风电35kV组合式变压器设计

试论35kV风电美式箱变特点及设计注意事项作者：饶满和来源：《魅力中国》2018年第05期摘要：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。

35kv箱式变电站设计摘要箱式变电站又称户外成套变电站，也有称做组合式变电站，它是开展于20世纪60年代至70年代欧美等西方兴旺国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。

进入20世纪90年代中期，国内开始出现简易箱式变电站，并得到了迅速开展。

本课题的主要内容包括箱式变电站的开展应用，箱式变电站的结构分类，以及箱式变电站一次系统设计极其设备选型，二次系统设计，以及箱式变电站的智能监控系统。

35kV箱式变电站的设计高压侧额定电压为35kV，低压侧额定电压为10kV，主变压器容量为3150kVA。

主接线采用单母线分段接线。

目录1 绪论1.1 供配电技术的开展随着市场经济的开展，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接进入负荷中心，形成高压受电—变压器降压—低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向开展，箱式变电站(简称箱变)正是具有这些特点的最正确产品，因而在城乡电网中得到广泛应用。

其次随着社会开展和城市化进程的加快，负荷密度越来越高，城市用地越来越紧张，城市配电网逐步由架空向电缆过渡，架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求。

因此，预装式变电站成为主要的配电设备之一。

再次人们对供电质量尤其是供电的可靠性要求越来越高，而采用高压环网或双电源供电、低压网自动投切等先进技术的预装式变电站成为首选的配电设备。

与此同时，由于信息化、网络化和智能化住宅小区开展，因此不仅要求箱变平安可靠，同时要求具有“四遥〞(遥测、遥讯、遥调、遥控)的智能化功能。

这种智能箱式变电站(简称智能箱变)环网供电时，在特定自主软件配合下，能完成故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能，从而保证在一分钟左右恢复送电。

1.2 箱式变电站的类型、结构与技术特点1.2.1 箱式变电站的类型箱式变电站有美式箱式变电站和欧式箱式变电站。

风力发电用组合式变压器技术参数一、概述ZGS-Z.F-□/35风力发电用组合式变压器是为满足日益增长的风力发电的供电要求，在公司生产10KV组合式变压器基础上，消化吸收国内外的技术结合国内需求自行开发的系列产品。

该产品是将变压器，负荷开关，高压熔管安装在变压器的箱体内，利用变压器的绝缘油作为整个产品的绝缘介质和散热介质。

具有体积小、重量轻、安装方便等优点。

二、引用标准JB/T 10217-2000 组合式变压器GB1094-1996 电力变压器GB/T6451-1999 三相油浸式电力变压器技术参数和要求JB/Z102-71 高压电器使用于高海拔地区的技术要求GB11022-9 高压开关设备通用技术要求GB3804-90 3—63KV高压负荷开关DL/T537-2002 高压/低压预装式箱式变电站选用导则GB311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合GB7354-2003 局部放电测量GB/T14048.1-1993 低压开关设备通用技术条件GB7251.1-1997 低压成套开关设备和控制设备。

三、正常使用环境条件a、海拔不超过2000 mb、环境温度范围: -40℃～+40℃c、最大日温差：30℃；d、户外风速不超过：35m/s；e、相对湿度：在25℃时,日平均值不大于95%，月平均值不大于90%；f、安装环境；安装环境应无明显污秽、无爆炸性、腐蚀性气体及安装场所无经常性的剧烈振动冲击。

g、电流电压的波形:近似于正弦波。

超出以上正常使用环境条件，用户可与本公司协商确定，按相关标准作定额调整。

四、型号含义五、产品用途ZGS-Z.F-□/35系列组合式变压器用于50HZ，35/0.69的风力发电系统,变压器的额定容量为800~2500KVA,专用于风力发电场供配电。

