試論35kV風(fēng)電美式箱變特點(diǎn)及設(shè)計注意事項

饒滿和

摘要：眾所周知，風(fēng)電屬于可再生能源，并且在長期發(fā)展過程中逐漸成為電力供應(yīng)的主要來源。一般情況下，歐式箱變與美式箱變是35kV風(fēng)電箱最常見的兩種類型。其中，美式變箱本身結(jié)構(gòu)密封且結(jié)實(shí)，自身體積偏小，維護(hù)便利。基于此，文章將35kV風(fēng)電美式箱變作為重點(diǎn)研究對象，闡述其特點(diǎn)與設(shè)計的注意事項，希望有所幫助。

關(guān)鍵詞：35kV風(fēng)電；美式箱變；特點(diǎn)；設(shè)計；注意事項

新時期背景下，伴隨我國對于風(fēng)電項目投入力度的增加，不同區(qū)域風(fēng)電場積極構(gòu)建發(fā)電廠。其中，35kV美式箱式變壓器逐漸成為風(fēng)電場配套的設(shè)備，實(shí)際的需求量明顯增加。為此，深入研究并分析這種類型變壓器的特點(diǎn)，掌握設(shè)計的要點(diǎn)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、35kV風(fēng)電美式箱變特點(diǎn)研究

35kV風(fēng)電美式箱變屬于高壓保護(hù)與低壓保護(hù)相互結(jié)合的組合式變壓器，具體包含了電纜、避雷器、智能斷路器與限流熔斷器等諸多設(shè)備，整體體積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于歐式箱變。

（一）使用環(huán)境惡劣

通常情況下，風(fēng)力發(fā)電被應(yīng)用在風(fēng)力資源相對豐富的區(qū)域，同樣也可以應(yīng)用在鹽霧偏重的海灘[1]。其中，箱變會在野外區(qū)域設(shè)置，且周邊的環(huán)境相對惡劣。這樣一來，必須保證美式箱變外殼保護(hù)符合要求。與此同時，要確保箱變內(nèi)部開關(guān)的設(shè)置具備防腐蝕、防凍結(jié)以及防風(fēng)沙等諸多功能，選擇使用高防備等級的材料。

（二）低負(fù)荷狀態(tài)時間較長

一方面，現(xiàn)階段變壓器容量偏小，所以在選擇升壓變壓器保護(hù)裝置方面，最常見的就是高壓負(fù)荷開關(guān)與熔斷器的配合。一旦出現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電過載的問題，能夠借助自動限速亦或是停止運(yùn)行等相關(guān)措施予以解決。

另一方面，風(fēng)力發(fā)電很容易受到季節(jié)的影響，所以必須選擇風(fēng)力資源相對豐富的情況下使用。由此可見，實(shí)際使用空載時間較長，特別是低負(fù)荷的情況諸多。

（三）組件選擇特殊

在選擇組件方面具有一定的特殊性，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.為確保風(fēng)力發(fā)電裝置存在的故障不影響電網(wǎng)，應(yīng)將高壓負(fù)荷開關(guān)安裝在35kV美式箱變之上，進(jìn)而在箱變運(yùn)載過渡的情況下可以將電源關(guān)合。

2.將串聯(lián)插入式全范圍保護(hù)熔斷器進(jìn)行串聯(lián)安裝，以免美式箱變在電流不穩(wěn)定的情況下而受到影響。

3.為了規(guī)避風(fēng)力發(fā)電過程中，高頻電壓嚴(yán)重破壞變壓器，有必要將避雷器配置安裝其中，對高電壓穿擊變壓器的情況予以全面保護(hù)，以免損壞變壓器。

5.低壓斷路器的安裝，能夠確保單相接地保護(hù)，同時還具備了故障信號的上傳功能等等[2]。

6.對于美式箱變而言，通過安裝電壓表、保護(hù)器與互感器等相關(guān)組件，能夠達(dá)到管理智能化的目標(biāo)，但需要將低壓配電屏等相關(guān)裝置安裝其中。

（四）運(yùn)作方式低進(jìn)高出

通常來講，美式箱變電源都是以低電壓的方式流入，但是卻以35kV的高電壓出線。現(xiàn)階段，在選擇變壓器方面，通常就是35kV與0.69kV。實(shí)現(xiàn)0.69kV額定電壓的提升并轉(zhuǎn)變成35kV。在此基礎(chǔ)上，能夠與110kV亦或是220kV升壓變電站配電裝置實(shí)現(xiàn)有效地連接。

