沿海风电场风机箱变选型探讨

摘要:近几年来风机箱风机箱变产业随着国内风电装机容量的快速发展而快速增长,风电产业的繁荣发展给风电变的发展带来了难得的发展机遇。本文对风电场风电场使用中的欧变、美变,提出了箱变的配置、功能上的要求及在签署设备技术协议中及监造过程中应注意的事项着重提出了建议,提出了风电场风电场箱变的选型过程中注意的问题。

关键词:风电;箱变;选型中图分类号:TK83文献标识码:A文章编号:1009-949209-0121-041引言

随着国内风电行业的爆发式发展,07年底装机容量已达600万kW,虽然箱变的投资在整套风电机组中占有的投资比例约占3%～4%,但箱变的运行是风机发电上网的一个瓶颈。随着国家大型风电场越来越多,风电场占地面积范围越来越大,以江苏东台风电场为例,一期工程装机容量200MW,风机134台,占地范围约56平方公里,这么大的范围对于箱变的运行情况的巡查,是比较困难的问题,目前风电场箱变绝大部分还没有纳入到风机监控系统中。以上两点都对箱变运行的可靠性提出了要求,降低故障率,做到免维护,是对箱变的要求目标。这就需要根据风电场所在地的气候特点及风机对箱变的要求进行个性化的配置,其中重要的是生产厂家的箱变质量要能够满足风电场现场恶劣的环境要求。

欧变是由高压开关设备、变压器本体、低压开关设备均在不同的隔室内,外观上为方方正正的一种变电设备。美变是将升压变压器器身、高压负荷开关设备、熔断器、低压开关柜等相应辅助设备进行组合的变压器。3技术特性3.1欧变设备配置、特点3.1.1欧变箱体设计。箱体采用模块化设计,采用螺栓或也可采用干式变压器普通油变

3.1.5低压单元

低压开关选用取决于风机厂家对于箱变的技术要求。可采用断路器式,如华锐风机,或采用刀熔开关馈线+直立式插拔式熔断器馈线,如GE风机。

3.2美变配置、特性

3.2.1负荷开关的比较

美变负荷开关在变压器油中,利用油作为绝缘、灭弧介质,这样就可以把相间距离做的很小,这是美变尺寸小的一个主要原因。应用较多的负荷开关是美国“”,另一个是浙江台州“超固”。

3.2.2高压出线套管

一种为全绝缘、全密封的插件套管,特点就是相间距离小,防尘性能好,安全性好。另一种是瓷瓶出线套管,这种套管相间距离大,电缆连接靠电缆接线鼻子连接,对于这种情况厂家采用外部配置一个电缆箱来保护人防止误触带电端子。对于采用全绝缘插头后,可采用全绝缘式避雷器。

3.2.3油箱结构分为两种,一种是传统的共箱油箱,一种是分箱油箱。共箱就是把负荷开关、熔断器、变压器铁芯、油等设备布置在同一个油箱内。分箱式油箱是把负荷开关和熔断器单独分开作为一个油箱,这样就可以把熔断器和负荷开关切换过程中产生的游离炭独立及出现故障时不影响到铁芯油箱。从技术上来讲分箱油箱更安全可靠,但是考虑到风电箱变操作次数很少,对于这个结构,对变压器的影响都不是很大,采用何种方式均可。

分为两种,一种为后备式保护,把熔断器直接放在油箱中。另一种为可插拔式全范围熔断器。后备式有个最大的缺点就是熔断器熔断后,变压器必须返厂重新更换熔断器,修理时间长。插拔式熔断器损坏后,可直接拔出更换,对变压器做完检测后可立即更换。维修时间短,也就间接创造了经济效益。如采用美变建议采用此种形式。

3.2.5油箱外壳

美式箱变全器身都暴露在露天环境中,风沙、盐雾、日光曝晒等因素对变压器的外壳,提出很高的要求。关键是油箱波纹管和器身的焊接连接部位,如有焊接不好,时间久后,会发生漏油等问题。

某变压器采用“三防”表面处理工艺流程大致如下:

底材表面喷砂除锈,要求达Sa2.5级,表面粗糙度达Rz40～70μm,清洁干净后按要求喷涂一层环氧富锌漆、环氧云铁厚姜漆和两道聚氨丙稀酸面漆,最后再在产品底座刷涂一层1.5～2mm厚的沥青。信息请登陆:输配电设备网

以前未做过三防表面处理的美式箱变表面出现严重的锈蚀现象。图7中广东某风电场经过改造后的美式箱变于2005年10月投运至2006年6月,已经过现场8个月的运行,还锈蚀,说明该处理方案能经得住时间和环境的严酷检验。

东台风电场美式箱变经过一年来的运行来看,外壳没有锈蚀现象,如图8所示。

3.2.6散热片结构形式

有的箱变制造厂家采用的是多组片式结构,该结构对变压器油箱的受力较好。还有的采用的是整体式波纹油箱在运行过程中,特别在箱变投入初期和大负荷考验中,特别要注意低压侧接线端子的温度。低压侧满负荷电流可达到1300A,在运行中用测温仪做好检测工作。在投运前要对接线螺栓进行力矩抽查,避免接触不牢固发热造成事故。

