集装箱式逆变器和低压柜标书带二次.docx
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集装箱式逆变器和低压柜标书带二次
华电滹沱河污水处理厂光伏节能改造项目工程
集装箱式光伏并网逆变器
及低压配电柜
技术规范书
华北电力设计院工程有限公司
2014年11月
目录
第一部分总则2
第二部分工程概况3
第三部分光伏并网逆变器技术规范5
第四部分附录19
附录1技术差异表19
附录2投标技术方案19
附录3供货范围19
附录4技术资料及交付进度21
附录5设备检验和性能验收试验25
附录6技术服务和设计联络28
第一部分总则
1.1本技术规范书适用于华电滹沱河污水处理厂光伏节能改造项目工程的光伏并网逆变器成套设备(包括逆变器和配套低压柜,详见供货范围),提出了招标设备的功能、性能、结构、安装、试验等方面的技术要求。
1.2本工程太阳能电池组件采用多晶硅组件设计。
1.3本技术规范书内容包括集装箱式并网逆变器设备及其配套设备、低压配电柜的功能设计、结构、性能、安装、试验等方面的技术与服务要求。
卖方应提供完整的成套设备及其附属设备、备品备件、专用工具等,卖方需详细列出附属设备、备品备件和专用工具等的设备清单。
1.5本招标技术规范书提出了最低限度的技术要求,并未规定所有的技术要求和适用的标准,投标人应提供一套满足招标文件和本技术规范书所列标准要求的高质量产品。
1.6投标人如对本技术规范书有偏差(无论多少或微小)都必须清楚地表示在投标文件的“差异表”中,否则招标人将认为投标人完全接受和同意本技术规范书的要求。
1.7本技术规范书所使用的标准如与投标人所执行的标准发生矛盾时,按较高标准执行。
1.8在签订合同之后,招标人保留对本技术规范书提出补充要求和修改的权利,投标人应予以配合。
如提出修改,将根据需要,招标人与投标人应召开设计联络会,具体项目和条件由招标人、投标人双方协商确定。
1.9中标后投标人应协同设计方完成深化方案设计,配合施工图设计,配合安装调试、系统调试和验收,并承担培训及其它附带服务。
1.10本技术规范书经双方签字认可后作为订货合同的附件,与合同正文同等效力。
第二部分工程概况
2.1概况
本工程光伏装机容量约900kW,分布于厂区空地上,本工程拟采用0.4kV电压等级,共4个回路,两两分别直接接入#301配电室和#302配电室低压配电盘0.4kV母线。
根据光伏板布置容量的大小,本工程拟选用4台250kW逆变器,光伏板经由汇流箱接至逆变器,出口电压为0.4kV,经电缆敷设分别接至#301配电室和#302配电室低压配电柜。
2.2气象条件
2.2.1气象站主要气象要素特征值
平均风速2.8m/s
极端最低温度-20℃
极端最高温度40℃
最热月平均计算相对湿度60%
2.3.2太阳资源状况
石家庄地区年总辐射量为4378~5365兆焦耳/平方米。
一年之中,太阳总辐射量的变化呈单峰型。
1~5月随太阳高度角渐增和白昼延长,月总辐射量逐渐增加,5月为全年最大月值,达674.07兆焦耳/平方米;从6月到12月则随太阳高度角的减小和昼长缩短而逐月递减,12月为全年最低值242.83兆焦耳/平方米。
在四季太阳辐射量中,夏季(6~8月)最大,冬季(12~2月)最小,春季(3~5月)略小于夏季,秋季介于冬夏之间。
全省太阳能年总辐射在1450~1700kWh/㎡,基本都属于太阳能资源很丰富地区。
第三部分光伏并网逆变器技术规范
3.1设计和运行条件
光伏并网逆变器应在下述条件下连续工作满足其所有性能指标:
1)环境温度:
-25℃~+45℃;
2)相对湿度:
≤95%;
3)海拔高度:
500m;
3.2规范和标准
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准,使用本标准的各方应使用这些文件的最新版本。
按有关标准和准则拟定技术条件的合同设备,包括工厂由其他厂商购来的设备和配件,都符合该标准和准则的最新版本或修订本,包括投标时生效的任何更正或增补,经特殊说明者除外。
