风电场中箱式变压器的选型与应用不

风电场中箱式变压器的选型与应用

风电场中箱式变压器的选型与应用

朱国权

（江苏东凌风力发电有限公司，江苏 如东 2200）

摘 要：风电场中箱式变压器有着举足轻重的作用，因此在工程前期选择合适的箱式变压器将对工程造价、设备的经济运营、保养与维护起着决定性的作用。 关键词：箱式变压器；功能；主流产品区别；选型要求

1 风电场中箱式变压器的主要功能

传输风力发电机生产的电能，提供风机机舱及塔筒内控制、照明、检修电源等，其主接线图如图1。

图1 风电场中箱式变压器主接线图

2 箱式变电器的功效

箱式变电器是一种高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备，即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，特别适用于风电场、城网建设与改造等，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。

为与风电场中接入系统的升压站或变电站相区别，本文统称为箱式变压器。

3 箱式变压器的主流产品与区别

目前国内箱式变压器根据产品结构不同及采用元器件的不同，分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。

我国自70年代后期，从法国、德国等国引进及仿制的箱式变电站，从结构上采用高、低压开关柜，变压器组成方式，这种箱变称为欧式箱变，形象比喻为给高、低压开关柜、变压器盖了房子。

从90年代起，我国引进美国箱式变电站，在结构上将负荷开关，环网开关和熔断器结构简化放入变压器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧化锌避雷器。变压器取消油枕，油箱及散热器暴露在空气中，这种箱变称为美式箱变，形象比喻为变压器旁边挂个箱子。

从体积上看，欧式箱变由于内部安装常规开关柜及变压器，产品体积较大。美式箱变由于采用一体化安装体积较小。

从保护方面，欧式箱变高压侧采用负荷开关加限流熔断器保护。发生一相熔断器熔断时，用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分闸，避免缺相运行，要求负荷开关具有切断转移电流能力。低压侧采用负荷开关加限流熔断器保护，美式箱变高压侧采用熔断器保护，而负荷开关只起投切转换和切断高压负荷电流的功能，容量较小。当高压侧出现一相熔丝熔断，低压侧的电压就降低，塑壳自动空气开关欠电压保护或过电流保护就会动作，低压运行不会发生。

从产品成本看，欧式箱变成本高。从产品降价空间看，美式箱变还存在较大降价空间，一方面美式箱变三相五柱铁心可改为三相三柱铁心，另一方面，美式箱变的高压部分可以改型后从变压器油箱内挪到油箱外，占用高压室空间。

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新能源与可再生能源发电 2009年第1辑 学术研讨会论文集 （总第126辑）

4 工程产品选型与要求

现代欧式箱变的基本结构分为 “目”字形和“品”字形等多种结构形式， 箱式骨架采用优质槽钢和角钢焊接而成，具有较高的机械强度，箱体外壳材料采用环保型非金属箱体，隔热抗辐射、防湿抗凝露、隔音抗风防尘能力强。墙面及贴面瓷砖颜色可与周围环境协调，具有较好的防腐能力，整体美观的外形经喷漆着色可与周围环境相协调，精心设计的底部起吊装置，给安装运输移动提供了极大的方便。

箱变内有的高压室、 变压器室和低压室， 各室照明随门的开闭自动关闭。 高压室内装有高压环网开关设备， 可根据用户需要选用压气式、产气式、真空式负荷开关，且具有“五防”功能， 当采用限流型高压熔断器时，有某相熔断器熔断时，负荷开关自动分闸，避免了因缺相运行而引起故障。

变压器室采用自然通风和自动控制的强迫散热风冷装置， 具有随温度变化而自动控制的排风系统，能有效控制降低箱内温度，满足运行要求，根据用户要求还可采用防凝露的装置。

变压器可采用干式或油浸变压器，油浸式变压器可选用有油枕和无油枕全密封的两种。 欧式变压器由于具有上述的优点，其产品价格与同容量美式变压器相比将高近十万；如果再在内部产品选配进口或合资主流电器，其造价将更高。

