4. 升压变压器选型基础
光伏交流侧升压变压器位于并网逆变器与中压集电线路之间，承担电压抬升、电气隔离和故障电流限制三重任务。选型不是简单按容量“套一个型号”，而是围绕容量、电压比、阻抗电压、联结组别、冷却方式和温升限值六个参数协同确定。任一参数选偏，都可能导致并网点电压越限、逆变器频繁脱网或保护配合失效。
一、容量计算：从逆变器容量反推
变压器容量首先由所接逆变器总容量决定，再叠加损耗与裕量。基本关系为：
S_T ≥ (ΣP_inv / (η_inv · cosφ)) × K_m
S_T：变压器额定容量（kVA）
ΣP_inv：所接逆变器交流侧额定有功之和（kW）
η_inv：逆变器效率，一般取 0.98～0.99
cosφ：并网功率因数，按 0.95～1.0 取值
K_m：容量裕量系数，通常取 1.05～1.10以一台 1 MW 集中式逆变器为例，取 η_inv=0.98、cosφ=0.99、K_m=1.05，则 S_T ≥ (1000/0.98/0.99)×1.05 ≈ 1082 kVA，向上取标准容量 1250 kVA。若一台变压器带两台 1 MW 逆变器，则 S_T ≥ 2164 kVA，取 2500 kVA。注意：光伏逆变器输出功率随辐照波动，变压器长期运行在 60%～90% 负载率区间，容量不宜压得过紧，否则夏季正午满发时温升会迅速逼近限值。
二、电压比确定：兼顾并网点电压与逆变器输出
电压比由逆变器交流输出电压和集电线路电压等级共同决定。常见组合为 0.4/35 kV、0.8/35 kV、0.69/10 kV 等。确定时需考虑三点：一是逆变器满发时交流侧电压通常略高于额定值（约 1.02～1.05 倍）；二是变压器分接范围应覆盖并网点电压波动，一般选 ±2×2.5% 或 ±5%；三是低压侧额定电压应略高于逆变器最高输出电压，避免逆变器过调制。例如逆变器最高交流输出 420 V，则低压侧宜选 0.44 kV 或 0.48 kV，而非 0.4 kV。
三、阻抗电压选择：在短路电流与电压降之间取平衡
阻抗电压 U_k 决定变压器短路阻抗，直接影响并网点短路容量和线路电压降。U_k 偏小，短路电流大，对低压侧开关和保护要求高；U_k 偏大，负载时电压降大，逆变器可能因过压而限功率。光伏升压变压器常用 U_k 范围为 4%～6.5%：容量 1250 kVA 以下取 4%～4.5%，1600～2500 kVA 取 5%～6%，3150 kVA 以上取 6%～6.5%。若集电线路较长、并网点短路容量偏小，可适当提高 U_k 以抑制短路电流，但需校核满载时低压侧电压不低于逆变器最低工作电压。
四、联结组别：影响谐波通路与零序保护
光伏升压变压器低压侧常为 Δ 接，高压侧为 Y 接，即 Dyn11 或 Ynd11。Dyn11 的 Δ 侧为三次谐波提供环流通路，避免谐波注入电网；同时高压侧 Y 接中性点可接地，便于零序保护配置。若逆变器输出为三相三线制，低压侧也可采用 Y 接，但需确认中性点处理方式。联结组别还决定高低压侧线电压相位差，并联运行的两台变压器组别必须一致，否则环流会迅速损坏绕组。
五、冷却方式与温升限值
光伏升压变压器多采用油浸自冷（ONAN）或油浸风冷（ONAF）。ONAN 结构简单、免维护，适合 2500 kVA 以下；ONAF 可在相同体积下提升约 25%～30% 容量，适合空间受限的箱式升压站。温升限值按绝缘耐热等级确定：A 级绝缘绕组温升不超过 60 K，油面温升不超过 55 K；B 级绝缘可放宽至 80 K/70 K。实际选型时，应按当地最高环境温度（如 40 ℃）校核，确保绕组热点温度不超过绝缘等级允许值。若夏季正午负载率长期超过 85%，建议选 ONAF 或加大一档容量。
六、典型参数表与选型练习
下表给出一组常见光伏升压变压器的典型参数，供选型对照。表中数据为工程常用参考值，实际项目应以厂家资料和短路计算为准。
| 容量 (kVA) | 电压比 (kV) | 阻抗电压 (%) | 联结组别 | 冷却方式 | 绕组温升 (K) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1250 | 0.44/35 | 4.5 | Dyn11 | ONAN | 60 |
| 1600 | 0.44/35 | 5.0 | Dyn11 | ONAN | 60 |
| 2500 | 0.48/35 | 6.0 | Dyn11 | ONAF | 60 |
| 3150 | 0.69/35 | 6.5 | YNd11 | ONAF | 65 |
选型练习：某光伏方阵配置 2 台 1 MW 逆变器，逆变器最高交流输出电压 420 V，并网点电压 35 kV，并网点短路容量 120 MVA，当地最高环境温度 42 ℃。请完成选型。
- 容量：ΣP_inv=2000 kW，取 η=0.98、cosφ=0.99、K_m=1.05，S_T ≥ (2000/0.98/0.99)×1.05 ≈ 2164 kVA，选 2500 kVA。
- 电压比：逆变器最高输出 420 V，低压侧选 0.48 kV，高压侧 35 kV，即 0.48/35 kV。
- 阻抗电压：2500 kVA 对应 U_k 取 6%。校核短路电流：I_sc ≈ S_T/(√3·U_k·U_2) = 2500/(1.732×0.06×35) ≈ 687 A，低于 35 kV 开关额定开断电流 25 kA，满足要求。
- 联结组别：选 Dyn11，低压 Δ 侧为三次谐波提供通路，高压 Y 侧中性点接地。
- 冷却与温升：环境温度 42 ℃，2500 kVA 选 ONAF，绕组温升限值 60 K，油面温升 55 K，需在订货时注明环境温度修正。