GB/T18479-2001《地面用光伏(PV)发电系统概述和导则》
DL/T527—2002《静态继电保护装置逆变电源技术条件》
GB/T13384—2008《机电产品包装通用技术条件》
GB/T191-2008《包装储运图示标志》
GB/T14537—1993《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》
GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》(IEC61727:
2004,MOD)
GB/T2423.1-2008《电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验A:
低温》
GB/T2423.2-2008《电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验B:
高温》
GB4208-2008《外壳防护等级(IP代码)》(IEC60529:
1998)
GB3859.2-1993《半导体变流器应用导则》
GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》
GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡度》
GB/T12325-2008《电能质量供电电压偏差》
GB/T15945-1995《电能质量电力系统频率允许偏差》
GB19939-2005《光伏系统并网技术要求》
GB/T20513-2006《光伏系统性能监测测量、数据交换和分析导则》
GB/T20514-2006《光伏系统功率调节器效率测量程序》
GB/T3859.2-1993《半导体变流器应用导则》
GB/T14598.9-2010《辐射电磁场抗扰度》
GB/T14598.14-2010《静电放电试验》
GB/T17626.8-2006《工频磁场抗扰度试验》
GB/T14598.3-2006《量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验》
GB7251《低压成套开关设备和控制设备》
GB14048.1-2006《低压开关设备和控制设备总则》
GB14048.2-2008《低压开关设备和控制设备断路器》
GB14048.3-2008《低压开关设备和控制设备开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》
GB14048.4-2010《低压开关设备和控制设备接触器和电动机启动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》
GB14048.5-2008《低压开关设备和控制设备控制电路电器和开关元件机电式控制电路电器》
GB/T3047.1-1995《高度进制为20mm的面板、架和柜的基本尺寸系列》
GB2423.4-2008《电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法试验Db交变湿热(12h+12h循环)》
GB4205-2010《人机界面标志标识的基本和安全规则操作规则》
GB/T17626《电磁兼容》
GB7261-2008《继电保护和安全自动装置基本试验方法》
GB/T14537《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》
GB1094.2-1996《电力变压器第2部分温升》
GB1094.3-2003《电力变压器第3部分绝缘水平绝缘试验和外绝缘空气间隙》
GB1094.5-2008《电力变压器第5部分承受短路的能力》
GB2900.15-1997《电工术语变压器互感器调压器和电抗器》
GB/T10228-2008《干式电力变压器技术参数和要求》
