ICS 27.160 K 83 团 体 标 准 T/CPIA 0011.204—2019 户用光伏并网发电系统 第 2-4 部分：设计规范 电气安全设计 Residential photovoltaic grid-connected power systemPart 2-4:Design specification - electrical safety design 2019-2-14 发布 2019-3-15 实施 中国光伏行业协会 发 布 前 言 T/CPIA 0011《户用光伏并网发电系统》分为如下部分： ——第 1 部分：现场勘察与安装场地评估； ——第 2-1 部分：设计规范 一般要求； ——第 2-2 部分：设计规范 方阵设计； ——第 2-3 部分：设计规范 结构设计； ——第 2-4 部分：设计规范 电气安全设计； ——第 2-5 部分：设计规范 系统接入设计； ——第 3 部分：安装与调试规范； ——第 4 部分：验收规范； ——第 5 部分：运行和维护规范； ——第 6 部分：发电性能评估方法。 本部分为 T/CPIA 0011 的第 2-4 部分。 本部分根据GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中国光伏行业协会标准化技术委员会归口。 本部分起草单位：北京鉴衡认证中心有限公司、中国电子技术标准化研究院、江苏天合智慧分布式 能源有限公司、杭州淘顶网络科技有限公司、阳光电源股份有限公司、无锡尚德益家新能源有限公司、 四季沐歌科技集团有限公司、河北因能科技股份有限公司、江苏爱康绿色家园科技有限公司、力诺电力 集团股份有限公司、江苏固德威电源科技股份有限公司、合肥金泰克新能源科技有限公司、杭州禾迈电 力电子技术有限公司。 本部分主要起草人：王芳、刘睿、裴会川、王赶强、王勇、褚晓玲、李俊兵、侯生跃、梅晓东、姚 金国、焦喜立、金华、赵亮、马明、陈大英、韩文敏、瞿鹏飞、江涛、马志保、禹红斌。 I 户用光伏并网发电系统 第 2-4 部分：设计规范 电气安全设计 1 范围 T/CPIA 0011的本部分规定了户用光伏并网发电系统的电气安全设计的评估内容，包含交直流电路 的隔离、电击防护、绝缘故障保护、过电流保护、雷击和过电压防护、关键电气设备与器件以及标志与 文件的要求等。 本部分适用于以220V/380V电压等级接入用户侧电网或公共电网的户用光伏并网发电系统。220V 电压等级单点接入容量不宜超过8kW，380V电压等级单点接入容量不宜超过400kW。 本部分不适用于带储能光伏系统、聚光光伏系统、BIPV 光伏系统和双面组件光伏发电系统。 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 10963.1 电气附件-家用及类似场所用过电流保护断路器 第 1 部分：用于交流的断路器 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 13539.6-2013 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 14048.1 低压开关和控制设备 第 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 16895.21-2011 低压电气装置 第 4-41 部分：安全防护 电击防护 GB/T 18380.12 电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第 12 部分：单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延 试验 1KW 预混合型火焰试验方法 GB/T 18802.1 低压配电系统的电涌保护器（SPD）第 1 部分：性能要求和实验方法 GB/T 18802.12 低压配电系统的电涌保护器（SPD）第 12 部分选择和使用导则 GB/T 18802.31 低压电涌保护器 特殊应用（含直流）的电涌保护器 第 31 部分：用于光伏系统的 电涌保护器（SPD）性能要求和试验方法 GB/T 21714.2 雷电防护 第 2 部分：风险管理 GB/T 21714.3 雷电防护 第 3 部分：建筑物的物理损坏和生命危险 GB/T 21714.4 雷电防护 第 4 部分：建筑物内的电气和电子系统 GB 50057-2010 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 电力工程电缆设计标准 GB/T 33342-2016 户用分布式光伏发电并网接口技术规范 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 JB/T 10181 电缆载流量计算 IEC 60364-5-54 低压电气装置 第 5-54 部分 电气设备的选择和安装 接地安排和保护导体 (Low-voltage electrical installations - Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment - Earthing arrangements and protective conductors) IEC 61730-2 光伏组件安全鉴定-第 2 部分：试验要求(Photovoltaic (PV) module safety qualification - Part 2: Requirements for testing) 1 T/CPIA 0011.204—2019 IEC 62548-2016 光伏方阵-设计要求(Photovoltaic (PV) arrays - Design requirements) IEC 62852-2014 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) 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 防反二极管 blocking diode 与光伏组件、组串、子方阵或方阵串联的二极管，用于阻止反向电流流过此类设备。 3.2 决定电压分级 Decisive voltage classification，DVC 在最坏情况下的额定运行条件下，在任意两个带电部件之间或光伏阵列的带电部件和接地之间的持 续最高电压。 注：参见附录A的DVC限值。 3.3 保护接地 protective earthing 出于电气安全目的，将系统、装置或设备的一点接地。 3.4 标准测试条件 standard test conditions (STC) 用于测量和分级光伏电池和组件的标准参考条件。标准测试条件为： a）光伏电池温度为25℃； b）光伏电池或组件平面福照度为1000 W/m2； c）与AM1.5相匹配的光谱。 4 一般电气结构 图 1 给出了户用光伏并网发电系统最基本的电气结构图。 2 T/CPIA 0011.204—2019 图 1 光伏方阵电气图-单个光伏组串 对比与上述一般电气结构图，其他户用系统结构图示例详见附录 C。 5 安全要求 5.1 一般规定 户用光伏并网发电系统的最大系统电压不得大于1000V DC。光伏方阵最大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应根据制造商的说明书进行计算。 5.2 系统对地关系 光伏方阵对地关系和接地位置均影响光伏系统的安全性。应根据光伏系统所连接的光伏组件和逆变 器的制造商要求确定系统的最佳接地方案。 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。 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 体进行接地。 5.3 交直流电路的隔离 使用非隔离型逆变器的系统并且交流电路已参考接地的，逆变器的光伏侧不可使用功能接地。 光伏系统的直流电路与主交流电源输出电路的隔离可为逆变器的一部分，也可由外部变压器提供简 单的隔离。如果隔离由变压器提供，那么必须保证没有其他设备和逆变器连接到同一线圈。 5.4 电击防护 5.4.1 一般规定 户用光伏并网发电系统的直流侧应至少提供以下防护手段之一： a) 系统直流侧电路带电部分与地之间采用双重或加强绝缘； b) 采用安全低电压电路。 户用光伏并网发电系统的交流侧应提供以下防护手段： a) 带电部分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。 3 T/CPIA 0011.204—2019 5.4.2 加强或双重绝缘 户用光伏并网发电系统的直流侧的防电击保护应满足 GB/T 16895.21-2011 中 412 的要求，并做如 下补充：光伏组件、接线盒、电缆等直流侧设备（直至逆变器直流端口之前）应满足Ⅱ级或等效绝缘。 5.4.3 超低电压 户用光伏并网发电系统的直流侧的防电击保护应满足 GB/T 16895.21-2011 中 414 的要求。 5.4.4 自动切断电源 户用光伏并网发电系统的交流侧的防电击保护应满足 GB/T 16895.21-2011 中 411 的要求。 5.5 绝缘故障保护 5.5.1 一般规定 绝缘故障的保护方式取决于光伏方阵对地的关系，光伏方阵可按如下分类： 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），例：光伏方阵的直流电路通 过非隔离型逆变器连接至参考接地系统； b) 功能接地光伏方阵（出于安全目的之外的，不符合保护联结要求的接地导体的光伏方阵。光伏 方阵功能接地，方阵与电网隔离）, 例：光伏方阵中的主要直流导体连接至功能接地； 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），例：光伏方阵的主要直流导 体既没有直接接地，也没有通过逆变器接地。 注：功能接地系统包括通过保护/隔离装置连接到系统接地或通过电阻连接到系统接地的光伏方阵。 5.5.2 光伏方阵绝缘电阻探测 户用光伏并网发电系统运行前，应探测光伏方阵和地之间的绝缘电阻，之后应至少每 24h 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