光伏电站运行与维护第六章课件.pptx
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光伏电站运行与维护第六章第6章光伏电站运行与维护中常用工具2019年8月12日【学【学习习目目标标】1.掌握光伏电站运行与维护中常用的硬件工具分类及特点;2.掌握光伏电站运行与维护中使用的智能化运维工具类型及特点;3.掌握光伏电站运运行与维护中所使用的必备工具、专用工具及防护工具的使用方法;4.掌握光伏电站智能化监控系统的组成结构及应用特点;5.掌握智能运维机器人、智能运维无人机的特点及使用方法。
光伏电站运行与维护中常使用的硬件工具1.光伏电站运行和维护所需的硬件工具光伏电站运行与维护所需的硬件工具包括必备工具、专用工具和防护工具,相关工具的作用如下:
(1)光伏电站运行与维护所需的必备工具万用表:
用来测量光伏电站相关设备的输入和输出电压;温度测试仪:
用来测量组件、汇流箱、配电柜、逆变器等设备的运行温度;绝缘电阻测试仪:
用来测量各设备的输出正极对地、负极对地、正负极之间的绝缘电阻值;光伏端子压线钳:
是光伏组件连接器和MC4连接器,以及用于非绝缘开放式,插塞型连接器专用压接工具。
6.1光伏电站运行与维护中常用的硬件工具及使用
(2)光伏电站运维所需的专用工具光伏电站运维所需的专用工具有:
钳形电流表:
用来测量光伏电站各设备的输入与输出端电流值;红外线热成像仪:
对光伏电站中的一次和二次设备进行测温,及时发现设备的发热缺陷,有效保障设备的运行;接地电阻测试仪:
用来测量光伏电站设备接地电阻的常用仪表,也是电气安全检查与接地工程竣工验收不可缺少的工具;IV曲线测试仪:
用来对光伏电站中各光伏子阵列的I-V特性进行测试,以便维护和维修。
光伏电站运行与维护中常用的硬件工具外观图如图6-1所示。
图6-1光伏电站运维中常用的硬件工具(3)光伏电站维护所需的防护工具安全帽:
安全帽可以承受和分散落物的冲击力,保护或减轻由于高处坠落物撞击头部造成的伤害,从而避免一些生命事故的发生。
绝缘手套:
绝缘手套是劳保用品,起到对手或者人体的保护作用,用橡胶、乳胶、塑料等材料做成,具有防电,防水、耐酸碱、防化、防油的功能;电工专用防护服:
能够保证工作人员在相应带电作业环境下的人身安全;绝缘鞋:
绝缘鞋主要用于防止跨步电压伤害,也用于防止接触电压伤害。
2.使使用硬件工具用硬件工具进进行行检检修修时应时应注意的事注意的事项项电站运维人员在从事检查、维修工作时,从人员和设备安全方面来考虑,应注意以下几个方面:
(1)电气操作人员必须严格执行电气作业安全工作规程的有关规定;
(2)现场必须备有安全用具、防护器具和消防器材等,并对这些安全用具定期进行检查、维护和保养;(3)电气设备要有可靠的接地装置、防雷设施,并且对这些装置和实施每年都要定期检查和维护;(4)检修人员要有电工操作证且必须经过了专业培训、经考核合格的人员担任;(5)检修人员上岗应按规定穿戴好劳动防护用品和正确使用符合安全要求的检修工具;2.使使用硬件工具用硬件工具进进行行检检修修时应时应注意的事注意的事项项(6)运行人员必须严格执行操作票、工作票、工作许可及工作监护制度等。
(7)高压设备无论是否带电,检修人员不得移开或越过护栏进行工作,若需要移开时,必须要有人在现场监护,并符合设备不停电的安全距离。
(8)雷雨天气,需巡视室外高压设备时,巡视人员必须穿绝缘鞋,并不得靠近避雷装置。
(9)在高压设备和大容量低压总盘上倒闸操作及在带电设备附近工作时,须由两人执行,并由技术熟练的人员担当监护。
光伏电站运行与维护中常用硬件工具的使用方法1.钳形电流表的使用方法钳形电流表的外观图如图6-2所示。
图6-2钳式电流表外观图钳钳形形电电流表的使用方法流表的使用方法:
在使用钳形电流表前应仔细阅读说明书,弄清是交流还是交、直流两用钳形表。
由于钳形电流表本身精度较低,在测量小电流时,可以先将被测电路的导线绕几圈,再放进钳形电流表的钳口内进行测量。
