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技术文章|光伏系统中的变压器选型与设计(下)
2017-07-28

前言


变压器是一种能改变交流电压而保持交流电频率不变的电器设备。在电力系统的送变电过程中,变压器是一种重要的电器设备。


送电时,通常使用变压器把发电机的端电压升高,对于输送一定功率的电能,电压越高,电流就越小,输送导线上的电能损耗越小,由于电流小,则可以选用截面积小的输电导线,能节约大量的金属材料。用电时,再利用变压器将输电导线土的高电压降低,以保证人身安全和减少用电器绝缘材料的消耗。



本节将继续深入了解变压器的知识



4、干式变压器与油浸式变压器


相同的是都是电力变压器,都有作磁路的铁芯和作电路的绕组。


而最大的区别是在“油式”与“干式”。也就是说两者的冷却介质不同,前者是以变压器油作为冷却及绝缘介质,后者是以空气作为冷却介质。油变是把由铁芯及绕组组成的器身置于一个盛满变压器油的油箱中。干变常把铁芯和绕组用环氧树脂浇注包封起来,也有一种现在用得多的是非包封式的,绕组用特殊的绝缘纸再浸渍专用绝缘漆等,起到防止绕组或铁芯受潮。


油变造价低、维护方便,但是可燃、可爆。干变由于具有良好的防火性,可安装在负荷中心区,以减少电压损失和电能损耗。但干变价格高,体积大,防潮防尘性差,而且噪音大。干变可以拆开运输放便,清洁,易维护,按装不需机座,没有渗油池等优点 。



5、美式箱变与欧式箱变


在光伏系统中,变压器是可靠性最稳定可靠的电气设备之一,一般不需要专人进行维护、监管。


相关人员只要注意变压器的外在特征变化,及时报告有关人员,履行告知即可。正常工作的变压器,一般都有一些轻微的振动声音,有一定温升,没有气味。一旦振动声音明显增加,出现怪味、打火等特殊现象时,就必须及时报告并远离。


箱式变压器(简称箱变)是一种把高压开关设备配电变压器,低压开关设备,电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置。


有欧式和美式两种,欧式箱式变电站,从结构上采用高、低压开关柜,变压器组成方式,形象好比给高、低压开关柜、变压器盖了房子。美国箱式变电站,在结构上将负荷开关,环网开关和熔断器结构简化放入变压器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化锌避雷器。变压器取消油枕,油箱及散热器暴露在空气中,形象好比给变压器旁边挂个箱子,从体积上看,欧式箱变由于内部安装常规开关柜及变压器,产品体积较大,美式箱变由于采用一体化安装体积较小。



6、双分裂变压器与双绕组变压器


光伏系统升压变压器有双分裂变压器与双绕组变压器两种,三相双绕组双分裂变压器拥有高压、低压两个绕组,并把低压绕组分裂成两部分,在电气上互不相连。


这两个分裂的低压可以并联运行,也可以单独运行。双分裂变压器是低压侧分裂成两个相同容量,联接组别和电压等级的绕组,前面分别接两个光伏逆变器,双分裂变压器成本虽高,但双分裂变压器由于结构优势,实现了两台逆变器之间的电气隔离,减小了两支路间的电磁干扰及环流影响,逆变器的交流输出分别经变压器滤波,输出电流谐波小,提高了输出的电能质量。


选择用双分裂变压器还是双绕组变压器,主要看前级的光伏逆变器滤波器设计方案,一般来说,使用LC滤波方案的逆变器,如果是两台并联,推荐使用双分裂变压器,因为电容并联,容易在两个支路间之间产生较大的环流,影响逆变器的正常使用功能;使用LCL滤波方案的逆变器,为了节省成本,可以使用双绕组变压器。



7、光伏系统容量和变压器的选择


光伏上网,有使用公共变压器和光伏专用变压器两种方案,如果使用原公共的降压变压器上网,根据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》4.3.1要求:小型光伏电站总容量不宜超过上一级变压器供电区域内的最大负荷的25%,这主要是从电网安全角度上来考虑的,受天气和环境影响,光伏输出功率不稳定,需要电网提供强大的平衡能量,而这些能量需要变压器原边和副边电磁交换来提供,25%这个比例就是经过多次实验得出来的经验值。


使用光伏专用变压器上网,变压器没有别的负载,主要考虑的因素就是逆变器的最大输出功率不能超过变压器的容量,而逆变器最大输出功率和光伏组件的容量、安装方位角和倾角,以及天气条件,逆变器安装场地等多种因素有关,光伏逆变器最大输出功率一般是组件是0.9左右,变压器的功率因素一般在0.9左右,所以一般要求光伏组件和变压器按1:1配置,或者变压器容量稍大于组件容量。




关于在光伏系统中变压器的选型和设计,

内容都在这啦!



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