风力发电用高压电力变压器

在我国大力提倡可持续发展的今天，试验变压器风力发电作为一种可再生能源获得了飞速的发展。根据相关资料介绍，预计我国风机的装机容量2010年将达到500万kW，2020年达到3000万kW。作为风力发电系统中的关键设备，风电用组合式变压器技术也获得较快发展，针对风力发电系统的特点，试验变压器也涌现出了几种不同的组合式变压器设计形式。

　　风力发电就是将风能转变为机械能再转换为电能的过程。试验变压器风力发电系统主要有四种类型：独立运行、并网运行方式、多台风机组成风车田和风力发电混合能源系统。独立运行的风电系统又分为充电型和动力型，试验变压器适用于机组容量比较小的情况（一般在5kW及以下）。而并网运行方式是采用同步发电机或异步发电机作为风力发电机与电网并联运行。并网后的电压和频率完全取决于电网。

无穷大电网具有很强的牵制能力，也具有巨大的能量吞吐能力。并网后的风力发电机按风力大小自动输出大小不同的电能。

这种方式中风力发电机必须具有并网和解列控制，试验变压器只有当风力发电机电压频率与电网一致才能并网，当风力发电机因风速太小而不能输出电能时，就会从电网解列。而多台风机组成风车田则是由数十台试验变压器甚至数百台风力发电机组成风电场联合向电网供电，这是应用现代技术大规模开发利用风能资源的一个壮举。

风车田的运行一般都用计算机监控，使各风机运行在最佳状态。我国近几年建立的风电场都是采用风车田的运行方式。

对于风力发电混合能源系统，一般来说，试验变压器由两种或两种以上的能源组成的供电系统，称为混合能源系统。其中至少有一种能源相对稳定，才能保证系统供电的连续性与稳定性。如风—柴系统、试验变压器太阳能系统与风力发电机构成的系统、风—柴—蓄系统。
　　虽然风电系统有以上几种形式，但由于其本身的特殊性，在与电网配合时要求很高。风力发电机组并网运行，对电网有一定影响。

由于风力发电单机容量比较小，一般不会超过2MW，试验变压器对于一个大电网，影响很小，可以忽略。但对一个风电场来说，由几十台、上百台机组组成，总装机容量超过几十万千瓦，对于一个容量不大的电网，就会造成很大的影响，试验变压器影响程度与风电容量所占电网的容量比例有关。据丹麦专家分析，一般来讲，风电比例低于10%对电网不会构成危险。

我们所说的风电专用变压器的作用就是将风力试验变压器发电机发出的690V的电能经过升压变为10kV或35kV，通过埋地电缆或架空线输送到风电场升压站。综合风电系统的特点，可以总结出风电专用变压器的技术要求：

　　一、变压器空载时间长。风力发电一般具试验变压器有明显的季节性，变压器的年负载率平均只有30%左右。因此，要求变压器的空载损耗应尽量低；

　　二、过载时间少。由于变压器容量一般都比试验变压器风力发电机容量大，而由于风机采用微机技术，实现了风机自诊断功能，安全保护措施非常完善，在风机过载时会自动采取限速措施或停止运行，基本上不会造成变压器过载运行。

因此变压器的寿命比普通配电变压器应长；
　　三、运行环境恶劣。在我国，风力资源试验变压器丰富的地区一般集中在沿海、东北、西北地区，变压器运行在野外。因此就要考虑设备的耐候性问题。在沿海地区的设备就应考虑防盐雾、霉菌、湿热；在东北、西北地区就要考虑低温严寒、风沙等的影响。
　　四、组合式变压器高压侧必须配置避雷器试验变压器，以便与风机的过电压保护装置组成过电压吸收回路。在变压器的绝缘设计上应充分考虑避雷器残压对变压器的影响。
　　另外，风电用组合式变压器的箱体基本上按照标准组合式变压器的结构型式制造，除需具有足够的机械强度，外形力求美观等外，试验变压器还应具有抗暴晒，不易导热，抗风化腐蚀及抗机械冲击等特点。箱体需采用片式散热器，外加防护罩的结构。此外，外壳油漆需喷涂均匀，防护等级高，抗暴晒，抗腐蚀，抗风沙，并有牢固的附着力；组合式变压器内部电气设备的装设位置也应易于观察、试验变压器、操作及安全地更换；高压配电装置小室应保证可靠安全，以防误操作。