六、产品主要特点a、全密封,安全可靠,产品采用新型S9（S11）/35KV系列技术,结构合理,可靠性高。

b、体积小,结构紧凑,体积为普通预装式变电站的1/3,减少占地面积。

35kV箱式变电站设计
本设计是一款35kV箱式变电站，其设计的目的是将高电压输电线路中的电能变为适合城市、工矿企业等用电场所所使用的低电压电能。

设计参数：
本设计的箱变电站设计参数如下所示：
1. 转换电压：35kV/10kV
2. 电容容量：40MVA
3. 母线电流：1262A
4. 输入电压：35kV
5. 输出电压：10kV
6. 外形尺寸：7000*3200*3400mm
设计特点：
1、结构紧凑：该箱式变电站采用紧凑、结构合理的设计，占地面积少，更加适合于城市的基础设施建设。

2、安装方便：与传统变电站相比，该箱式变电站的组装和安装比较容易，可以快速安装和拆卸。

3、安全可靠性高：盒式结构能够有效地减轻变电站的重量，同时提高了其承受力，让箱变电站具有更好的防震能力，从而更加安全可靠。

4、容量可扩展性强：根据用电场所的需要，本设计的35kV箱式变电站容量可以根据实际需求进行灵活扩展。

35KV主变压器保护初步设计35KV主变压器是电力系统中重要的设备之一，其保护设计至关重要。

保护设计应考虑到变压器的安全运行和设备寿命，同时也要满足系统的要求。

本文将进行35KV主变压器保护初步设计，并介绍相关的保护原则和主要参数设置。

一、35KV主变压器保护原则1.过电流保护：过电流是主变压器最常见的故障之一、过电流保护应根据变压器的额定电流和变比来确定。

通常设置I>1.2In的过电流保护。

过电流保护装置可以通过电流互感器（CT）来实现。

2.过温保护：主变压器的过温保护是必不可少的，它通常通过温度继电器或热继电器来实现。

对于油浸式变压器，还可以通过油温继电器来实现。

通常设置N+1的过温保护。

3.短路保护：短路保护是为了防止短路故障对主变压器造成的损害。

通常使用差动保护装置进行短路保护。

差动保护是通过比较主变压器两端电流的差值来实现的。

4.接地保护：接地故障是主变压器的常见故障之一，因此需要设置接地保护。

接地保护装置通常使用变压器差动装置的接地保护来实现。

5.轻载保护：轻载保护是为了防止主变压器在轻载情况下发生过热，通常通过电流继电器或电流保护装置来实现。

二、35KV主变压器保护参数设置1.电流保护参数设置：过电流保护通常设置为2倍变压器额定电流（I>2In）；短路保护通常设置为1.5倍变压器额定电流（I>1.5In）；轻载保护通常设置为0.4倍变压器额定电流（I<0.4In）。

2. 温度保护参数设置：过温保护通常设置为主变压器的允许温升值，一般不超过规定的标准；油温保护通常设置为油温上升速度超过一定值时（一般为1°C/min）报警，超过另一个更高的值时（一般为2°C/min）断电。

3.接地保护参数设置：接地保护通常设置为变压器差动装置的接地保护，当变压器两侧电流差超过一定值时报警，超过更大的值时断电。

4.差动保护参数设置：差动保护装置通常设置为变压器两侧电流差的一定百分比，超过该百分比时报警，超过更大的百分比时断电。

风力、光伏发电系列35kV组合式变压器应用及优化设计要点发表时间：2016-07-24T14:22:48.673Z 来源：《电力设备》2016年第10期作者：陈静[导读] 在能源和环境问题日益受到关注的当下，风能与太阳能作为最具潜力的清洁可再生能源。

（福州天宇电气股份有限公司福建 350012）摘要：在能源和环境问题日益受到关注的当下，风能与太阳能作为最具潜力的清洁可再生能源，因其储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性以及使用的经济性，越来越受人青睐。

大力发展风力、光伏产业，积极开发风能、太阳能在全球范围内都得到空前重视，已成为各国可持续发展战略的重要组成部分，我国也把大力推广风力、光伏发电系统作为能源战略的一个重点。