本公司一期工程拟采用美式变压器，为弥补美式的一些不足，高压开关、高压熔断器及低压断路器均选配进口或合资主流电器，在结构与防腐上有以下要求：

（1）箱体按照标准美式箱变要求。要求外壳防护等级:油箱IP68，低压室IP，高压室IP，高压室门打开后IP3X。箱体骨架为焊接式，高压室、低压室和变压器室按照目字型布置。

（2）变压器散热片在箱体外。箱式变电站应经过严格设计及试验验证，具有良好的通风散热，充分考虑风电场防盐雾的要求，充分利用自然通风散热，且考虑箱变的防盐雾性能。箱体内应装设温、湿度控制装置，对箱变进行自动加热和除湿。所有带电间隔均应密封在隔室内，以保证在周围空气温度下运行时，所有的电器设备的温度不超过其最大允许温度。

（3）应采用弹性散热器并在变压器顶部安装油

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枕，变压器低压侧母排与变压器低压侧套管连接处应采用铜质软导体连接。所有温度油位指示装置应安装在便于运行人员检查的正对于门的位置。

（4）在产品设计中应充分考虑风电场的特点，设计合理的防护等级较高的结构。箱体大门内部均应安装耐候密封条，所有电缆进出口都应采取密封措施，须保证盐雾不会从大门及电缆孔处进入箱变内部。另外所有带电隔室全部密封，确保带电支柱的污秽要求。

（5）在产品设计中须考虑风电场靠海边的特点，确保产品性能，电器元件、绝缘材料及其它辅助材料应选用防盐雾性能好的产品。箱体基座和所有外露金属件均进行防锈处理，并喷涂耐久的防护层，金属构件也进行防锈处理和喷涂有防护层。

（6）门的关合状态信号要求送至控制室以利监控。

（7）外壳采用优质复合板材料（厚度不小于50mm）并经防腐处理，表面覆盖层有牢固的附着力，并均匀一致。外壳具有防凝露、防霉菌的功能，并能满足高温、高湿度、环境防腐蚀要求。

（8）整体外壳应有足够的机械强度，在起吊、运输和安装时不变形或损伤。

（9）箱体为框架结构，底架采用槽钢和工字钢焊接组合并进行熱镀锌防锈处理，箱体所有部件应有足够的强度，能承受运输、安装、地震及运行时短路所引起的电动力而不致损坏。

（10） 箱体顶盖的倾斜度不应小于3°，并应装设防雨檐。箱体的顶盖为双层结构，以防止热辐射。

（11）箱体基座和所有外露金属件均应进行熱镀锌防锈处理，并喷涂耐久的防护层。箱体应有可靠的密封性能，门、窗和通风口应设防尘、防小动物进入和防渗、漏雨水措施。箱体的内壁隔板可用金属或非金属材料，其色彩应与内部电器设备颜色协调，金属构件也应进行防锈处理和喷涂防护层。箱体内必须装设自动控制驱潮装置，以尽量避免内部元件发生凝露。

（12）箱体外壳设有可靠的接地设施。 （13）箱变内有足够的空间、照明以满足运行和检修的需要，照明由门控制其开关。

（14）箱内装有防潮加热装置，防止凝露的产生。

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（15）外壳温升等级符合国标和IEC 标准规定的最高级别10K级的要求。

（16）箱体内设有智能温控器，温控器能自动的启动控制风机的启动，保证箱体内配电设备和变（18）变压器油温能通过风机通信系统传至控制室。

参考文献： [1]

百度百科.箱式变电站[EB/OL].

压器的安全运行。

http://baike.baidu.com/view/57.htm.

（17）箱体基座和所有金属件均经过防锈处理，并喷涂耐久的防护层，箱体所有的通风口内均布有金属丝网，能防尘，防止小动物进入。

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朱国权

江苏东凌风力发电有限公司,江苏 如东 2200

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