風力發電用高壓電力變壓器

在我國(guo)大力提倡可持續發展(zhan)的今天，試驗變壓器風力發(fa)電(dian)作為一種(zhong)可再生能源獲得了飛速的發(fa)展。根據相(xiang)關資料介紹，預計我國風機(ji)的裝機(ji)容量2010年將達到500萬kW，2020年達到3000萬kW。作為風力發電系統中的關鍵設備，風電用組合式變壓器技術也獲得較快發展，針對風力發電系統的特點，試驗變壓器也涌現出了幾種不同的組合(he)式變壓器(qi)設計(ji)形式。

　　風(feng)力發(fa)電(dian)就是將(jiang)風(feng)能(neng)轉(zhuan)變為機械能(neng)再轉(zhuan)換(huan)為電(dian)能(neng)的過程。試驗變(bian)壓(ya)器風力(li)發(fa)電系(xi)統(tong)(tong)主(zhu)要有四種類型：獨(du)立運(yun)行、并網運(yun)行方(fang)式、多臺風機組成風車田(tian)和(he)風力(li)發(fa)電混合能源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)。獨(du)立運(yun)行的(de)風電系(xi)統(tong)(tong)又分為充電型和(he)動力(li)型，試驗變壓器適用于機組容量比(bi)較(jiao)小的情況（一般在5kW及以下）。而并網運行方式是采用同步發電機或異步發電機作為風力發電機與電網并聯運行。并網后的電壓和頻率完全取決于電網。

無窮大(da)電(dian)網具(ju)有很強的(de)(de)牽制能力(li)(li)，也(ye)具(ju)有巨大(da)的(de)(de)能量(liang)吞吐能力(li)(li)。并網后的(de)(de)風(feng)力(li)(li)發電(dian)機(ji)按風(feng)力(li)(li)大(da)小(xiao)自動輸出(chu)大(da)小(xiao)不(bu)同的(de)(de)電(dian)能。

這種(zhong)方式(shi)中風力發(fa)電機(ji)必須具有并網和解列(lie)控制(zhi)，試(shi)驗(yan)變壓(ya)器只有當風(feng)(feng)(feng)力發(fa)電(dian)(dian)機(ji)電(dian)(dian)壓(ya)頻(pin)率與電(dian)(dian)網一致才能并(bing)網，當風(feng)(feng)(feng)力發(fa)電(dian)(dian)機(ji)因(yin)風(feng)(feng)(feng)速太小而(er)不(bu)能輸(shu)出電(dian)(dian)能時，就(jiu)會從(cong)電(dian)(dian)網解(jie)列。而(er)多(duo)臺風(feng)(feng)(feng)機(ji)組成(cheng)風(feng)(feng)(feng)車田則是由數十臺試驗變壓器甚至數百臺風(feng)力(li)發電(dian)(dian)機組成風(feng)電(dian)(dian)場聯合向電(dian)(dian)網(wang)供電(dian)(dian)，這(zhe)是應用現代技術(shu)大規(gui)模開發利用風(feng)能資源(yuan)的(de)一個壯舉。

風(feng)車田(tian)的(de)運(yun)(yun)行一般都(dou)用計(ji)算機監控(kong)，使(shi)各風(feng)機運(yun)(yun)行在最佳(jia)狀態。我國近幾年建立的(de)風(feng)電場都(dou)是(shi)采(cai)用風(feng)車田(tian)的(de)運(yun)(yun)行方式。

對(dui)于風力發電混合(he)能(neng)源系(xi)統(tong)，一般來說，試驗(yan)變壓器由兩種或(huo)兩種以上的能源組成的供電(dian)系統(tong)(tong)，稱為混合能源系統(tong)(tong)。其中至(zhi)少有一種能源相對穩定，才能保證系統(tong)(tong)供電(dian)的連續(xu)性與穩定性。如風—柴系統、試驗變(bian)壓器太陽能系統與(yu)風力發電機(ji)構(gou)成的(de)系統、風—柴—蓄系統。
　　雖然風電(dian)系統有以(yi)上(shang)幾(ji)種形式，但由于其本(ben)身(shen)的特殊性，在與電(dian)網配合時要(yao)求很高。風力發(fa)電(dian)機組并網運(yun)行，對電(dian)網有一定(ding)影響。