Q/GDW617-2011《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》
GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》
其它未注标准按国际、国标或行业标准执行。
投标方应将采用的相应标准和规范的名称及版本在标书中注明。
5、主要技术参数和性能要求
5.1投标方提供的设备应功能完整,技术先进成熟,并能满足人身安全和劳动保护条件。
投标方所供设备均正确设计和制造,在投标方提供的各种工况下均能满足安全和持续运行的要求。
5.2光伏并网逆变器总体技术要求
5.2.1光伏并网逆变器及其配套设备(含光伏并网逆变器、直流防雷配电柜及连接电缆,下称逆变单元)采用集装箱式方案(投标方提供用于放置逆变器及其配套设备的箱体)。
全部电气设备均须满足500m海拔要求。
5.2.2投标人负责逆变器及控制柜内部自用电装置的接线。
投标人负责逆变单元内部自用电装置的接线,逆变器及逆变器室内所有负荷电源均取自该自用电系统。
逆变器自用电电源为一用一备两路电源,一路为招标方向每一发电单元(1MW)提供的低压三相五线制0.4kV电源,投标人预留该路电源接口;另一路为投标人取自其中一台逆变器的交流侧;一用一备两路电源可实现手动/自动切换的双电源切换功能,双电源切换时间需满足国家标准的相关规定(取自逆变器交流侧电源为主供电电源,招标方提供电源为备用电源)。
逆变器自用电变压器容量为招标阶段暂定容量,具体容量在技术协议签订时确定。
最终逆变器室用电负荷容量及接线方案满足实际工程需求。
5.2.3逆变器交流侧与箱变的连接电缆为:
采用3根3×240mm2电缆,投标方需预留足够的接线端子或母线排。
5.2.4柜内电气元件应使用知名品牌,具备国内相关认证的产品。
5.2.5柜体结构要求
户外产品及集装箱应达到IP54以上防护标准,具备防雨、防沙、防尘等功能;柜体(箱体)的全部金属结构件都应经过特殊防腐处理,以具备防腐、美观的性能,机房箱体外壳由钢板焊接而成,保证25年不锈;柜体(箱体)结构安全、可靠,应具有足够的机械强度,保证元件安装后及操作时无摇晃、不变形;通过抗震试验、内部燃弧试验;柜体采用封闭式结构,柜门开启灵活、方便;元件特别是易损件安装便于维护拆装,各元件板应有防尘装置;箱内使用的盘柜需达到IP30以上的防护标准,采用高素质的冷轧钢板,钢板的厚度≥2.0mm,表面采用静电喷涂。
集装箱的封板和门板夹层采用防火发泡保温材料,并可针对环境要求调整隔热保温层厚度;集装箱内部各电气设备放置整齐、合理,装修简洁,便于巡检和维护。
5.2.6布线
1)所有集装箱内和设备柜内元器件安装及走线要求整齐可靠、布置合理,电器间绝缘应符合国家有关标准。
集装箱内底部应设有专用的电缆夹层,并充分考虑通风散热。
进出线必须通过接线端子,大电流端子、一般端子、弱电端子间需要有隔离保护,电缆排布充分考虑EMC的要求。
应选用质量可靠的输入输出端子,端子排的设计应使运行、检修、调试方便,适当考虑与设备位置对应,并考虑电缆的安装固定。
端子排应为铜质,大小应与所接电缆相配套。
柜内应预留一定数量的端子。
强电、弱电的二次回路的导线应分开敷设在不同的线槽内(二次导线采用阻燃多股铜芯导线,电流互感器二次侧导线截面≥4mm;控制回路导线截面≥2.5mm。
二次回路端子排包括单极断路器,二次回路承受2kV工频耐压试验无破坏性放电)。
每个端子只允许接一根导线。
电流端子和电压端子应有明确区分。
2)系统盘柜内应该针对接入的设备及线路,拥有明显的断点器件,能够确保检修时能够逐级断开系统。
3)逆变器交流侧输出端采用电缆连接方式。
4)交流各相、直流正负导线应有不同色标。
5)母线、汇流排需加装绝缘热缩套管,无裸露铜排。
6)柜内元件位置编号、元件编号与图纸一致,并且所有可操作部件均用中文标明功能。
5.2.7柜面布置
1)柜面的布置应整齐、简洁、美观。
柜面上部应设测量表计、故障信号显示装置、指示灯、按钮等。
逆变器柜体正面必须配备紧急停机按钮。
