核心功能与应用场景
联、席吕/生/150-1909-3116- 电压变换: 将输入侧的 800V AC 电压降低到输出侧的 400V AC 电压(线电压)。这是其主要功能。
- 电气隔离: 在输入(初级)绕组和输出(次级)绕组之间提供完全的电气隔离(Galvanic Isolation)。
- 安全: 这是最重要的功能,防止直流侧(来自光伏阵列和逆变器)的故障(如接地故障、直流注入)影响到交流侧(400V 电网或负载),反之亦然。满足安全规范和标准(如 IEC, UL, GB 等)的要求。
- 消除共模噪声/干扰: 隔离有助于阻断光伏逆变器产生的高频开关噪声、共模电压等传导到电网或敏感负载,提高系统电磁兼容性。
- 参考电位分离: 允许输入和输出侧有不同的接地系统或参考电位。
- 应用场景:
- 连接在光伏逆变器输出端和低压交流电网(400V)或本地负载之间。
- 常见于工商业屋顶光伏电站、小型地面光伏电站等需要接入400V三相系统的场景。
- 尤其适用于对电气安全隔离、抑制直流分量、提高电能质量有严格要求或规范强制要求的场合。
关键技术参数与选型要点
- 额定容量: 根据光伏系统的最大交流输出功率选择(单位 kVA)。通常需要略大于逆变器的最大交流输出功率(例如,逆变器输出100kW,变压器可选125kVA或160kVA),以提供必要的过载能力和散热裕量。
- 额定电压:
- 一次侧(输入): 800V AC (线电压)。
- 二次侧(输出): 400V AC (线电压)。
- 变比: 800V : 400V = 2 : 1。
- 额定频率: 通常为 50Hz 或 60Hz,需与当地电网频率一致。
- 连接组别:
- 最常见: Dyn11。表示一次侧(高压侧)为三角形连接,二次侧(低压侧)为星形连接,且二次侧线电压滞后一次侧对应线电压30度电角度。
- 其他可能: Yyn0, Dyn5, Dzn0 等。选择需考虑与逆变器输出特性、负载特性以及电网接入要求的匹配,特别是对谐波抑制和零序电流的影响。Dyn11 对抑制3次谐波有利,是较常用的选择。
- 绝缘等级: 通常为 H 级(180°C)或 F 级(155°C)。光伏系统运行环境温度可能较高(尤其是户外安装),且要求长寿命,因此H 级绝缘是更常见和推荐的选择。
- 防护等级:
- IP 等级: 取决于安装环境。
- 室内安装: IP20 或 IP23 通常足够。
- 室外安装: IP55 或更高是常见要求,以有效防尘和防水淋。
- 冷却方式:
- AN: 干式自冷(空气自然对流)。适用于容量较小、安装环境通风良好的场合。
- AF: 干式风冷(带强制风扇)。适用于容量较大或环境温度较高的场合,通过风扇强制散热,能提高短时过载能力。在光伏应用中,AF冷却更常见,以应对可能的过载和高温环境。
- 效率: 要求高效率以降低系统运行损耗。干式变压器的效率通常在 ≥ 96% - 98% 范围内(具体取决于容量和设计)。选择符合或高于能效标准(如 GB 20052, IEC 60076)的产品。
- 阻抗电压: 通常在 4% - 8% 之间。较低阻抗有利于电压调整率,较高阻抗有利于限制短路电流。需要根据系统短路容量和保护配合要求选择。
- 温升限值: 基于绝缘等级(如H级对应125K)。需要确保在最大负载和环境温度下,温升不超过限值。
- 过载能力: 光伏系统输出受日照影响,变压器应具备一定的短时过载能力(如110%负载运行2小时,150%负载运行若干分钟)。
- 谐波耐受能力: 光伏逆变器输出电流通常含有谐波(尤其是5次、7次等)。变压器设计应考虑谐波电流引起的额外损耗和发热,可能需要选择K-Factor(K系数) 设计的变压器(如K4, K13, K20),或在选型时预留足够的容量裕度。
- 直流偏磁耐受能力: 虽然隔离变压器本身无法完全阻止直流注入,但其设计应能承受一定程度的不平衡或微小直流分量(可能由逆变器或测量误差引起)而不至于饱和。