由于風力(li)發(fa)電單(dan)機容量比較小，一般不會超過2MW，試驗變壓器對于(yu)一個大(da)電(dian)網，影(ying)響很小，可以忽略。但對一個風電(dian)場來說，由幾(ji)(ji)十(shi)(shi)臺、上百臺機組組成，總(zong)裝機容(rong)量(liang)超過幾(ji)(ji)十(shi)(shi)萬千瓦，對于(yu)一個容(rong)量(liang)不大(da)的電(dian)網，就會造成很大(da)的影(ying)響，試驗變壓器影響程度與風電容量(liang)所(suo)占電網(wang)的容量(liang)比例(li)有關。據(ju)丹麥(mai)專家分析，一般來講，風電比例(li)低于10%對電網不會構成危險。

我們(men)所(suo)說的風電專用變(bian)壓器的作(zuo)用就是將(jiang)風力試(shi)驗變壓器發電機發出(chu)的690V的電能經過升壓變為10kV或35kV，通過埋地電纜或架空線輸送到風電場升壓站。綜合風電系統的特點，可以總結出風電專用變壓器的技術要求：

　　一、變壓器空載時(shi)間長。風(feng)力(li)發電一般具(ju)試驗變(bian)壓(ya)器有(you)明(ming)顯的季節性(xing)，變(bian)壓器的年(nian)負載率(lv)平均只有(you)30%左右。因此，要求變壓器的空載損耗應盡量低；

　　二、過載時間少。由(you)于變壓器容量一般都比試驗變壓器風(feng)力(li)發(fa)電機(ji)(ji)容量(liang)大，而(er)由于風(feng)機(ji)(ji)采(cai)用(yong)微機(ji)(ji)技術，實現了風(feng)機(ji)(ji)自(zi)診斷(duan)功能(neng)，安全保護措施非常完善(shan)，在風(feng)機(ji)(ji)過載(zai)時會自(zi)動(dong)采(cai)取限速措施或停(ting)止運行(xing)(xing)，基本上(shang)不會造(zao)成變(bian)壓器過載(zai)運行(xing)(xing)。

因此變壓(ya)器(qi)的壽(shou)命比(bi)普(pu)通(tong)配電變壓(ya)器(qi)應長；
　　三、運行環境惡劣(lie)。在我國，風(feng)力資源試驗(yan)變壓器豐富的地區一般集中(zhong)在沿海、東北(bei)、西北(bei)地區，變壓(ya)器運行在野外。因(yin)此就要(yao)考(kao)慮設(she)備的耐候性問題。在沿海地區的設(she)備就應考(kao)慮防鹽(yan)霧、霉菌(jun)、濕熱；在東北(bei)、西北(bei)地區就要(yao)考(kao)慮低溫嚴寒、風沙等(deng)的影響(xiang)。
　　四、組合式變壓器(qi)高壓側(ce)必須配置(zhi)避雷器(qi)試驗(yan)變壓器，以便與風(feng)機的(de)過電(dian)壓(ya)保護裝置組成過電(dian)壓(ya)吸收回路。在變壓(ya)器的(de)絕(jue)緣設計上應充分考慮避雷器殘壓(ya)對變壓(ya)器的(de)影(ying)響。
　　另(ling)外，風電(dian)用(yong)組合式(shi)變(bian)壓器的(de)箱體基(ji)本上按照(zhao)標(biao)準組合式(shi)變(bian)壓器的(de)結構型(xing)式(shi)制造，除需具有足夠的(de)機械(xie)強(qiang)度，外形(xing)力求美觀等外，試驗(yan)變(bian)壓器還應具有抗暴曬，不易導(dao)熱，抗風化腐蝕及(ji)抗機械沖擊等特點。箱體需采用(yong)片式散熱器，外加防護罩的結構(gou)。此外，外殼油(you)漆(qi)需噴涂均勻，防護等級高，抗暴曬，抗腐蝕，抗風沙(sha)，并有牢固的附著力；組合式變壓器內部電氣(qi)設(she)備的裝設(she)位置也(ye)應易于(yu)觀(guan)察(cha)、試驗(yan)變壓器、操(cao)作(zuo)及安(an)全地更換(huan)；高壓(ya)配電裝置小室應(ying)保證可靠安(an)全，以防誤操(cao)作(zuo)。