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变压器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。变压器主要由两个线圈和一个铁芯组成,其中一个线圈是输入线圈,另一个是输出线圈。变压器的作用是通过铁芯的磁路作用来传递电能,将高电压变成低电压或低电压变成高电压,来满足不同场合下的电能需求。例如,变压器在家庭用电中起到了很重要的作用,将电力系统送来的高电压电能通过变压器降压后再供给住宅、商铺等用电设施。变压器还在工业生产、输电输配电等方面都有广泛的应用,成为电力系统不可或缺的重要设备。
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,人身安全和减少用电器绝缘材料的消耗。
我国的交流电压等级有三种,单相220V、三相380V称为低压,一般用于家庭和工商业。三相10kV,15kV,35kV称为中压,110kV、220kV、330kV、500kV,1000KV称为高压。
电网公司规定:8kW及以下可接入220V,8~400kW可接入380V,400kW~6MW可接入10kV,5MW~20MW可接入35kV。因此400kW以下的光伏电站可直接接入380/220V低压电网。如果电站容量超过400kW并入中压电网,中大功率电站,一般使用功率组串式逆变器和大功率集中式逆变器,输出电压有很多种,常见的有315V、400V、480V、500V、540V、690V等多种,后级必须接升压隔离变压器。对于大型光伏电站,根据电网公司的规定,容量在400kW以上的电站需要接入中压电网。这种情况下,通常会使用功率组串式逆变器和大功率集中式逆变器,输出的电压有多种选择,例如315V、400V、480V、500V、540V、690V等。不过这种逆变器输出的电压都需要经过升压隔离变压器进行升压。而对于容量在400kW以下的光伏电站,则可以直接接入380/220V低压电网。
通过这些规定的安装方式,光伏电站的运行效率和安全性。
除功率传送和电压变换作用外,在光伏系统中,变压器还有以下作用:
1)电气隔离:隔离变压器初级和次级是靠磁路来传递能量,组件和电网电气隔离,可以阻止直流分量和漏电流进入电网,适用于组件负极接地系统。
2)在抑制组件PID解决方案中,逆变器后面接入隔离变压器,再提升N极对地的电位,间接提升组件负极对的电位,达到抑制组件PID的目的。对于400kW以下容量的光伏电站,可以直接连接到380/220V低压电网。通过这种规定的安装方式,可以光伏电站的运行效率和安全性。除了传递功率和变换电压的作用外,变压器在光伏系统中还有其他作用。首先,变压器可以实现电气隔离,从而防止直流分量和漏电流进入电网,使组件和电网之间得到隔离,适用于组件负极接地系统。其次,在抑制组件PID解决方案中,隔离变压器被安装在逆变器之后,抬高N极的地电位,间接提高组件负极的电位,达到抑制组件PID的目的。
3)匹配电压:有些的电网电压和我国不一样,如美国是单相110V,三相220V,可以在逆变器后面加一个变压器,匹配接入电压。