風(fēng)機(jī)箱式變壓器的運(yùn)行

1、風(fēng)機(jī)箱式變壓器的運(yùn)行目錄一 風(fēng)機(jī)箱式變壓器的作用及結(jié)構(gòu)二 風(fēng)機(jī)箱式變壓器的工作原理三 風(fēng)機(jī)箱式變壓器的操作說(shuō)明一 風(fēng)機(jī)箱式變壓器的作用及結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)箱式變壓器的作用就是將風(fēng)機(jī)發(fā)出的690V電能經(jīng)過(guò)升壓變?yōu)?0kV或35kV，通過(guò)埋地電纜或架空線輸送到風(fēng)電場(chǎng)升壓站。近年來(lái)我國(guó)大力提倡發(fā)展環(huán)保型能源，風(fēng)能就是其中一種。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)高速發(fā)展，風(fēng)電配套的組合式變壓器需求量也日益增大，電壓也由10 kV向35 kV發(fā)展。1 風(fēng)電專用變壓器的技術(shù)要求綜合風(fēng)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以總結(jié)出風(fēng)電專用變壓器的技術(shù)要求：一、變壓器空載時(shí)間長(zhǎng)。風(fēng)力發(fā)電一般具有明顯的季節(jié)性，變壓器的年負(fù)載率平均只有30%左右。因此，要求變壓

2、器的空載損耗應(yīng)盡量低；二、過(guò)載時(shí)間少。由于變壓器容量一般都比風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量大，而由于風(fēng)機(jī)采用微機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)自診斷功能，安全保護(hù)措施非常完善，在風(fēng)機(jī)過(guò)載時(shí)會(huì)自動(dòng)采取限速措施或停止運(yùn)行，基本上不會(huì)造成變壓器過(guò)載運(yùn)行。因此變壓器的壽命比普通配電變壓器應(yīng)長(zhǎng)；三、運(yùn)行環(huán)境惡劣。在我國(guó)，風(fēng)力資源豐富的地區(qū)一般集中在沿海、東北、西北地區(qū)，變壓器運(yùn)行在野外。因此就要考慮設(shè)備的耐候性問(wèn)題。在沿海地區(qū)的設(shè)備就應(yīng)考慮防鹽霧、霉菌、濕熱；在東北、西北地區(qū)就要考慮低溫嚴(yán)寒、風(fēng)沙等的影響。四、組合式變壓器高壓側(cè)必須配置避雷器，以便與風(fēng)機(jī)的過(guò)電壓保護(hù)裝置組成過(guò)電壓吸收回路。在變壓器的絕緣設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮避雷器殘壓對(duì)變

3、壓器的影響。 另外，風(fēng)電用組合式變壓器的箱體基本上按照標(biāo)準(zhǔn)組合式變壓器的結(jié)構(gòu)型式制造，除需具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，外形力求美觀等外，還應(yīng)具有抗暴曬，不易導(dǎo)熱，抗風(fēng)化腐蝕及抗機(jī)械沖擊等特點(diǎn)。箱體需采用片式散熱器，外加防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)。此外，外殼油漆需噴涂均勻，防護(hù)等級(jí)高，抗暴曬，抗腐蝕，抗風(fēng)沙，并有牢固的附著力；組合式變壓器內(nèi)部電氣設(shè)備的裝設(shè)位置也應(yīng)易于觀察、操作及安全地更換；高壓配電裝置小室應(yīng)保證可靠安全，以防誤操作。2 風(fēng)電35 kV組合式變壓器結(jié)構(gòu)方案35 kV組合式變壓器一般存在以下幾種結(jié)構(gòu)方案：1“品”字形。即高壓室、低壓室和變壓器室呈“品”字形布列，如圖1所示。2“目”字形。即高壓室、低壓室

4、和變壓器室呈“目”字形布列，如圖2所示。3“L”字形。即高壓室、低壓室和變壓器室呈“L”字形布列，如圖3所示。3 風(fēng)電35 kV組合式變壓器高壓一次方案高壓一次方案一般根據(jù)用戶或設(shè)計(jì)院提供的技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)執(zhí)行，這里將高壓一次方案分為3部分來(lái)介紹。第一部分是高壓出線。高壓出線方式一般有兩種：一種為全絕緣出線，采用全絕緣歐式T型電纜插拔頭；第二種為高壓絕緣子(分為瓷絕緣和干式復(fù)合絕緣與普通電纜頭固定連接出線。采用全絕緣出線，安全性要高于第二種方案，同時(shí)要求的空間要小于第二種方案，但高壓一次方案不如第二種配置靈活，它只能采用固定的歐式T型電纜插頭歐式T型避雷器歐式帶電指示器方案，同時(shí)成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第二

