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光伏电站基础知识系列总结:三相交流电路的星、三角接法
日期:2014-12-03   [复制链接]
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光伏电站作为一种电源,需要与负载和电网相连。电网和大部分负载都是三相交流电,因此光伏电站也需要以三相交流电的形式与其连接。光伏电站在进行电缆线径选择、相关开关设备整定、二次设备配置时,都需要对线路电流、电压等进行计算,因此有必要掌握三相交流电的主要知识。

三相电压


在发电机两个磁极中间放一个线圈,让线圈以w的速度顺时针旋转。根据右手定则(右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中,若磁感线垂直进入手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向N极),大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流(动生电动势)的方向。),线圈中产生感应电动势,其方向由A→X,(见下图)

发电机原理图

图一 发电机原理图
 
合理设计磁极形状,使磁通按正弦规律分布,线圈两端便可得到单相交流电动势。

若在下图定子中放三个相同线圈:

三相电机原理
图二 三相电机原理

转子装有磁极并以w的速度旋转。三个线圈中便产生三个大小相等,频率相同,相位互差120°的电动势。

三相交流电源的连接

通过三根导线,每根导线作为其他两根的回路,其三个分量的相位差依次为一个周期的三分之一或120°位相角的电流。

三相电源连接方式 常用的有星形连接(即Y形)和三角形连接(即△形)。

2.1星形(Y)接法

把三相电源三个绕组的末端、X、Y、Z连接在一起,成为一公共点O,从始端A、B、C引出三条端线,这种接法称为“星形接法”或称“Y形接法”。

图三 星形接法

任意两根端线之间的电压称为线电压,任意一相与中性线之间的电压称为相电压;3个电源形成一个回路,只有三相电源对称且连接正确时,电源内部才没有环流。

图四 相电压与线电压的关系

由上图可知:线电压=1.732相电压(超前或滞后30°),俗称的380V即为线电压,220V即为相电压。而该种接法,相电流和线电流是相等的。

2.2三角形(Δ)接法

图五 三角形接法

三角形接法是将各相电源或负载依次首尾相连,并将每个相连的点引出,作为三相电的三个相线。此时,相电压=线电压,线电流=1.732相电流。

2.3星形和三角形接法的比较

两种接法的相电流公式为:

Δ:相电流=功率÷3线电压

Y:相电流=线电流=功率÷1.732线电压

星形接法由于起输出功率小,常用于小功率,大扭矩电机,或功率较大的电机起步时候用,这样对机器损耗较小,正常工作后再换用三角形接法。

光伏电站并网点电流计算

光伏电站一般需要经过升压变压器,将电压等级升至并网点电压,而变压器的接法一般为低压三角形接法,高压星形接法,这是因为考虑到用电安全,国内3~66KV系统,特别是3~10KV系统,一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,10KV以上系统,都采用中性点直接接地的运行方式,220V/380V低压配电系统,广泛采用中性点直接接地的运行方式。所以输配电线路一般采用星形接法(三相五线制)。

以380V低压并网为例,每兆瓦为一个发电单元,则:

功率P=1000KW=3U相×I相,其中U相=220V

那么:I相=I线=P÷1.732U线=1000/0.66=1515.2A,按照每平方毫米载流量2A电流计算,电缆线径约750平方毫米,宜选择YJV22-4*(3*185+1*95)。(作者微信公众平台帐号:光伏经验网)

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刘殿宝

控制理论与控制工程专业硕士,先后从事组件技术、光伏系统技术、电站项目开发等工作,从业五年,在分布式光伏电站项目前期开发、中期设计施工、后期验收维护有一定的经验积累,擅长总结和分享。
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来源:阳光工匠光伏网作者:刘殿宝
 
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