光伏系統(tǒng)中原電力降壓變壓器能否做升壓用

問題點：

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；還有一個條件，光伏最大容量不得超過上一級變壓器容量的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，通過這個變壓器升到10KV電網(wǎng)系統(tǒng)中。這個問題是很多業(yè)主、設計院、供電公司共同關心的問題，由于沒有先例，大家的觀點也不一樣，下面是根據(jù)變壓器的原理和實際應用，參考了國內(nèi)幾家變壓器研發(fā)人員的意見，做了一個調(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

原則上升壓變壓器與降壓變壓器不能反向替代使用的。因為，升壓變壓器，等于將低壓電升成高壓電，那么對于系統(tǒng)來講，其低壓側等于是吸收電能相當于負荷，高壓側送出電能相當于電源，系統(tǒng)的負荷接受的標準的額定電壓，而電源側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，那么高壓側輸出的電壓等于是比額定電壓高10％的電壓。

舉例，一臺降壓變低壓側額定電壓為380V，高壓側額定電壓為10KV，那么，低壓側受電電壓為額定電壓就是380V，而高壓側送出的就不能是額定電壓了，應當比額定電壓高10％即11KV。如果考慮變比的話，低壓側為380匝（打個比方），高壓側不能是10000匝而必須是11000匝了。這臺降壓變壓器如果當作升壓變壓器來用的話，其低壓側電壓要升到420V，高壓側輸出的電壓才能達到10KV，而低壓側電壓升高，會損壞運行設備。

另外，從結構上說，降壓變壓器的低壓繞組在內(nèi)側，高壓繞組在外側，分接開關都裝在高壓繞組上，不僅便于分接頭的抽出，還因高壓繞組電流小，線細，好焊接分接頭。降壓變壓器調(diào)高壓側分接頭就可調(diào)節(jié)低壓側電壓。用作升壓變壓器，則應將分接開關接在低壓側才能滿足調(diào)壓要求，且低壓繞組的電流大，導線截面也大，切換時危險明顯增加。

再則，降壓變壓器為了抑制三次諧波對電壓波形的影響，一般都采用三角形接線，平時只帶少量的站用負載和一些無功補償設備，特別是三繞組變壓器，一般低壓側容量較小，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母線恢復電壓，電廠用的升壓變短路阻抗與一般降壓變壓器也有區(qū)別。

同芯結構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

根據(jù)一、二次電壓大小的關系，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。簡單地說電磁感應就是電能轉(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：運行I1的物理實體是初級繞組，運行I2的物理實體是次級繞組，它們是變壓器的電路部分；Φ是磁力線，它所在的物理實體是鐵心，它是變壓器的磁路。

當變壓器的容量P（kVA）及繞組的匝數(shù)W一定時，鐵心中的磁通量Φ（韋伯(wb）就定下來了，一臺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：初級繞組的匝數(shù)，W2：次級繞組的匝數(shù)，一臺電力變壓器，W1及W2是沒有變化的（除穩(wěn)定電壓不得已改變一側繞組匝數(shù)除外），所以除了電網(wǎng)電壓波動因素外，電壓U1與U2也是沒有變化的，如將原來的次級繞組W2作為初級繞組W1，那么原來初次繞組W1改變?yōu)楝F(xiàn)在的次級繞組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得出結論：在相同頻率、同等容量的條件下，一臺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)廠家實際操作經(jīng)驗也可以得出：升壓變壓器與降壓變壓器在設計、工藝、制造、試驗等多方面是沒有差別的，所以從實踐中得出：在相同頻率、同等容量的條件下，一臺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，非正常時當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升壓變壓用，但根據(jù)實際應用情況，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）油變在5%以下，干變在6.5%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，可以在高壓側或者低壓側多設計一個抽頭，當電流潮向改變時，自動切換。

4、裝一個防逆流控制器，當檢測有電流流向電網(wǎng)時，降低逆變器輸出功率。

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