5、種。第二部分是過(guò)電壓保護(hù)。目前有TBP過(guò)電壓保護(hù)器、避雷器和歐式T型避雷器。除歐式T型避雷器必須與全絕緣出線配合使用，其余兩種可根據(jù)需要進(jìn)行選型，但TBP過(guò)電壓保護(hù)器成本要高于避雷器。第三部分是負(fù)荷開(kāi)關(guān)與熔斷器，也分為兩種：一種為油浸式負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器，另一種為負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器組合電器。采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器組合電器性能上要優(yōu)于第一種方案，它可以實(shí)現(xiàn)熔斷器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)，同時(shí)可以將負(fù)荷開(kāi)關(guān)分合狀態(tài)信號(hào)上傳，一般多用于歐式箱式變壓器，所以如用在組合式變壓器上，我們俗稱“美變歐式化”，但它要求的空間和成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一種方案。另外配合油浸式負(fù)荷開(kāi)關(guān)使用的熔斷器現(xiàn)也有兩種：一種為全范圍限流熔斷器，另外一種

6、為過(guò)載熔斷器和后備限流熔斷器二級(jí)保護(hù)，這兩種各有其自身特點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用。4 風(fēng)電35 kV組合式變壓器本體方案風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能一般為690 V(或620 V，然后通過(guò)變壓器升壓至10 kV或35 kV，然后通過(guò)埋地電纜或者架空線輸送到風(fēng)電場(chǎng)升壓站，然后向電網(wǎng)供電，如圖4所示。變壓器本體方案設(shè)計(jì)可按常規(guī)電力變?cè)O(shè)計(jì)，容量一般在風(fēng)機(jī)發(fā)電功率的1.1倍，設(shè)計(jì)時(shí)需注意按升壓變壓器考慮。另外風(fēng)力發(fā)電一般具有明顯的季節(jié)性，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，變壓器的年負(fù)載率平均只有30%左右。同時(shí)在風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)情況下，皆有電網(wǎng)電壓加在變壓器上，風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，對(duì)風(fēng)機(jī)本身不會(huì)產(chǎn)生影響，因此要求變壓器的

7、空載損耗應(yīng)盡量低。5 風(fēng)電35 kV組合式變壓器低壓方案風(fēng)電35 kV組合式變壓器低壓側(cè)比較簡(jiǎn)單，配置也比較靈活，一般也是根據(jù)用戶或設(shè)計(jì)院提供的技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)執(zhí)行。低壓主進(jìn)線斷路器一般選用智能型萬(wàn)能式斷路器，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)、短延時(shí)和接地等保護(hù)，同時(shí)可將分合閘、故障跳閘狀態(tài)上傳，及時(shí)了解運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可根據(jù)需求選擇不同功能的智能脫扣器。但選擇需注意額定電壓為690 V(620 V，不可選用配電系統(tǒng)400 V電壓。另外如在北方寒冷地區(qū)，一般要求斷路器最低允許工作溫度在40 。其余可根據(jù)要求提供微型斷路器、低壓避雷器、照明檢修變壓器、電流表及電壓表等設(shè)備與之配套。另外需注意二次配線，正常電流回路線芯不小于2

