试论35kV风电美式箱变特点及设计注意事项

2018-07-30饶满和

魅力中国 2018年5期

饶满和

摘要：众所周知，风电属于可再生能源，并且在长期发展过程中逐渐成为电力供应的主要来源。一般情况下，欧式箱变与美式箱变是35kV风电箱最常见的两种类型。其中，美式变箱本身结构密封且结实，自身体积偏小，维护便利。基于此，文章将35kV风电美式箱变作为重点研究对象，阐述其特点与设计的注意事项，希望有所帮助。

关键词：35kV风电；美式箱变；特点；设计；注意事项

新时期背景下，伴随我国对于风电项目投入力度的增加，不同区域风电场积极构建发电厂。其中，35kV美式箱式变压器逐渐成为风电场配套的设备，实际的需求量明显增加。为此，深入研究并分析这种类型变压器的特点，掌握设计的要点具有一定的现实意义。

一、35kV风电美式箱变特点研究

35kV风电美式箱变属于高压保护与低压保护相互结合的组合式变压器，具体包含了电缆、避雷器、智能断路器与限流熔断器等诸多设备，整体体积要远远小于欧式箱变。

（一）使用环境恶劣

通常情况下，风力发电被应用在风力资源相对丰富的区域，同样也可以应用在盐雾偏重的海滩[1]。其中，箱变会在野外区域设置，且周边的环境相对恶劣。这样一来，必须保证美式箱变外壳保护符合要求。与此同时，要确保箱变内部开关的设置具备防腐蚀、防冻结以及防风沙等诸多功能，选择使用高防备等级的材料。

（二）低负荷状态时间较长

一方面，现阶段变压器容量偏小，所以在选择升压变压器保护装置方面，最常见的就是高压负荷开关与熔断器的配合。一旦出现风力发电过载的问题，能够借助自动限速亦或是停止运行等相关措施予以解决。

另一方面，风力发电很容易受到季节的影响，所以必须选择风力资源相对丰富的情况下使用。由此可见，实际使用空载时间较长，特别是低负荷的情况诸多。

（三）组件选择特殊

在选择组件方面具有一定的特殊性，具体表现在以下几点：

1.为确保风力发电装置存在的故障不影响电网，应将高压负荷开关安装在35kV美式箱变之上，进而在箱变运载过渡的情况下可以将电源关合。

2.将串联插入式全范围保护熔断器进行串联安装，以免美式箱变在电流不稳定的情况下而受到影响。

3.为了规避风力发电过程中，高频电压严重破坏变压器，有必要将避雷器配置安装其中，对高电压穿击变压器的情况予以全面保护，以免损坏变压器。

5.低压断路器的安装，能够确保单相接地保护，同时还具备了故障信号的上传功能等等[2]。

6.对于美式箱变而言，通过安装电压表、保护器与互感器等相关组件，能够达到管理智能化的目标，但需要将低压配电屏等相关装置安装其中。

（四）运作方式低进高出

通常来讲，美式箱变电源都是以低电压的方式流入，但是却以35kV的高电压出线。现阶段，在选择变压器方面，通常就是35kV与0.69kV。实现0.69kV额定电压的提升并转变成35kV。在此基础上，能够与110kV亦或是220kV升压变电站配电装置实现有效地连接。

二、35kV风电美式箱变设计的注意事项

（一）保证整体布局的合理性

对于结构设计来讲，35kV风电美式箱变不同于普通35kV变压器，具体表现在其选择使用了高压负荷开关与高压插入式全范围保护熔断器。借助以上两种组件，对美式箱变出线提出了较高的要求，需要首先将两者连接起来。与此同时，应在美式箱变内部安装高压负荷开关、智能断路器、变压器以及熔断器隔离开关等等，只有这样，才能够确保在系统不关闭的状态下落实观测工作。以上需求对于35kV风电美式箱变整体布局的要求也逐渐提高。

（二）重视引线部分连接的作用

在变压器和各部件连接方面，引线发挥着重要的载体作用，会对变压器的工作状态产生决定性影响[3]。通常情况下，35kV风电美式箱变的运行环境十分恶劣，以运输为例，如果运输地段的路面不平整，就会导致连接部分出现松动的问题，引发诸多安全隐患。为此，在实际设计的过程中，要保证引线连接的部分选择使用防松动的措施，并且接受特殊性的加固方式。如果熔断器的体积相对较大，为了避免破坏防绝缘管悬浮端，尽量在内部采取有效的支撑，进一步强化牢固性。

（三）绕组设计要精细

圆筒结构式绕组设计通常被应用在35kV风电美式箱变当中，一般以分段层式表现出来，有效地规避电压不稳所引发的损害，增强绕组占据空间的比率。于串联部位应用端圈分隔，使得绝缘的效果得以增强，统筹两段绕组油道。而对于绕组的安置，必须高度重视其紧密性，确保绕组的均匀性[4]。

（四）外壳设计与环境需求相适应

在设计35kV风电美式箱变外壳的过程中，必须高度重视运行环境的恶劣性，确保其运行的安全性。在设计方面，必须保证外壳具有防腐蚀性、防暴晒性与防冻结性等诸多特性。另外，还应当充分考虑箱变设施安全性，积极采取具有针对性的措施。

第一，在箱变外壳设计的过程中，除了百叶窗是开放的，其余设计一定要保证处于全封闭状态；

第二，针对部分结合的位置，需要采取固胶处理的措施，以免灰尘渗入其中；

第三，在门的位置需展开准确地定位，降低因形变因素对外壳整体的封闭性产生负面影响的几率；

第四，选择喷漆的时候，尽量使用三防漆，并给予喷刷工艺一定的重视[5]；

第五，选择散热器的过程中，应借助固片式替代拆卸方便的结构，进而增强整体的安全水平；

第六，如果地段的风沙程度较大，则应引入防护罩的方式，规避风沙损害箱变的散热器。

结束语：

综上所述，目前阶段，风力发电全面推广，所以深入研究35kV风电美式箱变势在必行。文章中阐述了35kV风电美式箱变与普通变压器特征的本质区别，同时重点探究了設计35kV风电美式箱变的要点，主要的目的就是进一步提高产品的质量，为其生产质量与效率的提升提供有价值的参考依据。