干式变压器在风电场技术和设计有哪些要求?

风力发电作为一种清洁的可再生能源,目前在全球范围内发展迅速。由于其资源丰富.风速稳定.对环境的负面影响较小,并且允许机组制造更大规模,可以大规模开发等优点,一直受到风电开发商的关注。

引文作者:上海盖能电气市场部(专注干式变压器30年)

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由于海上风力发电机组的特殊运行环境(高湿度、高盐密度),电力变压器不能像陆上机组一样安装在机组外,而干式变压器通常安装在机舱内,这不仅解决了整个机组占地面积的问题,也避免了安装变压器在较低位置带来的保护困难。同时,变压器靠近风力发电机,变压器通过变流器直接将发电机发出的690V电力提升压力提升到35KV,大大降低了低压电缆的使用,从而降低了整个风扇的成本。

风电场干式变压器应具备哪些技术特点?

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的恶劣气候和环境条件。同时,干式变压器安装在海上风机舱内,维护和维护费用高,干式变压器应具有较高的可靠性。由于树脂浇注干式变压器具有更好的耐环境性能、耐气候性能和耐短路性能,因此首变压器。

变压器本体设计方案

铁芯线圈采用冷轧取向电工钢带,5级接五级接头;高压线圈采用分段圆柱形,采用真空浇筑工艺;低压线圈采用箔缠绕,设置轴向气道,并用预浸绝缘树脂密封固化。

干式变压器的外形尺寸不能太大,重量不能太重,这是由于机舱尺寸的限制和对负载的要求。一般来说,当使用铜绕组时,变压器的尺寸较小,重量较重;当使用铝绕组时,变压器的尺寸较大,重量较轻。因此,在电磁计算阶段,应反复比较,以满足用户的需求。

变压器防腐设计

一般变压器,制冷方式选用自冷式或风冷式,变压器外壳內部空气与机舱内空气流通,机舱内高湿高盐雾的空气进到变压器外壳,导致变压器构造遭受比较严重腐蚀。更比较严重的是在这类环境下,变压器绝缘层表层的污染物中可溶性物质逐渐溶解于水,表层上产生一层导电性膜,使绝缘层绝缘层大幅度减少,在动力场的功效下非常容易造成剧烈放电的状况,即污闪,它是造成风电机组火灾事故的关键因素之一。

为了避免这个问题,使用内循环冷却系统与外界进行热交换的方案,将变压器安装在保护等级大于IP44的壳体内。这样一来,变压器本体的防腐设计难度大大降低,防腐蚀重点转移到了壳体内。而壳体的防腐蚀则相对容易一些,一般采用特殊的喷涂工艺,达到了《ISO12944CorrosionProfictionsteteet》要求的C4级。

变压器抗振动设计

在风力发电机组的运行过程中,机舱内始终存在振动,尤其是在机组偏向航行迎风和制动过程中。因此,变压器的抗振动设计也非常重要。

通过一些措施,可以减少变压器身体的变形和紧固件的松动:变压器线圈浇注为一个刚石体,使线圈本身具有良好的抗振能力;增加变压器底垫脚的数量和固定螺栓的数量,对变压器起到良好的固定作用;在变压器上的夹具上安装长螺杆,连接壳体顶部的支架,使变压器与壳体成一体,避免壳体的抖动。另外,变压器上的紧固件全部采取防松措施,避免变压器部件的脱落和倾倒。

变压器散热设计

在壳体上设置轴流通风机.风管和换热装置;在变压器装置上设置导流板,如图1所示。这样,在变压器运行期间,轴流通风机将壳体内的热风吸入风管,在换热装置处换热,通过水循环将外部水泵和外部换热装置的热气带走,将冷却的空气进入壳体下部,在风气导流板的引导下,通过变压器主空道和低压线圈内的风道,将变压器线圈冷却。

显而易见,变压器的散热器早已并不是孤立的系统,它不但关联到变压器本身的散热构造,也关联到轴流通风机的通风量.换热装置的散热高效率.外界水泵和外界热交换装置的性能密不可分,它是一个繁杂的大系统。在样机设计中,能够结合计算机仿真分析,设置一定的升温余量,待批量生产时依据实验結果再次优化设计。

变压器可维护设计

风力发电机组安装在近海海域,维护困难,维护成本很高。因此,干式变压器的维护性能应充分考虑。

壳体采用拼接结构,拆卸方便,易于更换高压线圈等大型变压器部件;为保证机组的发电量和可用性,采用一用一备的形式,通风散热系统轴流风机的使用寿命一般为40000小时。