光伏系統(tǒng)中原電力降壓變壓器能否做升壓用

問題點(diǎn)： 　　在分布式光伏系統(tǒng)中，一般是采用自發(fā)自用，余量上網(wǎng)的方式， 國(guó)家規(guī)定，220V系統(tǒng)，最大接入8KW, 380V系統(tǒng)，最大接入400KW, 10KV系統(tǒng)，最大接入6MW；還有一個(gè)條件，光伏最大容量不得超過上一級(jí)變壓器容量的25%。在分布式光伏電站中，大部份光伏發(fā)電都是在低電側(cè)消耗了，但在節(jié)假日，工廠放假，本身消耗不了，這部分光伏發(fā)電能否能過電力降壓變壓器反過來做升壓用，通過這個(gè)變壓器升到10KV電網(wǎng)系統(tǒng)中。這個(gè)問題是很多業(yè)主、設(shè)計(jì)院、供電公司共同關(guān)心的問題，由于沒有先例，大家的觀點(diǎn)也不一樣，下面是根據(jù)變壓器的原理和實(shí)際應(yīng)用，參考了國(guó)內(nèi)幾家變壓器研發(fā)人員的意見，做了一個(gè)調(diào)查，供各位參考，我的目的是拋磚引玉，希望能得到真正專家的意見。 　　1、不同意方論點(diǎn) 　　原則上升壓變壓器與降壓變壓器不能反向替代使用的。因?yàn)椋龎鹤儔浩?，等于將低壓電升成高壓電，那么?duì)于系統(tǒng)來講，其低壓側(cè)等于是吸收電能相當(dāng)于負(fù)荷，高壓側(cè)送出電能相當(dāng)于電源，系統(tǒng)的負(fù)荷接受的標(biāo)準(zhǔn)的額定電壓，而電源側(cè)輸出的電壓考慮到線路及變壓器本身的壓降約10％，為了保證送到用戶正好是額定電壓，那么高壓側(cè)輸出的電壓等于是比額定電壓高10％的電壓。 　　舉例，一臺(tái)降壓變低壓側(cè)額定電壓為380V，高壓側(cè)額定電壓為10KV，那么，低壓側(cè)受電電壓為額定電壓就是380V，而高壓側(cè)送出的就不能是額定電壓了，應(yīng)當(dāng)比額定電壓高10％即11KV。如果考慮變比的話，低壓側(cè)為380匝（打個(gè)比方），高壓側(cè)不能是10000匝而必須是11000匝了。這臺(tái)降壓變壓器如果當(dāng)作升壓變壓器來用的話，其低壓側(cè)電壓要升到420V，高壓側(cè)輸出的電壓才能達(dá)到10KV，而低壓側(cè)電壓升高，會(huì)損壞運(yùn)行設(shè)備。 　　另外，從結(jié)構(gòu)上說，降壓變壓器的低壓繞組在內(nèi)側(cè)，高壓繞組在外側(cè)，分接開關(guān)都裝在高壓繞組上，不僅便于分接頭的抽出，還因高壓繞組電流小，線細(xì)，好焊接分接頭。降壓變壓器調(diào)高壓側(cè)分接頭就可調(diào)節(jié)低壓側(cè)電壓。用作升壓變壓器，則應(yīng)將分接開關(guān)接在低壓側(cè)才能滿足調(diào)壓要求，且低壓繞組的電流大，導(dǎo)線截面也大，切換時(shí)危險(xiǎn)明顯增加。 　　再則，降壓變壓器為了抑制三次諧波對(duì)電壓波形的影響，一般都采用三角形接線，平時(shí)只帶少量的站用負(fù)載和一些無功補(bǔ)償設(shè)備，特別是三繞組變壓器，一般低壓側(cè)容量較小，很難勝任升壓變壓器的工作。 　　為了限制短路故障電流及低壓側(cè)母線恢復(fù)電壓，電廠用的升壓變短路阻抗與一般降壓變壓器也有區(qū)別。 　　同芯結(jié)構(gòu)的三圈變要考慮功率的傳送和變壓器繞組之間的耦合問題，一般是將變壓器的繞組從鐵心向外的排列順序是：低、中、高；而升壓變的排列順序是：中、低、高。 　　