本文通过对产品接线方案及结构的优化实现途径做出研究，并给出详细的工程图，介绍了本企业风力、光伏发电系列35kV组合式变压器应用及优化设计的诸项关注点。

优化设计方案在具体应用中效果较好，达到了预期要求。

关键词：风力、光伏发电系列35kV组合式变压器应用；产品结构设计方案优化要点；产品接线设计方案优化要点1 风力、光伏发电系列35kV组合式变压器发电原理及技术要求1.1 风力发电系列35kV组合式变压器发电原理风力发电技术是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使单台装机750kW或1500kW的风力发电机发电。

发电机组发出的电能经整流、逆变成一般为690V(或620V)的交流电后，通过变压器升压到10kV或35kV，之后经埋地电缆或架空线方式输送到风电场升压站，向电网供电。

如图1所示。

1.2 光伏发电系列35kV组合式变压器发电原理光伏发电是利用半导体界面的光伏特效应，将光能直接转变成电能的一种技术。

它的主要部件包括太阳能电池、蓄电池、控制器、逆变器、和光伏发电用组合变压器。

光能通过一般为1MW一台或0.5MW两台的逆变器，将直流逆变为交流的输出端低压电能一般为400V(或270V、315V)，之后通过变压器升压到10kV或35kV，再经埋地电缆或架空线方式输送到光电场升压站，向电网供电。

35kV风电专用箱变技术规范书目录附件1 技术规范附件2 供货范围附件3 技术资料及交付进度附件4 交货进度、设备包装与运输附件5 监造、检验和性能验收试验附件6 技术服务和联络附件7 分包商/外购部件情况附件8 大（部件）情况附件9 技术规范偏差表附件10 投标人需要说明的其他问题附件11 投标设备的技术资料和附件附件1 技术规范。

总则1.l 本设备技术规范书适用于国电电力西乌旗高力罕风电场二期49.5MW工程箱式变压器，它提出了该变压器本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2 本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标方应保证提供符合工业标准和本规范书要求并且功能完整、性能优良的优质产品及其相应服务。

同时必须满足国家有关安全、环保等强制性标准和规范的要求。

1.3 如果投标人没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着投标人提供的设备完全符合本规范书的要求。

如有异议，不管是多么微小，都应在投标书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。

l.4 投标人提供的主设备、附件、备品备件、外部油漆等材质必须满足本工程所处地理位置、环境条件的要求，如：高寒、风沙影响等。

1.5 合同签订后按本规范书要求，投标人提出合同设备的设计﹑制造﹑检验/试验﹑装配﹑安装﹑调试﹑试运﹑验收﹑试验﹑运行和维护等标准清单给招标人确认。

1.6 本设备技术规范书所使用的标准如遇与投标方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。

1.7 本设备技术规范书未尽事宜，由招标人、投标人共同协商确定。

1.8 本设备技术规范书经招标人、投标人确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。

一般规定与规范1.1 设备制造依据标准JB/T10217-2000 组合式变压器DL/T 537 高压/低压预装箱式变电站选用导则GB17467 高低压预埋式变电站GB7251 低压成套开关设备国家标准GB4208 外壳防护等级(IP代码)DL404 户内交流高压开关柜订货技术条件GB1094.1～1094.5 电力变压器GB6451.1 三相油浸式电力变压器技术参数和要求GB3906 3～35kV交流金属封闭开关设备GB3309 高压开关设备常温下的机械试验GB16926 交流高压负荷开关－熔断器组合电器SDGJ14 导体和电器选择设计技术规定GB772 高压绝缘子瓷件技术条件SDJS 高压配电装置设计技术规定GB/T l5166 交流高压熔断器GB 3804 3～63kV 交流高压负荷开关GB4109 高压套管技术条件GB/T16927.1～2 高电压试验技术国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》以及国际电工委员会标准IEC-76出版物要求。