2)进出线要求:
电缆连接时,柜体进出线宜采用下进下出的引线及连接线方式。
3)投标方负责逆变单元内所有直流、逆变和控制设备的接线和自用电接线。
5.3直流配电柜技术要求(可采用与逆变器集成方式)
1)直流防雷配电柜应满足本规范书5.2节中相关工艺要求;
2)每台直流配电柜应配备不少于8路直流输入接口,每路额定电流250A,额定耐压1000V,并预留备用回路;
3)直流配电柜数量匹配逆变器,配电柜每路输入应有防反接保护功能,防反二极管额定电压不低于DC1000V。
4)直流配电柜应设有断路器及操作开关(每路直流输入侧应配有可分断的直流断路器),以便于维护人员运行操作及检查。
直流断路器应具备速断(磁脱口)、过流(热脱口)保护功能,能够在-40℃下安全可靠运行。
直流断路器,需通过国内外直流认证(且有国内外相关认证,推荐使用VDE认证)。
不可采用交流或交直流通用产品替代使用;同时为了确保产品的防凝露要求,宜选用高污秽等级的开关。
并且要求在高温环境使用时,允许开关器件通过降容使用,达到可靠保护的目的。
断路器的极限分断能力不低于36KA(至少25kA),脱扣时间不多于2ms,要求运行分段能力等于极限分段能力;为达安全保护,各级之间需配置相间隔板保护;要求断路器支持反向进线,且反向进行时不降低容量;
5)直流母线输出侧应配置光伏专用防雷器(罗斯瑞尔、伽尔玛、国电百泰),防雷器具备正负极对地和正负极之间的雷电防护功能,开路电压不低于DC1000V最大持续工作电压不低于DC1000V,电压保护水平不低于3.5KV,标称放电电流不低于20KA,最大放电电流不低于40KA,运行环境温度-40~+70℃;
6)采用知名品牌的优质产品;
7)直流配电柜面板应设电压表,可方便观察母线电压。
8)每路直流输入提供电流检测,每路断路器配有状态接点和事故报警接点;
9)可实时监测直流母线及支路的输入电压、输入电流、功率、绝缘阻抗、断路器状态及报警、直流接地报警等信息,直流配电柜绝缘监测仪必须能够准确、可靠的监测直流母线及每条支路直流侧正极对地、负极对地的绝缘电阻,并能发出相应的报警信息明确绝缘损坏的具体直流支路。
上述所有信息通过自身的RS485接口上传数据。
直流配电柜中通过1组标准接线端子向外部提供直流配电柜内所有可通信设备的RS485通信口,RS485通信口的有效传输距离不小于1000m。
通讯规约暂定modbus。
10)直流配电柜柜体应有足够的机械强度,在运输、安装中不发生变形,并力求外型美观。
外壳喷塑喷涂均匀,抗暴晒、抗腐蚀,并有牢固的附着力;
11)直流配电柜柜体采用金属材料,具有抗暴晒、不易导热、抗风化腐蚀及抗机械冲击等特点。
开关柜金属框架均具有良好的接地,至少设置2个接地端子,并标有明显的保护接地符号;
12)直流配电柜应能够从底部引入电缆;
13)直流配电柜柜体设计满足自然通风要求,散热性能良好,方便现场安装。
柜顶四角配备可拆卸的起吊环;柜底配备可供叉车搬运的基座;柜体外表面应装有临时重心指示标志(安装后可去掉),柜内安装件均作镀锌钝化处理;
14)所有母线铜排须镀锡处理,所有主母线及分支母线均用绝缘阻燃热缩套管密封绝缘,柜内所有铜排连接处全部加装符合生产工艺要求的高品质弹垫和平垫;
15)直流配电柜柜门、隔板采用静电环氧喷塑并进行橘纹处理消除眩光;
16)母线的连接应采用防腐处理的螺栓、螺母、套管。
母线应按国家标准(GB)的规定排列和标记;配电柜母线应按IEC431等相关标准,采用高导电率的铜质母线,母线截面在整个长度内应均匀,确保能承受连续的负荷电流,并能满足系统的动、热稳定技术要求。
所有母线铜排须镀锡处理,主母线及分支母线均用绝缘阻燃热缩套管密封绝缘,柜内所有铜排连接处全部加装符合生产工艺要求的高品质弹垫和平垫;
17)直流配电柜内元件的温升应不超出所采用标准的允许温升极限;
18)直流配电柜柜内元件除应能满足本回路的参数要求外,还应保证在规定的额定条件下安全可靠地运行,且其安装应易于检查和维修;