此时钳形电流表所指示的电流值并非被测量的实际值,实际电流应当为钳形电流表的读数除以导线缠绕的圈数。
钳形电流表钳口在测量时闭合要紧密,闭合后如有杂音,可打开钳口重合一次,若杂音仍不能消除时,应检查磁路上各接合面是否光洁,是否有尘污,有尘污时要擦拭干净。
钳钳形形电电流表的使用方法流表的使用方法:
钳形电流表每次只能测量一相导线的电流,被测导线应置于钳形窗口中央,不可以将多相导线都夹入窗口测量。
被测电路电压不能超过钳形表上所标明的数值,否则容易引起触电危险。
当用钳形电流表来测三相交流电时,可以一次测量其中一根相线的电流,也可以同时测量三根相线的电流,但此时表上数字应为零,(因三相电流相量和为零),当钳口内有两根相线时,表上显示数值为第三相的电流值。
钳形电流表测量前应先估计被测电流的大小,再选用合适的量程进行测量。
若无法估计,可先用大量程档然后再逐渐换用较小的量程档进行测量,以便准确读出被测量的大小。
不能使用小电流档去测量大电流,以防损坏仪表。
钳形电流表使用示意图如图6-3所示。
图6-3钳形电流表使用示意图图图解解钳钳形形电电流表的使用方流表的使用方法法测量交流电流使用钳形电流表测量交流电流大小的示意图如图6-4所示。
图6-4钳形电流表测量交流电流示意图测量交流电压的大小使用钳形电流表测量交流电压大小的示意图如图6-5所示。
图6-5钳形电流表测量交流电压示意图测量浪涌电流的大小图6-6钳形电流表测量浪涌电流大小示意图2.万用表的使用方法万用表的外观图如图6-7所示。
图6-7万用表外观图万用表的使用方法使用前,应认真阅读使用说明书,熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用。
将电源开关置于ON位置。
交、直流电压的测量:
根据需要将量程开关拨至DCV(直流)或ACV(交流)的合适量程,红表笔插入V孔,黑表笔插入COM孔,并将表笔与被测线路并联即可测出。
万用表的使用方法交、直流电流的测量:
将量程开关拨至DCA(直流)或ACA(交流)的合适量程,红表笔插入mA孔(200mA时)或10A孔(200mA时),黑表笔插入COM孔,并将万用表表笔串联在被测电路中即可。
测量直流量时,数字万用表能自动显示极性。
电阻的测量:
将量程开关拨至的合适量程,红表笔插入V孔,黑表笔插入COM孔。
如果被测电阻值超出所选择量程的最大值,万用表将显示“1”,这时应选择更高的量程。
另外,数据式万用表的红表笔为正极,黑表笔为负极,这与指针式万用表正好相反。
因此,测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时,必须注意表笔的极性。
3.接地电阻测试仪的使用方法如图6-8和如图6-9分为数字式接地电阻测试仪的外观图和面板细节图。
图6-8数字式接地电阻测试仪外观图图6-9数字式接地电阻测试仪面板细节图接地电阻测试仪的使用方法如下:
接地电阻测量接地电阻的测量,其对应的接线方法如图6-10所示。
图6-10数字式接地电阻测试仪接地电阻的测量测量方法是:
沿被测接地极E(C2、P2)和电位探针P1及电流探针C1,依直线彼此相距20米,使电位探针处于E、C中间位置,按要求将探针插入大地。
用专用导线将地阻仪端子E(C2、P2)、P1、C1与探针所在位置对应联接。
开启地阻仪电源开关“ON”,选择合适档位轻按一下档位键则该档位指标灯亮,表头LCD显示的数值即为被测得的地电阻。
土壤电阻率测量(土壤电阻率的测量其对应的接线方法如图6-11所示。
图6-11数字式接地电阻测试仪土壤电阻率的测量导体电阻测量导体电阻的测量接线图如图6-12所示。
图6-12导体电阻测量的接线图接地电压测量测量接线如图6-10所示,拨掉C1插头,E、P1间的插头保留,启动地电压(EV)档,指示灯亮,读取表头数值即为E、P1间的交流地电压值。
