試論35kV風電美式箱變特點及設計注意事項

饒滿和

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

關鍵詞：35kV風電；美式箱變；特點；設計；注意事項

新時期背景下，伴隨我國對于風電項目投入力度的增加，不同區域風電場積極構建發電廠。其中，35kV美式箱式變壓器逐漸成為風電場配套的設備，實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，掌握設計的要點具有一定的現實意義。

一、35kV風電美式箱變特點研究

35kV風電美式箱變屬于高壓保護與低壓保護相互結合的組合式變壓器，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備，整體體積要遠遠小于歐式箱變。

（一）使用環境惡劣

通常情況下，風力發電被應用在風力資源相對豐富的區域，同樣也可以應用在鹽霧偏重的海灘[1]。其中，箱變會在野外區域設置，且周邊的環境相對惡劣。這樣一來，必須保證美式箱變外殼保護符合要求。與此同時，要確保箱變內部開關的設置具備防腐蝕、防凍結以及防風沙等諸多功能，選擇使用高防備等級的材料。

（二）低負荷狀態時間較長

一方面，現階段變壓器容量偏小，所以在選擇升壓變壓器保護裝置方面，最常見的就是高壓負荷開關與熔斷器的配合。一旦出現風力發電過載的問題，能夠借助自動限速亦或是停止運行等相關措施予以解決。

另一方面，風力發電很容易受到季節的影響，所以必須選擇風力資源相對豐富的情況下使用。由此可見，實際使用空載時間較長，特別是低負荷的情況諸多。

（三）組件選擇特殊

在選擇組件方面具有一定的特殊性，具體表現在以下幾點：

1.為確保風力發電裝置存在的故障不影響電網，應將高壓負荷開關安裝在35kV美式箱變之上，進而在箱變運載過渡的情況下可以將電源關合。

2.將串聯插入式全范圍保護熔斷器進行串聯安裝，以免美式箱變在電流不穩定的情況下而受到影響。

3.為了規避風力發電過程中，高頻電壓嚴重破壞變壓器，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，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，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、保護器與互感器等相關組件，能夠達到管理智能化的目標，但需要將低壓配電屏等相關裝置安裝其中。

（四）運作方式低進高出

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。現階段，在選擇變壓器方面，通常就是35kV與0.69kV。實現0.69kV額定電壓的提升并轉變成35kV。在此基礎上，能夠與110kV亦或是220kV升壓變電站配電裝置實現有效地連接。

二、35kV風電美式箱變設計的注意事項

（一）保證整體布局的合理性

對于結構設計來講，35kV風電美式箱變不同于普通35kV變壓器，具體表現在其選擇使用了高壓負荷開關與高壓插入式全范圍保護熔斷器。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，應在美式箱變內部安裝高壓負荷開關、智能斷路器、變壓器以及熔斷器隔離開關等等，只有這樣，才能夠確保在系統不關閉的狀態下落實觀測工作。以上需求對于35kV風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，引線發揮著重要的載體作用，會對變壓器的工作狀態產生決定性影響[3]。通常情況下，35kV風電美式箱變的運行環境十分惡劣，以運輸為例，如果運輸地段的路面不平整，就會導致連接部分出現松動的問題，引發諸多安全隱患。為此，在實際設計的過程中，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，盡量在內部采取有效的支撐，進一步強化牢固性。

（三）繞組設計要精細

圓筒結構式繞組設計通常被應用在35kV風電美式箱變當中，一般以分段層式表現出來，有效地規避電壓不穩所引發的損害，增強繞組占據空間的比率。于串聯部位應用端圈分隔，使得絕緣的效果得以增強，統籌兩段繞組油道。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）外殼設計與環境需求相適應

在設計35kV風電美式箱變外殼的過程中，必須高度重視運行環境的惡劣性，確保其運行的安全性。在設計方面，必須保證外殼具有防腐蝕性、防暴曬性與防凍結性等諸多特性。另外，還應當充分考慮箱變設施安全性，積極采取具有針對性的措施。

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

第二，針對部分結合的位置，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確地定位，降低因形變因素對外殼整體的封閉性產生負面影響的幾率；

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，應借助固片式替代拆卸方便的結構，進而增強整體的安全水平；

第六，如果地段的風沙程度較大，則應引入防護罩的方式，規避風沙損害箱變的散熱器。

結束語：

綜上所述，目前階段，風力發電全面推廣，所以深入研究35kV風電美式箱變勢在必行。文章中闡述了35kV風電美式箱變與普通變壓器特征的本質區別，同時重點探究了設計35kV風電美式箱變的要點，主要的目的就是進一步提高產品的質量，為其生產質量與效率的提升提供有價值的參考依據。

參考文獻：

[1] 蘇勁文.35 kV風電美式箱變特點及設計注意事項探究[J].科技與創新，2014（6）：72-72，80

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

[3] 張偉.淺談風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風電機組升壓變壓器高壓側接線形式的探討[J].電力勘測設計，2012（6）：73-75

[5] 袁津朝，崔立川.風電場用美式箱變的密封與安全運行[C].2016年中國電機工程學會年會論文集.2016：1-3