2、同意方論點(diǎn) 　　根據(jù)一、二次電壓大小的關(guān)系，可以將變壓器分為：降壓變壓器和升壓變壓器。一次電壓高于二次電壓叫作降壓變壓器，一次電壓低于二次電壓叫作升壓變壓器。在相同頻率、同等容量的條件下，一臺(tái)電力變壓器可以作為降壓變壓器使用，逆轉(zhuǎn)過來，也可以作為升壓變壓器使用。 　　變壓器的基本原理是：電磁感應(yīng)。簡(jiǎn)單地說電磁感應(yīng)就是電能轉(zhuǎn)換為磁能，磁能轉(zhuǎn)換為電能，這符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。 　　下面是變壓器的基本物理模型： 　　上圖中：運(yùn)行I1的物理實(shí)體是初級(jí)繞組，運(yùn)行I2的物理實(shí)體是次級(jí)繞組，它們是變壓器的電路部分；Φ是磁力線，它所在的物理實(shí)體是鐵心，它是變壓器的磁路。 　　當(dāng)變壓器的容量P（kVA）及繞組的匝數(shù)W一定時(shí)，鐵心中的磁通量Φ（韋伯(wb）就定下來了，一臺(tái)電力變壓器不管作為降壓變壓器使用還是作為升壓變壓器使用，磁路的實(shí)體即鐵心及物理意義沒有發(fā)生變化。 　　變壓器是根據(jù)生活的需要改變電壓的靜止電器，其電壓比等于匝數(shù)比，上圖中：U1/U2=W1/W2。W1：初級(jí)繞組的匝數(shù)，W2：次級(jí)繞組的匝數(shù)，一臺(tái)電力變壓器，W1及W2是沒有變化的（除穩(wěn)定電壓不得已改變一側(cè)繞組匝數(shù)除外），所以除了電網(wǎng)電壓波動(dòng)因素外，電壓U1與U2也是沒有變化的，如將原來的次級(jí)繞組W2作為初級(jí)繞組W1，那么原來初次繞組W1改變?yōu)楝F(xiàn)在的次級(jí)繞組W2，上面公式U1/U2=W1/W2反之U2/U1=W2/W1仍然完全成立。 　　從上面電力變壓器物理模型到理論推導(dǎo)得出結(jié)論：在相同頻率、同等容量的條件下，一臺(tái)電力可以作為降壓變壓器使用，逆轉(zhuǎn)過來，也可以作為升壓變壓器使用是成立的。 　　從變壓器專業(yè)生產(chǎn)廠家實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)也可以得出：升壓變壓器與降壓變壓器在設(shè)計(jì)、工藝、制造、試驗(yàn)等多方面是沒有差別的，所以從實(shí)踐中得出：在相同頻率、同等容量的條件下，一臺(tái)電力可以作為降壓變壓器使用，逆轉(zhuǎn)過來，也可以作為升壓變壓器使用是成立的。 　　3、結(jié)論： 　　從理論上講，變壓器是不分功率流向的，正常是從高壓向低壓輸送電能，非正常時(shí)當(dāng)然可以從低壓向高壓輸送電能。而光伏逆變器輸出電壓范圍較寬，可以在360-440V可調(diào)，所以降壓變壓器可以當(dāng)升壓變壓用，但根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，還需要做一些調(diào)整和加措施防止逆流發(fā)生 ： 　　1、 原降壓變壓器壓降不是很大，一般（10/0.4KV）油變?cè)?%以下，干變?cè)?.5%以下，35/10KV主變也在8%以內(nèi)。 　　2、 逆變器和降壓變壓器盡量放在一起，減少線損。 　　3、如果是新裝的變壓器，可以在高壓側(cè)或者低壓側(cè)多設(shè)計(jì)一個(gè)抽頭，當(dāng)電流潮向改變時(shí)，自動(dòng)切換。 　　4、裝一個(gè)防逆流控制器，當(dāng)檢測(cè)有電流流向電網(wǎng)時(shí)，降低逆變器輸出功率。