8、.5 mm，其他回路可選擇1.5 mm，同時(shí)所有配線兩端均有打印的線號(hào)。同時(shí)母線應(yīng)采用絕緣母線，并設(shè)有安全防護(hù)措施。二 風(fēng)機(jī)箱式變壓器的工作原理及技術(shù)參數(shù)1 風(fēng)機(jī)箱式變壓器工作原理風(fēng)機(jī)箱式變壓器一次系統(tǒng)圖風(fēng)機(jī)箱式變壓器工作原理如上圖，箱變正常運(yùn)行時(shí)，箱變高壓側(cè)電纜與35KV線路接通得電，通過(guò)主變TM將35KV電壓轉(zhuǎn)換為690V電壓，在此分為兩路：一路經(jīng)過(guò)斷路器QF到達(dá)風(fēng)機(jī)塔基低壓側(cè)，當(dāng)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的690V電能又通過(guò)此路徑傳輸?shù)?5KV線路；另一路經(jīng)過(guò)干式變壓器SG將690V電壓轉(zhuǎn)換為400V電壓，為箱變提供裝置電源及操作電源。2 風(fēng)機(jī)箱式變壓器各設(shè)備技術(shù)參數(shù)1）主變高壓側(cè)主要設(shè)

9、備主變高壓側(cè)的配置策略是采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)QLO進(jìn)行控制，熔斷器FU進(jìn)行保護(hù)。其設(shè)備組成：負(fù)荷開(kāi)關(guān)，限流熔斷器，接地開(kāi)關(guān)，帶電顯示器，避雷器等。為什么主變高壓側(cè)要采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)+限流熔斷器的配置策略呢？因?yàn)楫?dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，大量的短路試驗(yàn)證明。當(dāng)油浸變壓器內(nèi)部出現(xiàn)短路故障時(shí)，必須在20ms內(nèi)切斷故障。方保變壓器安然無(wú)恙。從斷路器看,斷路器全分?jǐn)鄷r(shí)間由三部分組成：繼電器保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+斷路器固有分閘動(dòng)作時(shí)間+燃弧時(shí)間。這三部分之和往往大于60ms，顯然斷路器對(duì)于保護(hù)此類變壓器不奏效。對(duì)組合電器而言充石英砂的限流熔斷器有速斷功能可在10ms內(nèi)熔斷而切除短路故障。完全滿足20ms內(nèi)動(dòng)作。從而達(dá)到有效保護(hù)

10、變壓器的需要。但是由于熔斷器往往單相首先斷開(kāi)，所以斷開(kāi)的同時(shí)其撞針(即彈簧儲(chǔ)能撞擊器會(huì)撞擊負(fù)荷開(kāi)關(guān)的脫扣板，負(fù)荷開(kāi)關(guān)立即三相同時(shí)斷開(kāi)(兩相燃弧，防止了變壓器缺相運(yùn)行。由于動(dòng)作時(shí)間很短，轉(zhuǎn)移電流(熔斷器的熔體熔斷使彈簧儲(chǔ)能撞擊器將負(fù)荷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的整個(gè)過(guò)程承受的三相對(duì)稱電流遠(yuǎn)小于故障電流峰值，達(dá)到了保護(hù)變壓器的目的。如上所述，負(fù)荷開(kāi)關(guān)+限流熔斷器是用作保護(hù)變壓器，只要配舍得當(dāng)才能有效。其原理如下圖所示負(fù)荷開(kāi)關(guān)+限流熔斷器控制原理（1）限流熔斷器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)部熔絲被石英砂包圍，石英砂有限流作用，有撞 針系統(tǒng)開(kāi)斷范圍：23倍額定電流50KA性能特點(diǎn)：開(kāi)斷大故障短路電流能力強(qiáng)，達(dá)到31.550KA分?jǐn)噙^(guò)程中電弧電壓低短路開(kāi)斷動(dòng)作時(shí)間短，一般不超過(guò)10ms（2）帶電顯示器工作原理：通過(guò)抽壓電容芯棒,從高壓帶電回路中抽取一定的電 壓作為顯示和閉鎖的電源,用于反映裝置設(shè)置處的帶電狀態(tài),并能強(qiáng)制閉鎖開(kāi)關(guān)網(wǎng)門。電壓指示和強(qiáng)制閉鎖的工作,均受同一高壓信號(hào)所控制,但電路系統(tǒng)又是相互獨(dú)立的.只要高壓回路帶電,那么即使顯示電路和閉鎖電路同時(shí)出了故障,電磁鎖仍處于閉鎖狀態(tài)。其原理如下圖所示 帶電顯示器接線圖（3）避雷器避雷器作用：限制過(guò)電壓以保護(hù)電氣設(shè)備。避雷器就是在線路或設(shè)備上人為地制造絕緣薄弱點(diǎn)即間隙裝置,間隙的擊穿電壓比線路或