.514 鉴别 22
712.515 相互不利影响的预防 24
712.52 布线系统 25
712.521 布线系统类型 25
712.522 涉及外部影响的布线系统选择和安装 27
712.523 载流量 27
712.524 导体的截面积 28
712.525 用户装置中的电压降 29
712.526 电气连接 29
712.527 为减少火灾蔓延的布线系统选择和安装 30
712.528 布线系统与其他服务设施的距离 30
712.529 涉及可维护性(包括清洁)的布线系统选择和安装 30
712.530 隔离、开关和控制 30
712.531 自动切断电源的预防间接接触(故障保护)电器 30
712.532 防止热效应的电器 33
712.533 防止过电流的保护电器 33
712.534 防止瞬态过电压的保护电器 34
712.536 隔离与开关 36
712.54 接地配置和保护导体 37
712.542 接地配置 37
712.55 其他设备 37
712.6 检查与测试 38
附录A(资料性附录) PV装置信息 39
附录B(规范性附录) UOCMAX和ISCMAX的计算 42
附录C(资料性附录) 标识举例 43
附录D(资料性附录) 隔离二极管 44
附录E(资料性附录) PV方阵中的电弧故障探测和中断 47
参考文献 48
图712.1 PV装置的一般功能配置 7
图712.2 PV方阵图---单组串示例 8
图712.3 PV方阵图---多组串并联示例 9
图712.4 PV方阵图---组成方阵的若干子方阵为多组串并联情况 10
图712.5 使用具有多路 MPPT直流输入PCE的PV方阵 11
图712.6 使用具有多路直流输入PCE的PV方阵(各路输入在PCE内部共用直流母线上并联)
图712.7 将组串分组、每组由一个过载保护电器保护的PV方阵示例 18
图712.8 指示建筑物上存在PV装置的标识示例 23
图712.9 具有加强防护的电缆示例 25
图712.10 最小环路面积的PV组串布线 27
图 A.712.1 单组串PV方阵 39
图 A.712.2 多组串并联的PV方阵 40
图 A.712.3 未接地的PV方阵通过内含变压器的PCE连接至交流侧 41
图 A.712.4 未接地的PV方阵通过不含变压器的PCE连接至交流侧 41
图 A.712.5 接地的PV方阵通过内含变压器的PCE连接至交流侧 41
图 A.712.6 接地的PV方阵通过不含变压器的PCE和一个单独变压器连接至交流侧 41
图C.712.1 PV方阵汇流箱上所需符号示例(712.514.102) 43
图C.712.2 在建筑物上标识PV配电板符号的示例 43
图D.712.1 PV组串中短路时隔离二极管的作用 44
图D.712.2 直流负极侧接地的PV装置中发生绝缘故障时隔离二极管的作用 45
图D.712.3 直流正极侧接地的PV装置中发生故障时隔离二极管的作用 45
图E.712.1 PV方阵中的电弧类型示例 47
表712.1 临界长度Lcrit的计算 20
表712.2 电路的最小电流额定值 28
表712.3 基于PCE隔离和PV方阵功能性接地对不同系统类型的要求 30
表712.4 对地绝缘故障检测的最小绝缘电阻阈值 31
表712.5 剩余电流突变的响应时间限制 32
表712.6 功能性接地导体中的自动分断电器的额定电流 33
表712.7 无相关信息时的耐冲击电压Uw 34
表712.8 PV方阵装置中需要的分断电器 36
表 A.712.1 PV直流配置 40
低压电气装置 第7-712部分:
特殊装置或场所的要求
太阳能光伏(PV)电源系统
712 太阳能光伏(PV)电源装置
注:“PV”是英文单词“Photovoltaic”的缩写,意为“光伏”。本部分中“光伏装置”简写为“PV装置”。
712.1 范围
GB/T 16895的本部分适用于向用电装置整体或部分供电的PV系统电气装置。
像任何其他设备一样,对于PV装置中的设备,只涉及其在装置中的选择和应用。
PV装置是从制造商提供的单个PV组件或用电缆串联的一组PV组件开始,直至用户装置或市政
供电点(公共连接点)的部分。
本部分的要求适用于:
---未与公共配电系统连接的PV装置;
---与公共配电系统并网连接的PV装置;
---作为公共配电系统之外另一种选择的PV装置;
---以上各项的适当组合。
本部分不包括蓄电池组或其他储能式设备的具体安装要求。
注1:对直流侧装有蓄电池储能的PV装置的附加要求在考虑中。
注2:本部分包括因在PV装置中使用蓄电池组而对PV方阵的保护要求。
适用于使用DC-DC转换器系统的相关电压和电流额定值、开关和保护电器的附加要求在考虑中。