二、35kV風(fēng)電美式箱變設(shè)計的注意事項

（一）保證整體布局的合理性

對于結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，35kV風(fēng)電美式箱變不同于普通35kV變壓器，具體表現(xiàn)在其選擇使用了高壓負(fù)荷開關(guān)與高壓插入式全范圍保護(hù)熔斷器。借助以上兩種組件，對美式箱變出線提出了較高的要求，需要首先將兩者連接起來。與此同時，應(yīng)在美式箱變內(nèi)部安裝高壓負(fù)荷開關(guān)、智能斷路器、變壓器以及熔斷器隔離開關(guān)等等，只有這樣，才能夠確保在系統(tǒng)不關(guān)閉的狀態(tài)下落實(shí)觀測工作。以上需求對于35kV風(fēng)電美式箱變整體布局的要求也逐漸提高。

（二）重視引線部分連接的作用

在變壓器和各部件連接方面，引線發(fā)揮著重要的載體作用，會對變壓器的工作狀態(tài)產(chǎn)生決定性影響[3]。通常情況下，35kV風(fēng)電美式箱變的運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，以運(yùn)輸為例，如果運(yùn)輸?shù)囟蔚穆访娌黄秸?，就會?dǎo)致連接部分出現(xiàn)松動的問題，引發(fā)諸多安全隱患。為此，在實(shí)際設(shè)計的過程中，要保證引線連接的部分選擇使用防松動的措施，并且接受特殊性的加固方式。如果熔斷器的體積相對較大，為了避免破壞防絕緣管懸浮端，盡量在內(nèi)部采取有效的支撐，進(jìn)一步強(qiáng)化牢固性。

（三）繞組設(shè)計要精細(xì)

圓筒結(jié)構(gòu)式繞組設(shè)計通常被應(yīng)用在35kV風(fēng)電美式箱變當(dāng)中，一般以分段層式表現(xiàn)出來，有效地規(guī)避電壓不穩(wěn)所引發(fā)的損害，增強(qiáng)繞組占據(jù)空間的比率。于串聯(lián)部位應(yīng)用端圈分隔，使得絕緣的效果得以增強(qiáng)，統(tǒng)籌兩段繞組油道。而對于繞組的安置，必須高度重視其緊密性，確保繞組的均勻性[4]。

（四）外殼設(shè)計與環(huán)境需求相適應(yīng)

在設(shè)計35kV風(fēng)電美式箱變外殼的過程中，必須高度重視運(yùn)行環(huán)境的惡劣性，確保其運(yùn)行的安全性。在設(shè)計方面，必須保證外殼具有防腐蝕性、防暴曬性與防凍結(jié)性等諸多特性。另外，還應(yīng)當(dāng)充分考慮箱變設(shè)施安全性，積極采取具有針對性的措施。

第一，在箱變外殼設(shè)計的過程中，除了百葉窗是開放的，其余設(shè)計一定要保證處于全封閉狀態(tài)；

第二，針對部分結(jié)合的位置，需要采取固膠處理的措施，以免灰塵滲入其中；

第三，在門的位置需展開準(zhǔn)確地定位，降低因形變因素對外殼整體的封閉性產(chǎn)生負(fù)面影響的幾率；

第四，選擇噴漆的時候，盡量使用三防漆，并給予噴刷工藝一定的重視[5]；

第五，選擇散熱器的過程中，應(yīng)借助固片式替代拆卸方便的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增強(qiáng)整體的安全水平；

第六，如果地段的風(fēng)沙程度較大，則應(yīng)引入防護(hù)罩的方式，規(guī)避風(fēng)沙損害箱變的散熱器。

結(jié)束語：

綜上所述，目前階段，風(fēng)力發(fā)電全面推廣，所以深入研究35kV風(fēng)電美式箱變勢在必行。文章中闡述了35kV風(fēng)電美式箱變與普通變壓器特征的本質(zhì)區(qū)別，同時重點(diǎn)探究了設(shè)計35kV風(fēng)電美式箱變的要點(diǎn)，主要的目的就是進(jìn)一步提高產(chǎn)品的質(zhì)量，為其生產(chǎn)質(zhì)量與效率的提升提供有價值的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘇勁文.35 kV風(fēng)電美式箱變特點(diǎn)及設(shè)計注意事項探究[J].科技與創(chuàng)新，2014（6）：72-72，80

[2] 龐建麗，張亞杰，馮媛媛等.35 kV風(fēng)電美式箱變特點(diǎn)及設(shè)計注意事項[J].電工電氣，2012（12）：36-38

[3] 張偉.淺談風(fēng)電場用美式箱變燒毀事故及原因分析[J].卷宗，2015（7）：286

[4] 張瑋，胡靜.3MW風(fēng)電機(jī)組升壓變壓器高壓側(cè)接線形式的探討[J].電力勘測設(shè)計，2012（6）：73-75

[5] 袁津朝，崔立川.風(fēng)電場用美式箱變的密封與安全運(yùn)行[C].2016年中國電機(jī)工程學(xué)會年會論文集.2016：1-3