光伏安裝者*電工知識—基本電路

本章介紹光伏系統基本電路知識
2.1、電路的組成和作用
電流所流過的路徑稱為電路。它是由電源、負載、開關和連接導線等4個基本部分組成的。電源是把非電能轉換成電能并向外提供電能的裝置。常見的電源有光伏發電系統、蓄電池和發電機等。負載是電路中用電器的總稱，它將電能轉換成其他形式的能。如電燈把電能轉換成光能;電烙鐵把電能轉換成熱能;電動機把電能轉換成機械能。開關屬于控制電器，用于控制電路的接通或斷開。連接導線將電源和負載連接起來，擔負著電能的傳輸和分配的任務。電路電流方向是由電源正極經負載流到電源負極，在電源內部，電流由負極流向正極，形成一個閉合通路。
電源和負載也是可以變換的，如電網一般都是電源，但在光伏并網系統中，電源是組件和逆變器，電網是負載。蓄電池在充電時是負載，放電時是電源。
2.2、電路的三種狀態
電路有三種狀態：即通路、開路、短路。
通路是指電路處處接通。通路也稱為閉合電路，簡稱閉路。只有在通路的情況下，電路才有正常的工作電流，開路是電路中某處斷開，沒有形成通路的電路，開路也稱為斷路，此時電路中沒有電流;短路是指電源或負載兩端被導線連接在一起，分別稱為電源短路或負載短路。電源短路時電源提供的電流要比通路時提供的電流大很多倍，通常是有害的，也是非常危險的，所以一般不允許電源短路。
光伏系統中，逆變器工作時，組件處于通路狀態，組件的電壓就是工作電壓;逆變器沒有工作時，組件處于開路狀態，組件的電壓就是開路電壓，開路電壓一般要比工作電壓高19%左右。由于組件是一個電流源，內阻比較高，組件短路時電流也不大，約為工作電流的1.25倍，所以單路的組件短路，熔斷器不會熔斷，逆變器里面的熔斷器的主要作用是有多路接入時，任意一組接地，防止別的組串就會流向這一路，**過三路就需要配熔斷器了。
2.3、歐姆定律
所謂一段電阻電路是指不包括電源在內的外電路，電阻電路歐姆定律的內容是，流過導體的電流強度與這段導體兩端的電壓成正比;與這殷導體的電阻成反比。其數學表達式為：
1)當全電路處于通路狀態時，得出端電壓為：，由公式可知，隨著電流的增大，外電路電壓也隨之減小。電源內阻越大，外電路電壓減小得越多。在直流負載時需要恒定電壓供電，所以總是希望電源內阻越小越好。
2)當全電路處于斷路狀態時，相當于外電路電阻值趨于無窮大，此時電路電流為零，開路內電路電阻電壓為零，外電路電壓等于電源電動勢。
3)當全電路處于短路狀態時，外電路電阻值趨近于零，此時電路電流叫短路電流。由于電源內阻很小，所以短路電流很大。短路時外電路電壓為零，內電路電阻電壓等于電源電動勢。
2.4、串聯和并聯電路
在一段電路上，將幾個電阻或者電源的首尾依次相連所構成的一個沒有分支的電路，叫做串聯電路。將兩個或兩個以上的電阻或者電源兩端分別接在電路中相同的兩個節點之間，這種連接方式叫做并聯電路。
1)串聯電路有以下特點：
2）電阻的并聯電路有如下特點：
在并聯電路中，電阻的阻值越大，這個電阻所分配到的電流越小，反之越大，即電阻上的電流分配與電阻的阻值成反比。這個結論是電阻并聯電路特點的重要推論，用途較為廣泛，比如，用并聯電阻的辦法，擴大電流表的量程。
電阻并聯的應用，同電阻串聯的應用一樣，也很廣泛。例如：
a因為電阻并聯的總電阻小于并聯電路中的任意一個電阻，因此，可以用電阻并聯的方法來獲得阻值較小的電阻。
(2)由于并聯電阻各個支路兩端電壓相等，因此，工作電壓相同的負載，如電動機、電燈等都是并聯使用，任何一個負載的工作狀態既不受其他負載的影響，也不影響其他負載。在并聯電路中，負載個數增加，電路的總電阻減小，電流增大，負載從電源取用的電能多，負載變重;負載數目減少，電路的總電阻增大，電流減小，負載從電源取用的電能少，負載變輕。因此，人們可以根據工作需要啟動或停止并聯使用的負載。
(3)在電工測量中應用電阻并聯方法組成分流器來擴大電流表的量程。
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