19)直流配电柜运行时,打开柜门后,所有导电部件均应有防护措施以防止人手触及;
20)直流配电柜的额定容量不小于并网逆变器的最大连续输出容量。
5.4逆变器
5.4.1技术要求
光伏并网逆变器(下称逆变器)是光伏发电系统中的核心设备,必须具有高效率、低成本的特点,采用高品质性能良好的成熟产品。
逆变器将光伏方阵产生的直流电(DC)逆变为三相正弦交流电(AC),输出符合电网要求的电能(具有低电压穿越、、零电压穿越和无功功率调节等功能)。
逆变器应该满足以下要求:
1)每1MW逆变升压单元由2台的单台逆变器组成。
2)并网逆变器的功率因数和电能质量应满足中国电网要求。
3)本工程逆变器设备在500m的海拔高度地区使用,投标方应保证逆变器设备在此环境下使用不降容;
4)逆变器的安装简便,无特殊性要求。
5)逆变器应采用太阳电池组件最大功率跟踪技术(MPPT)。
6)逆变器应选用技术先进且成熟的IGBT/IPM功率器件。
7)逆变器为高频的电力电子转换装置,电流谐波畸变率THD<3%(满功率时)。
8)逆变器是光伏电站的核心设备,其设计寿命不得低于25年,标准质保期为2年。
核心储能器件采用高可靠长寿命的薄膜电容。
9)逆变器的全年在线工作时间不低于99%,减少故障和维护时间,并提供相应的保证材料。
10)逆变器要求能够自动化运行,包括自动跟踪电网频率、相位、启动、并网、解列等,运行状态可视化程度高。
逆变器应提供大尺寸的液晶显示屏(LCD)和轻触按键作为人机界面。
通过按键操作,液晶显示屏(LCD)可清晰显示各项实时运行数据,实时故障数据,历史故障数据(不少于50条),总发电量数据,历史发电量(按月、按年查询)数据。
单台设备所记录内容可以通过外部接口导出形成对应的运行数据,便于维护查询。
11)逆变器本体要求具有直流输入手动分断开关,交流电网分断开关,紧急停机操作开关。
交、直流断路器需具有完善的保护功能。
可实时监测交、直流断路器的状态。
12)具有极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过温保护、交流过流及直流过流保护、低电压穿越、直流母线过电压保护、电网断电、电网过欠压、电网过欠频、光伏阵列及逆变器本身的接地检测及保护功能(对地电阻监测和报警功能)等,并相应给出各保护功能动作的条件和工况(即保护动作值、保护动作时间、自恢复时间等)。
13)逆变器的直流和交流侧均具备防浪涌保护功能(防感应雷)。
(罗斯瑞尔、伽尔玛、国电百泰)
14)逆变器是光伏电站的主要设备,应当提供具有ISO导则25资质的专业测试机构出具的符合国家标准(或IEC标准)的测试报告(有国家标准或IEC标准的应给出标准号)。
如果该产品没有国家标准(或IEC标准),亦应出具专业测试机构出具的可以证明该产品的主要性能参数符合投标书中提供的技术参数和性能指标的测试报告。
如果设备已经取得国际/国内认证机构的认证,则应提供认证证书复印件。
15)逆变器与电网的接口特性,应遵循GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性(IEC61727:
2004)》、《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB19964-2012和《光伏电站接入电网测试规程》:
光伏电站接入电网技术规定的要求,包括但不限于功率因素、谐波和波形畸变、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、直流注入分量、电压波动和闪变、有功率控制、电压/无功调节、电网电压异常、电网频率异常、过流与短路保护、防孤岛效应、低电压穿越、逆向功率保护、恢复并网、防雷接地、电磁兼容、耐压要求、抗干扰要求等相关要求。
16)逆变器应具有一定的过载能力,逆变器可以本工程工作条件下、以110%额定出力条件连续运行。
17)逆变器交流侧除常规操作保护元件外均应配套安装断路器(与逆变器集成),保证交流侧可直接与35kV变压器低压侧相连,无需其他开断设备。
