光伏電站基礎知識系列總結:三相交流電路的星、三角接法

光伏

電站作為一種電源，需要與負載和電網相連。電網和大部分負載都是三相交流電，因此光伏電站也需要以三相交流電的形式與其連接。光伏電站在進行電纜線徑選擇、相關開關設備整定、二次設備配置時，都需要對線路電流、電壓等進行計算，因此有必要掌握三相交流電的主要知識。

三相電壓

在發電機兩個磁極中間放一個線圈，讓線圈以w的速度順時針旋轉。根據右手定則（右手平展，使大拇指與其餘四指垂直，並且都跟手掌在一個平面內。把右手放入磁場中，若磁感線垂直進入手心（當磁感線為直線時，相當於手心面向N極），大拇指指嚮導線運動方向，則四指所指方向為導線中感應電流（動生電動勢）的方向。），線圈中產生感應電動勢，其方向由A→X，（見下圖）

圖一 發電機原理圖

 合理設計磁極形狀，使磁通按正弦規律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。

若在下圖定子中放三個相同線圈：

圖二 三相電機原理

轉子裝有磁極並以w的速度旋轉。三個線圈中便產生三個大小相等，頻率相同，相位互差120°的電動勢。

三相交流電源的連接

通過三根導線,每根導線作為其他兩根的迴路,其三個分量的相位差依次為一個周期的三分之一或120°位相角的電流。

三相電源連接方式 常用的有星形連接(即Y形)和三角形連接(即△形)。

2.1星形（Y）接法

把三相電源三個繞組的末端、X、Y、Z連接在一起，成為一公共點O，從始端A、B、C引出三條端線，這種接法稱為「星形接法」或稱「Y形接法」。

圖三 星形接法

任意兩根端線之間的電壓稱為線電壓，任意一相與中性線之間的電壓稱為相電壓；3個電源形成一個迴路，只有三相電源對稱且連接正確時，電源內部才沒有環流。

圖四 相電壓與線電壓的關係

由上圖可知：線電壓=1.732相電壓（超前或滯後30°），俗稱的380V即為線電壓，220V即為相電壓。而該種接法，相電流和線電流是相等的。

2.2三角形（Δ）接法

圖五 三角形接法

三角形接法是將各相電源或負載依次首尾相連，並將每個相連的點引出，作為三相電的三個相線。此時，相電壓=線電壓，線電流=1.732相電流。

2.3星形和三角形接法的比較

兩種接法的相電流公式為：

Δ：相電流=功率÷3線電壓

Y：相電流=線電流=功率÷1.732線電壓

星形接法由於起輸出功率小，常用於小功率，大扭矩電機，或功率較大的電機起步時候用，這樣對機器損耗較小，正常工作後再換用三角形接法。

光伏電站併網點電流計算

光伏電站一般需要經過升壓變壓器，將電壓等級升至併網點電壓，而變壓器的接法一般為低壓三角形接法，高壓星形接法，這是因為考慮到用電安全，國內3~66KV系統，特別是3~10KV系統，一般採用中性點不接地或經消弧線圈接地的運行方式，10KV以上系統，都採用中性點直接接地的運行方式，220V/380V低壓配電系統，廣泛採用中性點直接接地的運行方式。所以輸配電線路一般採用星形接法（三相五線制）。

以380V低壓併網為例，每兆瓦為一個發電單元，則：

功率P=1000KW=3U相×I相，其中U相=220V

那麼：I相=I線=P÷1.732U線=1000/0.66=1515.2A，按照每平方毫米載流量2A電流計算，電纜線徑約750平方毫米，宜選擇YJV22-4*（3*185+1*95）。（作者微信公眾平臺帳號：光伏經驗網）

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系統專家顧問	■作者簡介：
	劉殿寶 控制理論與控制工程專業碩士，先後從事組件技術、光伏系統技術、電站項目開發等工作，從業五年，在分布式光伏電站項目前期開發、中期設計施工、後期驗收維護有一定的經驗積累，擅長總結和分享。
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