除了传统交流电力装置产生的危害之外,直流系统、尤其是PV方阵也会带来一些危害。包括在小
于正常工作电流情况下产生并维持电弧的情况。本部分的目的是解决因PV装置特性而提出的设计安
全要求。
然而,本部分对于并网PV装置的安全性要求,则主要依靠与PV方阵相关且符合IEC 62109-1和
IEC 62109-2要求的电力转换设备(PCE)。
712.2 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 16895.21-2011 低压电气装置 第4-41部分:安全防护 电击防护(IEC 60364-4-41:
2005,IDT)
IEC 60269-6 低压熔断器 第6部分:对太阳能光伏系统保护用熔断体的补充要求(Low-voltage
gysystems)
IEC 60332-1-2 电缆和光缆在燃烧条件下的试验 第1-2部分:单根绝缘电线电缆垂直燃烧试
712.31.101.1.3.2 各路输入均单独具有最大功率点跟踪(MPPT)的PCE
如果PCE的各输入回路均单独提供 MPPT控制,接至这些输入回路的方阵中各部分的防过电流
保护应考虑反馈电流。
连接到输入回路的每个PV部分(见图712.5)可按照单独的PV方阵对待。应在每个PV方阵设置
隔离开关以提供与PCE的隔离。可将PV方阵的隔离开关集成在一个电器中进行通常的机械性操作。
712.31.101.1.3.3 具有多路输入的PCE(各输入回路在PCE内部并联)
如果PCE的输入回路在PCE内并联于共用直流母线,则应将连接至每个输入回路的PV部分(见
图712.6)视为一个子方阵,所有的这些PV部分归于一个完整的PV 方阵。应为每个PV 子方阵设置
隔离开关以提供与PCE的隔离。此隔离功能也可由共用的PV方阵隔离开关提供。
712.31.101.1.3.4 串并联配置
方阵内并联的所有PV组串应具有相同的技术特性,各组串应串联相同数量的PV组件(见图712.2~
图712.4),除非这些组件单独设置了 MPPT跟踪。此外,PV方阵内并联的所有PV组件应具有相似的
额定电气性能,包括短路电流、开路电压、最大功率电流、最大功率电压和额定功率(标准测试条件下),
除非这些组件单独设置了 MPPT跟踪。
这是项目实施者考虑的设计问题,特别是在更换组件或改造已建成PV装置时。
712.31.101.1.3.5 对PV方阵内预期故障情况的考虑
需要确认任何装置的故障电流来源。
因蓄电池所具有的特性,含有蓄电池组的PV装置可能具有较高的预期故障电流。
在未设置蓄电池组的PV装置中,光伏电池(以及由此组成的PV方阵)在低阻故障时的表现像电
流源。因此,即使在短路情况下,故障电流也不可能比正常满载电流大很多。
故障电流取决于组串的数量、故障位置和辐照度水平。因此,在PV方阵中进行短路电流检测非常
困难。在PV装置中,低于保护电器动作电流的故障电流仍可能形成电弧。
712.31.101.1.3.6 性能问题
PV方阵的性能可能受到很多因素的影响,包括但不限于:
---整体或局部遮挡;
---温度上升;
---电缆电压降;
---因灰尘、泥土、鸟粪、雪、工业污染等导致在方阵表面产生污物;
---PV组件方向;
---PV组件衰减。
为PV方阵选址宜谨慎,附近树木和建筑物形成的阴影可能会在一天当中某个时段落在PV方
阵上。
重要的是要尽可能减少任何阴影。切记,即使很小的阴影落在方阵上也会显著限制其性能。
在712.515.101中陈述了由于温度上升导致性能退化以及需要良好通风的问题,宜注意尽可能使
组件保持凉爽。
在设计过程中,对方阵内电缆以及方阵到应用电路所连接电缆的选型,都影响这些电缆在载流情况
下的电压降。这在低输出电压和高输出电流的PV装置中尤为重要。在最大负载条件下,从方阵中最
远的组件到应用电路输入端子的电压降不宜超过PV方阵最大功率点电压的3%。
PV组件表面的灰尘、泥土、鸟粪、雪等污染可以显著降低方阵的输出。宜做出安排,在可能造成严
重污染情况下定期清洗这些组件。
712.4 安全防护
712.4.101 概述
UOCMAX和ISCMAX的计算方法见附录B。
712.4.102 直流侧带电部分的功能性接地(FE)
由于功能方面原因,对一些PV组件技术需要将带电部分接地。
如果借助一、二次绕组间有电气隔离的变压器,在交流侧及直流侧之间形成最基本简单分隔,则允
许PCE直流侧带电部分的功能性接地。变压器可以设在PCE的内部或外部。但不应将连接PCE的
变压器绕组接地,PCE应满足此项要求。
带电部分的功能性接地应在直流侧单点实施,靠近PCE的直流输入端或在PCE自身。
该接地最好位于分断电器与光伏PCE的直流端子之间。
同时应符合712.421.101.2.3的要求。
功能性接地所用电缆不应采用绿黄组合颜色做标识。宜使用粉红色。