35kV风电美变说明技术规范.1.1 型式及接线图(1) 型式：35kV终端型箱变(2) 变压器型号：S11-2750/35(3) 箱变一次接线示意见下图：2.1.2 箱式变电站的总体要求2.1.2.1 箱体：箱变外壳全封闭（无百叶窗，底部封堵，门框加密封条）。

箱体的高压室和低压室必须密封处理，所采用的密封条必须是长寿命（20年以上）、耐低温、高弹性产品，以确保箱体的防尘、防潮、防凝露。

变压器油箱材料厚度≥6.0mm，散热片材料厚度≥1.5mm，散热器加防护罩材料厚度≥4.0mm。

2.1.2.2 高压柜、低压柜及电缆进线柜应分别为独立的全密封结构，柜底设计应考虑能方便人进入箱变基础电缆沟。

高压柜、低压柜主连接线均采用绝缘套密封铜母排，截面应大于连接导线总截面。

2.1.2.3 箱体应有足够的机械强度，在运输、安装中不发生变形。

应力求外型美观、色彩与环境协调。

外壳喷涂进口防紫外线面漆，抗暴晒、抗腐蚀，喷涂均匀，并有牢固的附着力。

喷涂颜色由业主确定。

2.1.2.4 箱壳采用金属材料应具有抗暴晒、不易导热、抗风化腐蚀及抗机械冲击等特点。

箱体金属框架均应有良好的接地，至少设有2个接地端子，并标有接地符号。

接地端子直径为12mm的铜制螺栓。

箱变的金属骨架、高、低配电装置及变压器部分的金属支架均有符合技术条件的接地端子，并用符合接地规范要求的铜辫子可靠连接在一起。

2.1.2.5 箱体不带操作走廊。

箱壳门应向外开，开启角度应大于90°，并设定位装置。

箱式变应装有把手、暗闩和能防雨、防堵、防锈的暗锁。

2.1.2.6 箱式变电站的噪音水平不应大于规定的变压器噪音水平。

2.1.2.7 箱体顶盖的倾斜度不应小于3°，并装设防雨檐。

箱体顶盖采用双层结构。

2.1.2.8 箱式变电站内部电气设备(1) 箱体门内侧应附有主回路线路图、控制线路图、操作程序及注意事项。

(2) 母线宜采用绝缘母线，并设有安全防护措施。

35kv高海拔山地风电场用箱式变压器技术导则
35kV高海拔山地风电场用箱式变压器技术导则主要包括以下几个方面的要点：
1. 高海拔适应性：箱式变压器应具备高海拔适应能力，要符合高原地区对海拔的要求，能够在高海拔环境下正常运行。

2. 抗冻结能力：由于山地气候寒冷，箱式变压器需具备良好的抗冻能力，防止设备内部和外部结构受到冻结损坏。

3. 结构合理性：设计时应考虑箱式变压器在山地环境下的自重荷载、雪载、风载等因素，结构设计应符合相应规范要求，确保其在风电场中的安全稳定运行。

4. 防护措施：箱式变压器需配备防雷、防过流、过温等保护装置，提供全方位的安全防护措施，确保设备运行安全可靠。

5. 温度管理：箱式变压器应配备适当的散热装置，保持内部温度稳定，防止因温度过高而导致设备损坏或过负荷运行。

6. 绝缘材料：选用适合高海拔山地环境的绝缘材料，确保在低温、干燥等复杂条件下绝缘性能良好，提高设备的可靠性。

7. 维护保养：箱式变压器应具备方便维护的设计，使得运维人员能够方便地进行设备的检修和保养工作，提高设备的可维护性。

综上所述，35kV高海拔山地风电场用箱式变压器技术导则应考虑设备的高海拔适应性、抗冻结能力、结构合理性、防护措施、温度管理、绝缘材料的选择以及维护保养等方面的要点。

这些因素是确保箱式变压器在高海拔山地环境下安全稳定运行的关键要素。