在使用完接地电阻测试仪后一定要按一下电源“OFF”键,使测试仪关机。
4.I-V曲线测试仪的使用方法可以用于测量单个太阳能光伏组件或电池串的I-V特性和主要性能参数。
HTI-V400外观图如图6-13所示。
HTI-V400I-V曲线测试仪的测试接线图如图6-14所示。
图6-13HTI-V400外观图图6-14HTI-V400测试接线图HTI-V400的使用方法如下:
长按ON/OFF键可启动仪器。
仪器显示屏显示的界面如图6-15所示:
Vdc=仪器的C1和C2输入端之间的电压即太阳电池板的直流输出电压Irr=参考太阳电池测量的太阳辐照度Tc=温度探针测量的太阳电池组件温度Module=内部数据库中上次使用的参数模块Temp=太阳电池组件温度的测量模式图6-15HTI-V400显示屏界面5.红外热像仪的使用方法红外热像仪的工作原理红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。
通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。
红外热像仪的外观如图6-16所示。
图6-16红外热像仪外观图红外热像仪的使用方法开启和关闭热像仪开启和关闭热像仪,请按下中间的F2功能键2秒钟。
使用功能表设定红外热像仪的红外融合水平、调色板、检视温度范围、背光、点温度、语言、发射率等功能。
功能表有三个功能键(F1、F2、F3)配合,用来设定热像仪的功能。
要用功能表按F2键。
功能表显示屏上,每个功能键上方的文字都与功能键对应。
按F2开启功能表并且在功能表之间循环切换。
进行拍摄拍摄时应注意的事项(以Ti25为例)Ti25拍摄影像的最小距离约为46CM。
一般拍摄距离在46-200cm左右为好,不要拍摄的太远。
摄像头可以手动调焦距,可以使画面数据更准确。
热像仪镜头不要用手去摸或用硬物、水去清洗镜头,使用后保护盖要关上。
测量温度范围-20到+350。
拍摄红外热图像时,要注意三点,温度范围、聚焦和图像构成。
首先要选择测温范围,设定自动调整测温范围,手动调整温度范围太高或太低都不利于读取温度。
另外要调整好焦距,目前的红外热像仪大多具有自动聚焦功能,可以在此基础上进行手动调焦,以获得最清晰的图像。
焦距调节效果图如图6-17所示。
图6-17红外热像仪焦距调节效果图避免环境的反射环境的反射有周围点源目标的反射和周围背景的反射两种情形,反射主要是因为我们要测量的目标表面辐射率较低所致。
目标真实的温度分布是渐变的,而反射的温度分布则不同;操作者拍摄的方向不同,看上去发热的部位也不同。
红外热像仪拍摄物体具有环境反射时效果图6-18所示。
图6-18红外热像仪拍摄物体具有环境反射时效果图数据分析红外热像仪对测得的数据可以采用表面温度判断及同类比较等方法进行数据分析表面温度判断法:
根据测得的设备表面的温度值,凡温度超过标准的可根据设备超标的程度、设备负荷率的大小、设备的重要性及设备承受的机械应力的大小来确定设备缺陷的性质,对在小负荷率下温升超标或承受机械应力较大的设备要从严定性。
同类比较法:
在同一电器回路里,当三相电流对称和三相(或两相)设备相同时,比较三相或两相电流致热型设备的对应部位的温升值,可判断设备是否正常若三相设备同时出现异常,可与同回路的同类设备比较。
当三相负荷电流不对称时,应考虑负荷电流的影响。
红红外外检测检测周周期期应结合工作实际和生产计划制定红外检测与诊断周期,并严格执行。
带电设备所有接头至少每月测试一次,并在设备巡视记录上做好记录,包括测试时间、本次测试中的最高温度、具体部位,重要枢纽站和负荷较重的变电站,检测次数可以根据情况增加;一般在预试和检修开始前应安排一次红外检测,以指导预试和检修工作;新建、扩改建或大修(尤其是拆接过接头的)电气设备在带负荷后的3天内应进行一次红外检测和诊断,对110kV及以上的电压互感器、耦合电容器、避雷器等设备应进行准确测温,求出各元件的正常温升值,作为分析这些设备参数变化的原始资料。
