Transformatorer för solcellsanläggningar: varför 0,8 kV och vad mer att specificera

Storskaliga och stora takbaserade solcellsanläggningar använder centrala eller strängväxelriktare med en AC-utgång på 800 V (ibland 690 V). Att koppla dem till medelspänningsnätet genom en standard 0,42 kV transformator är endast möjligt med en upptransformeringssteg emellan – dyrt och förlustfyllt. Det rätta verktyget är en distributiontransformator med en 0,8 kV lågspänningsvindning, som båda PNACHO-serier erbjuder från 630 kVA och uppåt.

Varför lågspänningsvindningen måste matcha växelriktaren

Växelriktare är strömbegränsade enheter. Vid 800 V levererar en 1 000 kW växelriktare cirka 720 A; vid 400 V skulle den behöva 1 440 A – dubbelt så stor kabeltvärsnitt, dubbelt så hög kostnad för samlingsskenor och fyra gånger I²R-förlusterna i varje meter lågspänningskabel. Tillverkare designar därför stora växelriktare för 800 V och transformatorn måste följa efter.

Hur man dimensionerar transformatorn för en solcellsanläggning

• Nominell effekt = AC-utgång från växelriktarna, inte den DC-toppeffekt som modulerna har. Ett 1,2 MWp-fält med 1 000 kW växelriktare behöver en 1 000 kVA transformator.
• Effektfaktor: nätstandarder kräver att anläggningen ska leverera reaktiv effekt (cos φ 0,9 – 0,95 induktiv eller kapacitiv). Dimensionera transformatorn för den uppenbara effekten vid den erforderliga cos φ, t.ex. 1 000 kW / 0,95 = 1 050 kVA → 1 250 kVA-enhet, eller acceptera korta överbelastningar.
• Daglig cykel: en PV-transformator körs med full belastning i några timmar runt middagstid och står stilla på natten. Låga tomgångsförluster är viktigare här än någon annanstans – över natten är transformatorn en ren kostnad.

Vektorgrupp och krav från nätoperatörer

De flesta europeiska distributionsoperatörer accepterar Dyn11 för produktionsanläggningar; vissa nät (delar av Polen, Tyskland och Österrike) specificerar Dyn5. Vektorgruppen har ingen påverkan på transformatorns effektivitet – det är en ren fasförskjutningskonvention som måste matcha det befintliga nätet när transformatorer parallellkopplas eller skyddet koordineras. PNACHO-transformatorer levereras som Dyn11 som standard och som Dyn5 på begäran till samma pris.

Harmoniska och inslagning

Moderna växelriktare uppfyller IEC 61000-gränserna och producerar låg harmonisk distorsion, så en standardtransformator behöver inte nedgraderas. Två punkter förtjänar fortfarande uppmärksamhet:

1. Inslagning vid morgonstart: om MV-brytaren stänger med transformatorn avlastad kan inslagningen nå 8–12 × nominell ström under några cykler. Ställ in MV-skyddet med en lämplig inslagningstolerans, eller energisätt från MV-sidan innan växelriktarna vaknar.
2. Elektrostatisk skärm: en skärm mellan HV- och LV-vindningar minskar överföringen av högfrekvent brus från växelriktarna till MV-nätet. Det är ett standardalternativ på PNACHO PV-versioner.

Vilken enhet att välja

För öppna fältanläggningar är den hermetiskt förseglade PNACHO-O 1000 kVA 21/0,8 kV det vanliga valet – utomhusklassad, låga tomgångsförluster, ingen underhåll. För anläggningar på industriella tak där transformatorn sitter inuti byggnaden, undviker den gjutna hartset PNACHO-D 1000 kVA 21/0,8 kV all olja i byggnaden. Alla PV-varianter listas under Produkter; filtrera efter 0,8 kV lågspänning.