18)逆变器具有辅助加热、除湿功能,能够在高湿、高温和低温环境稳定运行
19)逆变器基本参数要求如下:
A.逆变器效率(投标方应给出逆变器的效率曲线)
—最高效率≥97%、欧效≥96.5%;
—加权平均效率:
>96.5%
—功率损耗(额定):
<1%
B.逆变器输入参数
—输入电压形式:
双极性输入/单极性输入
—输入电压范围:
由厂家确定
—MPPT电压范围:
由厂家确定
C.逆变器输出参数
—输出电压:
0.4kV
—输出电压范围:
应适合中国电网,由厂家确定
—频率:
满足电网运行要求
—功率因数:
具备在线可调功能,并给出调节范围,说明是否损害有功输出
—总电流波形畸变率:
<3%
—光伏电站应具备一定的耐受系统频率异常的能力,应能够在下表所示电网频率偏离下运行:
—逆变器容量:
250kW级逆变器可以在275kW容量下长期连续运行,不影响发电效率。
D.电气绝缘性能
—直流输入对地:
1500V(AC),1分钟
—直流与交流之间:
1500V(AC),1分钟
E.防雷能力
具有防雷装置,具备雷击防护告警功能(最大放电电流大于40kA,残压小于1kV);防浪涌能力,能承受模拟雷击电压波形10/700us,幅值为5kV的冲击5次,模拟雷击电流波形8/20µs,幅值为20kA的冲击5次,每次冲击间隔为1min,设备仍能够正常工作。
F.噪声:
≤65dB
G.平均无故障时间:
>10年
H.并网电流谐波:
逆变器在运行时不应造成电网电压波形过度畸变和注入电网过度的谐波电流,以确保对连接到电网的其他设备不造成不利影响。
逆变器满负载(线性负载)运行时,电流谐波总畸变率限值为5%,奇次谐波电流含有率限值见表1,偶次谐波电流含有率限值见表2。
表1奇次谐波电流含有率限值
奇次谐波次数
含有率限值(%)
3rd-9th
4.0
11th-15th
2.0
17th-21st
1.5
23rd-33rd
0.6
35th以上
0.3
表2偶次谐波电流含有率限值
偶次谐波次数
含有率限值(%)
2nd-10th
1.0
12th-16th
0.5
18th-22nd
0.375
24th-34th
0.15
36th以上
0.075
F.低电压穿越
逆变器应具备《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB19964-2012中要求的低电压穿越功能,并具备国网电科院的正式认证报告,需通过国家电网要求的现场低电压穿越测试。
5.4.2光伏并网逆变器的保护功能
1)电网故障保护
a)电网异常时的响应特性
并网逆变器应该具有耐受电网电压跌落的低电压穿越能力。
当设备运行于低电压穿越模式时,应符合《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》的第7条规定。
b)防孤岛效应保护
并网逆变器应具有可靠而完备的非计划性孤岛保护功能。
并网逆变器防非计划性孤岛功能应同时具备主动与被动两种孤岛检测方案。
并网逆变器应具有可靠的计划性孤岛响应功能。
如果非计划性孤岛效应发生,逆变器应在2s内停止向电网供电,同时发出报警信号。
c)恢复并网保护
由于超限状态导致并网逆变器停止向电网供电后,在电网的电压和频率恢复到正常范围后的20s到5min,并网逆变器不应向电网供电。
d)输出过流保护
并网逆变器的交流输出应设置过流保护。
当检测到电网侧发生短路时,并网逆变器的过电流应不大于额定电流的150%,并在0.1s内停止向电网供电,同时发出警示信号。
故障排除后,并网逆变器应能正常工作。
正常情况下,如果光伏电池阵列能够输出的功率大于并网逆变器额定输出功率的110%,并网逆变器应以110%额定输出功率长期工作。
2)防反放电保护
当并网逆变器直流侧电压低于允许工作范围或逆变器处于关机状态时,并网逆变器直流侧应无反向电流流过。
直流侧具备反
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