大型地面電站由于占地面積的原因，適合新建的地方通常是距離城市較遠的曠野甚至荒漠。所以發出來的電需要經過升壓，長途運輸才能送到使用者的手里。隨著大型光伏地面電站進入大規模應用階段，從逆變器到110kV或220kV送出的過程，離不開一系列的升壓、保護、測量、監控等中高壓一次設備的配套保障。

同時，在光伏組件功率及子陣的逐步增大，容配比擴大的情況下，對中高壓電器的多樣化需求，穩定性需求也在逐步的提升。下面基于常見的3.15MW子陣的設計方案對所涉及的中高壓元件、設備進行詳細介紹：

35kV箱式變壓器

箱變通常分為歐式箱變和美式箱變，一般在人員較多，考慮美觀性及安全性等方便時采用歐式箱變，造價偏高。而當環境較偏僻時，可選用美變。

美變具有結構緊湊，成本較低。從結構及元件上來看，美變通常采用插入式熔絲，后備熔絲+負荷開關組成，變壓器多為油變；而歐式箱變通常采用SF6負荷開關+熔斷器組合電器，并且支持環網供電和終端型，變壓器多為干變。此處的干變和油變主要區別在于絕緣介質，干變通常是由環氧樹脂等作為絕緣介質，油變則是采用變壓器油作為絕緣介質。根據光伏項目的特點目前常用的是美式箱變。

箱變內的元件：

熔斷器：通常采用XRNT型熔斷器，在過電流或短路時，熔斷器熔斷，內部彈簧跳開，撞針會通過相關機械連鎖，使得負荷開關跳閘。當然，我們在其他場合可能會看到使用斷路器的保護方式，熔斷器的保護相較于斷路器特點是速度快，在故障時可短時間切除，保護變壓器。通常短路可以做到20ms以內開斷，而中壓負荷開關通常需要100ms左右的分閘時間，斷路器則大概在40~80ms。所以，熔斷器更適合用于執行短路保護。

負荷開關：根據絕緣介質的區別，通常分為空氣型、SF6絕緣型。不管哪種，負荷開關的工作僅可以開斷額定電流范圍內的電流。比如630A的負荷開關，在額定電壓下，開斷電流不可大于630A。通常需要和熔斷器組合使用，實現全面的保護。

空氣型負荷開關

全絕緣環網柜及C-GIS：在傳統配網中為了提供供電可靠性的配電設備，使供電網連接成環形，形成環網供電。具有結構簡單，體積小，價格低等特點。憑借帶電件全密封在SF6氣體中的結構優勢，也逐步在惡劣環境及出口集裝箱式變壓器保護回路中得到大量應用。該柜體的采用可以使方案變得更加靈活。

全絕緣環網柜的結構緊湊，有搭配熔斷器組合電器的方案（比如F單元）。可用作光伏電站內的變壓器高壓側保護柜。動作原理依然是在過電流時，熔斷器熔斷后撞針推動負荷開關機構分閘，同時使得線路接地開關接地，保證線路安全。

35kV開關柜

經過35kV箱變后，幾個子陣的電流經過集電線路，匯集成一路大電流匯集至35kV配電室內的開關柜，通常型號為KYN61-40.5。根據項目規模，幾路電源進線經過斷路器后匯集至35kV開關柜主母線，再由35kV主母線直接連接至主變壓器。這一組柜子中，通常根據不同的功能又分為電源進線，PT柜，主變進線柜，接地變，和SVG線路保護柜等。下面就根據不同類型的柜子特點分別作結構介紹：

電源進線柜：主要由斷路器，電流互感器，帶電顯示器，避雷器，接地開關，零序電流互感器等構成。同時在內部分成4個獨立的隔室，保證某一隔室在發生故障時不會竄入其他隔室。斷路器采用手車式設計，在停電檢修時拉出斷路器手車，活門關閉，形成可見的隔離斷口，保證人員安全。作為光伏電源進線柜時，通常額定電流不超過630A。該柜型標準方案目前最大可支持3150A，短路開斷電流31.5kA，基本滿足絕大多數光伏電站的并網需求。

光伏電源進線柜內部結構

配套的手車式斷路器

母設柜：主要提供了線路的電壓信號，包括計量級、測量級及開口三角電壓。手車可采用隔離手車或熔斷器手車，PT的接法及參數推薦值為35/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1/3kV。

接地變：因為35kV電網通常為中性點不接地系統，接地變就是人為制造了一個中性點接地電阻，接地電阻通常很小。用于引出中性點以連接消弧線圈，當系統發生接地故障時，對正序負序電流呈高阻抗，對零序電流呈低阻抗性使接地保護可靠動作。除了可帶消弧線圈外，也可帶二次負載，代替站用變。

主變進線柜：通常采用架空出線的方案，通過母線橋與配電室外的主變壓器相連。元件及組成與光伏電源進線柜差異不大。

110kV主變壓器

有損耗低、溫升低、噪聲低，局放低，抗短路能力強等特點。

儲油柜通常選用膠囊密封或金屬波紋膨脹式密封機構，使得內部的變壓器油與外界空氣完全隔離，保證了油箱焊縫不滲漏油。

GIS或AIS

GIS (Gas-insulated switchgear)，即氣體絕緣金屬封閉開關設備。當然我們在傳統電網中也會見到AIS（Air-insulated switchgear），即空氣絕緣開關設備。GIS因使用了SF6作為絕緣介質，三相共筒式，可是占地面積大大減少，同時施工工期短，各個元件通用性強，采用積木式結構。因占地面積也是光伏電站的重要考量因素，所以在高壓設備的選擇上，大部分電站業主客戶更傾向于使用GIS來作為送出保護。

在電氣組成上，各個間隔也含有三工位隔離接地開關，斷路器，快速接地開關，檢修接地開關等多個回路保護器件。通常GIS的匯控柜安裝于室內，用于一次設備本體的控制。包括電網出口計量的相關信號也均可從匯控柜內獲得。

上述可以看出，現有傳統電力設備也基本上滿足了光伏電站的需求。但隨著光伏行業的迅速發展，越來越多的電力設備創新也會投入到光伏市場中。
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