经过专业的特殊三防处理的箱变外壳,不管是欧变还是美变,都可以满足海边恶劣的环境条件。沿海风电场箱变选型过程中只要做好准备,充分考虑选型中应注意的事项,就一定能选出适应沿海风电场环境的箱变。

作者简介:郑江峰,男,1980年生,河北邢台人,大学本科,助理工程师。研究领域:工程项目管理。摘要:近几年来风机箱风机箱变产业随着国内风电装机容量的快速发展而快速增长,风电产业的繁荣发展给风电变的发展带来了难得的发展机遇。本文对风电场风电场使用中的欧变、美变,提出了箱变的配置、功能上的要求及在签署设备技术协议中及监造过程中应注意的事项着重提出了建议,提出了风电场风电场箱变的选型过程中注意的问题。

关键词:风电;箱变;选型中图分类号:TK83文献标识码:A文章编号:1009-949209-0121-041引言

随着国内风电行业的爆发式发展,07年底装机容量已达600万kW,虽然箱变的投资在整套风电机组中占有的投资比例约占3%～4%,但箱变的运行是风机发电上网的一个瓶颈。随着国家大型风电场越来越多,风电场占地面积范围越来越大,以江苏东台风电场为例,一期工程装机容量200MW,风机134台,占地范围约56平方公里,这么大的范围对于箱变的运行情况的巡查,是比较困难的问题,目前风电场箱变绝大部分还没有纳入到风机监控系统中。以上两点都对箱变运行的可靠性提出了要求,降低故障率,做到免维护,是对箱变的要求目标。这就需要根据风电场所在地的气候特点及风机对箱变的要求进行个性化的配置,其中重要的是生产厂家的箱变质量要能够满足风电场现场恶劣的环境要求。

欧变是由高压开关设备、变压器本体、低压开关设备均在不同的隔室内,外观上为方方正正的一种变电设备。美变是将升压变压器器身、高压负荷开关设备、熔断器、低压开关柜等相应辅助设备进行组合的变压器。3技术特性3.1欧变设备配置、特点3.1.1欧变箱体设计。箱体采用模块化设计,采用螺栓或也可采用干式变压器普通油变

3.1.5低压单元

低压开关选用取决于风机厂家对于箱变的技术要求。可采用断路器式,如华锐风机,或采用刀熔开关馈线+直立式插拔式熔断器馈线,如GE风机。

3.2美变配置、特性

3.2.1负荷开关的比较

美变负荷开关在变压器油中,利用油作为绝缘、灭弧介质,这样就可以把相间距离做的很小,这是美变尺寸小的一个主要原因。应用较多的负荷开关是美国“”,另一个是浙江台州“超固”。

3.2.2高压出线套管

一种为全绝缘、全密封的插件套管,特点就是相间距离小,防尘性能好,安全性好。另一种是瓷瓶出线套管,这种套管相间距离大,电缆连接靠电缆接线鼻子连接,对于这种情况厂家采用外部配置一个电缆箱来保护人防止误触带电端子。对于采用全绝缘插头后,可采用全绝缘式避雷器。

3.2.3油箱结构分为两种,一种是传统的共箱油箱,一种是分箱油箱。共箱就是把负荷开关、熔断器、变压器铁芯、油等设备布置在同一个油箱内。分箱式油箱是把负荷开关和熔断器单独分开作为一个油箱,这样就可以把熔断器和负荷开关切换过程中产生的游离炭独立及出现故障时不影响到铁芯油箱。从技术上来讲分箱油箱更安全可靠,但是考虑到风电箱变操作次数很少,对于这个结构,对变压器的影响都不是很大,采用何种方式均可。

分为两种,一种为后备式保护,把熔断器直接放在油箱中。另一种为可插拔式全范围熔断器。后备式有个最大的缺点就是熔断器熔断后,变压器必须返厂重新更换熔断器,修理时间长。插拔式熔断器损坏后,可直接拔出更换,对变压器做完检测后可立即更换。维修时间短,也就间接创造了经济效益。如采用美变建议采用此种形式。

3.2.5油箱外壳

美式箱变全器身都暴露在露天环境中,风沙、盐雾、日光曝晒等因素对变压器的外壳,提出很高的要求。关键是油箱波纹管和器身的焊接连接部位,如有焊接不好,时间久后,会发生漏油等问题。

某变压器采用“三防”表面处理工艺流程大致如下:

底材表面喷砂除锈,要求达Sa2.5级,表面粗糙度达Rz40～70μm,清洁干净后按要求喷涂一层环氧富锌漆、环氧云铁厚姜漆和两道聚氨丙稀酸面漆,最后再在产品底座刷涂一层1.5～2mm厚的沥青。信息请登陆:输配电设备网

以前未做过三防表面处理的美式箱变表面出现严重的锈蚀现象。图7中广东某风电场经过改造后的美式箱变于2005年10月投运至2006年6月,已经过现场8个月的运行,还锈蚀,说明该处理方案能经得住时间和环境的严酷检验。

东台风电场美式箱变经过一年来的运行来看,外壳没有锈蚀现象,如图8所示。

3.2.6散热片结构形式

有的箱变制造厂家采用的是多组片式结构,该结构对变压器油箱的受力较好。还有的采东莞康明斯发电机组

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