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光伏电站中,特别是大型集中式逆变器或箱逆变一体机中,主电路直流电压非常高(如1500V),交流侧电压也通常为800V、1140V等中压等级。这个变压器的作用是:
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安全隔离:这是最关键的作用。它将高电压的主电路(1140V)与低电压的控制电路(400V)进行电气隔离,保障设备和运维人员的安全。即使主电路发生故障,也能有效防止高电压窜入控制回路,造成大规模损坏或电击风险。
电压匹配:直接将1140V中压转换为适合低压电器使用的400V电压。
关键考量因素(与普通机床变压器的区别)
由于应用场景特殊,选择此类变压器需格外注意以下几点:
高绝缘等级:
输入电压高达1140V,这要求变压器初、次级绕组之间以及绕组与铁芯/外壳之间的绝缘强度必须非常高。通常需要采用F级或H级的绝缘系统,以确保在高压下长期稳定运行,并能承受瞬时过电压(如雷击浪涌)。
高防护等级(IP Rating):
光伏电站环境可能恶劣(户外、高温、高湿度、风沙)。因此,变压器通常需要较高的防护等级,如IP54(防尘、防溅水)或更高,以防止内部受潮和积灰,导致绝缘失效或短路。
耐候性与材料:
绕组漆包线、绝缘材料、引线等都需要具备耐高温、抗老化、防紫外线等特性。如果是户外安装,外壳可能需要采用不锈钢或经过特殊防腐处理的材质。
效率与温升:
光伏电站追求发电效率,任何部件的损耗都应尽可能低。变压器应选择高效率型,采用优质冷轧硅钢片甚至非晶合金材料,以降低空载和负载损耗。
良好的散热设计(如加装散热片)至关重要,以控制其在高温环境下的温升。
合规与认证:
用于光伏电站的电气设备通常需要符合更严格的国家或国际标准(如GB/T, IEC标准),并可能需要通过相关认证,以确保其安全性和可靠性。
如何选型与建议
类型:
单相变压器:如果控制电源是单相400V(相线+零线),则选用单相变压器。输入接1140V的两根火线(线电压)。
三相变压器:如果需要为三相负载(如三相风机)供电,则需选用三相变压器。输入接三相1140V。
容量(功率)计算 (VA):
需要统计所有负载的总功率。
负载包括:控制系统电源模块、PLC、接触器/继电器线圈、散热风扇、水泵、加热器(除湿用)、照明、通信设备等。
计算方法:将每个设备的额定功率(VA或W)相加,并考虑同时系数(并非所有设备同时满负荷运行)。在此基础上预留25%-30%的裕量,以备未来扩容和确保变压器不过载。
举例:估算总负载约为5kVA,则应选择6.3kVA或7.5kVA的变压器。
技术参数明确:
输入电压 (Primary):1140V(确认是否允许范围,如1140V ±10%)
输出电压 (Secondary):400V(可能需要抽头,如400V±5%,以调整电压波动)
频率:50Hz
绝缘等级:F级或H级
防护等级:IP54或根据安装环境确定
冷却方式: 通常为AN(空气自冷)