干式变压器在风电场如何使用？
在我国大力倡导可持续发展的今天，风电作为一种可再生能源发展迅速。根据相关数据，2010年我国风电装机容量将达到500万千瓦，2025年将达到4500万千瓦。风电组合变压器技术作为风力发电系统的关键设备，也发展迅速。根据风力发电系统的特点，有几种不同的组合变压器设计形式。
引文作者:上海盖能电气市场部（专注干式变压器30年）电话：189 1886 3098（微信同号）
目前，风力发电作为一种清洁的可再生能源，在全球范围内发展迅速。海上风电因其资源丰富、风速稳定、对环境负面影响小、允许机组制造更大、可大规模开发等优点，一直受到风电开发商的关注。
由于海上风力发电机组特殊的运行环境(高湿度、高盐密度)，用于升压并网的电力变压器不能再像陆上机组那样在机组外部安装油浸式变压器，而是通常在机舱内安装干式变压器，既解决了整个机组的占地面积问题，又避免了在较低位置安装变压器带来的保护困难。
同时，变压器靠近风力发电机，变压器通过变流器直接将690V发电机升压到35KV，大大降低了低压电缆的使用，从而降低了整个风机的成本。
如何设计风电场变压器？
干式变压器应具有耐腐蚀性强的特点，以适应在机舱内运行时恶劣的气候和环境条件。同时，干式变压器安装在海上风机舱内，维护成本高，干式变压器应可靠性高。由于树脂浇注干式变压器在耐环境、耐气候、耐短路等方面具有优越的性能，因此首选这种干式变压器。
1.本体设计方案
铁芯叠片采用冷轧取向电工钢带，45°全斜接五级接缝；高压线圈采用分段圆柱形，采用真空浇筑工艺；低压线圈采用箔绕，轴向气道，预浸绝缘端树脂密封固化。
由于机舱尺寸和负载要求的限制，干式变压器的形状尺寸不能太大，重量也不能太重。通常使用铜绕组时，变压器尺寸小，重量重；使用铝绕组时，变压器尺寸大，重量轻。因此，在电磁计算阶段，应反复比较，以满足用户的使用要求。
2.防腐设计
一般变压器采用自冷或风冷，变压器外壳内的空气与机舱内的空气循环，机舱内高湿度、高盐雾的空气进入变压器外壳，导致变压器结构件严重腐蚀。更严重的是，在这种环境下，变压器绝缘表面污垢中的可溶性物质逐渐溶解在水中，在表面形成导电膜，大大降低绝缘水平，在电场的作用下容易产生严重的放电现象，即污闪，这是导致风电机组火灾的主要可能因素之一。
为避免这一问题，变压器安装在保护等级大于IP44的外壳中，内部循环冷却系统与外界进行热交换。这样，变压器本体的防腐设计难度大大降低，防腐重点转移到外壳上。
而且外壳的防腐相对容易，一般采用特殊的喷涂工艺，达到ISO12994CorosionProtectionstelStrecturectivePaintSystems所需的C4级。
3.抗振设计
在风电机组运行过程中，机舱总是在振动，特别是在偏航和制动过程中。因此，变压器的抗振设计也非常重要。
通过一些措施，可以减少变压器体的变形和紧固件的松动:变压器线圈浇筑成刚体，使线圈本身具有良好的抗振能力；增加变压器底部垫脚的数量和固定螺栓的数量，对变压器起到很好的固定作用；变压器夹件上安装的长螺钉与外壳顶部的支架连接，使变压器与外壳成为一个整体，避免外壳晃动。此外，变压器上的所有紧固件都采取了防松措施，以避免变压器部件脱落和倾倒。
4.通风散热设计
外壳上设置轴流风机、风道和换热装置；变压器上设置导流板，见图2。这样，在变压器运行过程中，轴流风机将外壳内的热空气吸入风道，在换热装置处进行换热。外部泵和外部换热装置通过水循环带走热量，冷却空气进入外壳下部。在空气导流板的引导下，变压器线圈通过变压器主空道和低压线圈内的气道冷却。
显然，变压器的散热不再是一个孤立的系统，它不仅与变压器本身的散热结构有关，而且与轴流风机的通风、换热装置的散热效率、外部泵和换热装置的性能密切相关，这是一个复杂而大的系统。在样机设计中，可结合计算机仿真分析设置一定的温升余量，并根据试验结果进行批量生产。
5.可维护设计
风力发电机组安装在近海，维护困难，维护成本很高。因此，干式变压器的设计应充分考虑其维护。
外壳采用拼接结构，拆卸方便，更换高压线圈等变压器大部件；通风散热系统轴流风机的使用寿命一般为4万小时。为了保证机组的发电和可用性，采用一用一备的形式。
风电场变压器的技术要求是什么？
1.变压器空载时间长。风力发电一般具有明显的季节性，变压器年平均负荷率仅为30%左右。因此，变压器的空载损耗应尽可能低；
2.其次，过载时间较短。由于变压器容量一般大于风机容量，风机采用微机技术，实现了风机的自诊断功能，安全保护措施非常完善。风力发电机组过载时，会自动采取限速措施或停止运行，基本不会造成变压器过载。因此，变压器的使用寿命应比普通配电变压器长。
3.在中国，风资源丰富的地区一般集中在沿海、东北和西北地区，变压器在野外运行。因此，有必要考虑设备的耐候性。沿海地区应考虑防盐雾、防霉、防潮设备；东北和西北地区应考虑低温、寒冷和沙子的影响。
4.组合变压器的高压侧必须配备避雷器，并与风扇的过电压保护装置形成过电压吸收回路。变压器绝缘设计应充分考虑避雷器残压对变压器的影响。