712.41 针对电击的防护
712.410 简介
712.410.101
即使在交流侧断开电网或在直流侧断开PCE,也应认为直流侧PV设备是带电的。
712.410.3.5
不应使用 GB/T 16895.21-2011中附录B所述阻挡物和置于伸臂范围之外的防护措施。
712.410.3.6
不应使用 GB/T 16895.21-2011中附录C所述下列防护措施:
---非导电场所;
---不接地的局部等电位联结;
---对一台以上用电设备供电的电气分隔。
712.410.102 应在直流侧使用下列防护措施之一:
---双重或加强绝缘;
---安全特低电压(SELV)或保护特低电压(PELV)。
712.412 防护措施:双重或加强绝缘
712.412.101 PV组件、配电箱或配电柜这些在直流侧使用的设备应为IEC 61140中说明的Ⅱ类绝缘
或与之等效绝缘。
712.414 防护措施:采用SELV和PELV特低电压
712.414.101 若在直流侧采用SELV和PELV防护措施,UOCMAX不应超过直流60V。
712.414.102 应考虑PV方阵的最大电压UOCMAX为平滑直流电压。
712.42 针对热效应的防护
712.42.101 PV装置的防火安全
应遵守国家或地方的防火要求。
712.421 针对电气设备引发火灾的防护
注:对PV方阵中的电弧故障探测和中断参见附录E。
712.421.101 针对绝缘故障影响的防护
712.421.101.1 在PCE内或在交流侧无简单分隔时针对绝缘故障影响的防护
712.421.101.1.1 不允许直流侧带电部分的功能性接地。
712.421.101.1.2 在直流侧发生绝缘故障,应:
---PCE的交流侧自动断开,或;
---在PCE自动断开PV方阵的故障部分。
注1:可由PCE实施自动断开,参见IEC 62109(所有部分)。
注2:也可由 RCD实施自动断开。
712.421.101.1.3 当直流侧发生绝缘故障时应自动报警(见712.531.3.101.3)。
注:如果PCE检测到绝缘故障,根据IEC 62109(所有部分)的规定,警报由PCE发出。
712.421.101.2 在PCE内或交流侧有简单分隔时针对绝缘故障影响的防护
712.421.101.2.1 允许直流侧带电部分的功能性接地。
712.421.101.2.2 如果直流侧带电部分未实施功能性接地,则应安装绝缘监测电器(IMD)或可提供同
样监测效能的其他电器。
注:可使用符合IEC 62109(所有部分)要求的逆变器提供此功能。
712.421.101.2.3 除下一段的应用情况外,应为用一根导体实施功能性接地的PV 方阵提供符合
712.532.102要求的电器或电器组合,当直流侧发生绝缘故障时,中断功能性接地导体中电流。此外,根
据712.421.101.2.4的要求,该电器(或电器组合)还应报警。
经满足公式(1)的电阻器R 实施功能性接地时,不适用上一段的规定:
R ≥
UOCMAX
In
(1)
式中:
In---表712.6中给出的电流值。
注1:因功能原因,在发生绝缘故障时可能需要立即关掉PCE。
如果直流侧带电部分通过电阻器实施功能性接地,应安装绝缘监测电器(IMD)或另一种能够提供
同样有效监控的电器(见712.531.3)。
注2:可以使用符合IEC 62109(所有部分)的PCE提供此功能。
712.421.101.2.4 直流侧发生绝缘故障应自动发出报警(见712.531.3.101.3)。
注:如果由PCE检测到绝缘故障,根据IEC 62109(所有部分)的要求,由PCE报警。
根据 GB/T 16895.21-2011中411.6.3.1的规定,宜在尽可能短的时间内消除故障。
712.43 针对过电流的防护
712.430.3 一般要求
712.430.3.101 概述
PV方阵内的过电流可能由方阵线路中故障造成,也可能由组件、汇流箱或组件线路中短路的故障
电流造成。
PV组件是电流受限制的电源,但因为他们可以并联,也可以连接外部电源,因此有可能承受过电
流。这些过电流可能为下列各项电流之和:
---多个并联组串;
---PV组件所连接的某种类型的PCE,和/或;
---外部电源。
712.430.3.102 对过流保护的要求
应按照712.430.3.102~712.433.1.101及PV组件制造商的要求设置过电流保护。
为PV组件和/或其线路选择的过电流保护电器,应在PV组件过电流达到其额定电流的135%时,
在2h内保持可靠运行。
712.430.3.103 对组串过流保护的要求......
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