红红外外检测检测周周期期在每年的大负荷或者度夏高峰来临之前,应加强对带电设备的红外检测,至少增加一次带电设备红外普测。
计划性普测应结合停电计划有针对性的安排,遇较大范围设备计划停电,应在停电前48小时进行一次计划性普测。
对于运行环境差、设备陈旧及缺陷设备,在负荷突然增加或运行方式改变等情况下,要增加监测次数。
危急热缺陷发现并上报后每1小时测试一次,并在设备巡视记录上做好记录,包括记录测试时间、环境温度、发热部位、发热温度及负荷电流。
严重热缺陷发现并上报后,每5小时测试一次,并做好相应记录;一般热缺陷发现并上报后,每3天测试一次,并做好相应记录;热隐患发现并上报后,每10天测试一次。
6.2光伏光伏电电站运行与站运行与维护维护智能化运智能化运维维工工具具光伏光伏电电站智能化运站智能化运维监维监控系控系统统光伏电站的智能化运维,简单来说可以实现四大作用,包括对电站的远程监测和控制、远程智能运行维护管理、发电效率分析与优化服务、电站资产的评估,具体来说智能化运维通过将大数据处理、云计算、远程通讯控制技术、物联网技术等与能源领域的结合,一方面可以实现发电端的智能化运营维护,降低维护成本;另一方面可以对处于运行状态的设备进行预防性报警,增加客户的电站运行和产出效率。
电站智能化监控系统体系架构图如图6-19所示。
图6-19光伏电站智能化监控体系图分布式电站和大型地面光伏电站智能化运维监控组网方案如图6-20所示。
图6-20光伏电站智能化运维组态方案智能运维机器人组件清洗工作过去一直采用人工清洗的方式进行,而人工清洗成本大、效率低,白天清洗影响发电,并且一些山坡项目、农业大棚又给人工清洗带来极大困难。
智能运维机器人的问世,为饱受尘埃污染困扰的光伏电站提供了较好的解决方案,以协鑫新能源第三代智能运维机器人为例,它具有无导轨设计、全方位高效清扫、太阳能供电、智能控制、无水清扫、全天候工作、保护功能完善等多项功能。
它不仅可以充当“保洁员”,还是个“保健医生”,在它驶过组件表面的同时,还能对组件进行一次健康状况的扫描,并通过传输系统将检测信息传到大数据平台,实现人机互动,运维人员不出房间即可完成全部运维工作。
无水清洁、完全自供电以及全自动运行,意味着零水成本、零电力成本甚至零人力成本。
其运行效果图见图6-21所示。
图6-21协鑫新能源第三代智能运维机器人运行效果图图6-22所示的智能运维机器人为日本Sinfonia科技公司开发的光伏组件清扫机器人Resola,可使用水自动清理光伏组件表面,它能针对安装在地面上5-20度倾斜角单/多晶硅光伏电池组件进行清洗,而且它自身装有自动导航系统,其安装的红外传感器可使其按照设定的路线运动,不会从面板上掉落。
图6-22日本Sinfonia科技公司开发的光伏组件清扫机器人Resola图6-23智能运维机器人夜间运行效果图图6-24智能运维机器人系统监控平台运行效果图智能运智能运维维无人无人机机用无人机来监测电站能够明显提高对电站隐患、故障的定位检查能力,同时它还具有强大的数据处理能力,通过无人机和红外相机采集光伏电站温度、图像、地理位置等数据,快速处理并分析出电池板的状态,定位故障电池板的位置。
使用无人机技术来进行光伏电站的运维的效果图片如图6-23所示。
图6-23无人机运维效果图使用无人机技术进行光伏电站的运维还具有如下特点:
(1)成本低廉
(2)功能强,效率高低空飞行并携带有高分辨率红外相机的无人机可以清晰拍摄到光伏组件的许多问题,像龟裂、蜗牛纹、损坏、焊带故障等问题,也可以发现像污点和植被遮挡这类问题,还可以使用热成像技术来监测汇流箱、接线盒、逆变器等电气设备的温度,从而可以有效避免各种电气故障的发生,无人机热成像图如图6-24所示。
图6-24无人机热成像图谢谢!
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- 关 键 词:
- 电站 运行 维护 第六 课件