光伏電站箱變的選型分析

文章來源：http://m.qnstar.cn 發(fā)布時間：2023-01-09 瀏覽次數(shù)：382

光伏電站箱變將高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置的功能有機地結合在一起，安裝在防潮、防銹、防塵、隔熱的全封閉鋼制箱體內。箱式變壓器適用于礦山、工廠、企業(yè)、光伏電站、風力發(fā)電站，成為一種新型的成套變配電設備。根據結構特點，箱式變壓器可分為歐式變壓器、美式變壓器和中式變壓器。在工程中，應根據實際工程選擇合適的箱式變壓器類型。

歐式箱式變壓器的特點

1.高壓配電設備的結構:

歐洲箱式高壓配電設備按進線可分為終端式和環(huán)網式；從進線的朝向來看，利用高壓電纜溝可分為從箱體頂部架空進線和地下進出線，這是現(xiàn)代設計中常用的方法。

2.變壓器室的結構:

光伏電站箱變配有獨立的配電室，主要由變壓器、自動溫控系統(tǒng)、照明和安全柵組成。

變壓器運行時，箱式變壓器內部會產生大量的熱量，因此變壓器室的散熱和通風是歐式箱式變壓器設計中需要考慮的關鍵問題。變壓器運行時，產生的熱量使變壓器室溫度不斷升高，自然通風散熱往往不能保證變壓器可靠安全運行；歐式箱變設計中，除變壓器容量小的箱變采用自然通風外，一般設計測溫保護，通過強制排風解決。該系統(tǒng)主要由測量裝置組成，可以測量變壓器的室溫和油溫。然后通過自動控制電路，根據變壓器可靠安全運行溫度的設定范圍，設定并控制排風扇是否需要投入運行。

在歐洲箱式變壓器中，可以使用油浸式變壓器，也可以使用干式變壓器。但由于干式變壓器價格昂貴，在用戶沒有特殊要求的情況下，油浸式變壓器應是降低制造成本的首選。變壓器容量一般為100-1250kVA，最大不應超過1600kVA。

低壓室結構設計:歐式箱變低壓室要根據工礦企業(yè)或住宅小區(qū)的不同應用場合，在設計結構上有所不同。歐洲低壓配電室的輸出通道數(shù)量根據變壓器的容量和用戶在結構設計上的需求而不同。變壓器容量小，用戶需要的輸出通道數(shù)量少。但如果變壓器容量較大，用戶要求輸入更多的出線口，則可以設計更多的出線口，布局也可以按照帶走廊的運行形式考慮。

美國三箱式變壓器的特點

過載能力強，允許過載2次2小時，過載1.6次7小時，不影響箱式變壓器的使用壽命。

彎頭連接器對于高壓進線的連接非常方便，在緊急情況下可以作為負荷開關使用，即插電即可。

采用雙熔斷器保護，插入式熔斷器(Bay-O-Net)是保護箱式變壓器二次側短路故障的雙敏感熔斷器(溫度和電流)。備用限流熔斷器(ELSP)保護箱式變壓器內部的故障，并用于保護高壓側。

通常，高燃點油(FR3)用于變壓器。

高壓開關保護用熔斷器等所有部件與變壓器鐵芯和繞組放在同一個油箱內。

美國箱式負荷開關

美國箱式變壓器的負荷開關放在變壓器油箱內。油浸式三相聯(lián)動開關可分為兩個位置(終端型)和四個位置(環(huán)網型)。由于該負荷開關置于變壓器油箱內，其閉合位置只能根據外部操作面板的指示來判斷，其操作是通過專門的絕緣操作桿來進行的，因此其操作相當復雜。從這點來看，它的操作非常不方便。另外，由于看不到負荷開關的分斷觸點(即明顯的分斷點)，分斷后讓人感到不安。此外，一旦負荷開關出現(xiàn)故障，更換和維護將非常困難?，F(xiàn)在負荷開關一般采用真空斷路器。

光伏電站箱變

由于殼體表面處理的技術問題，需要加強對其腐蝕情況的檢查；

美國箱式變壓器箱內充油一般為FR3絕緣油，其燃點可達312℃，具有優(yōu)良的電熱特性，絕緣強度高，潤滑性好，滅弧能力強，無毒，可生物降解，最大限度地減少了對環(huán)境和健康的危害。FR3絕緣油不會像傳統(tǒng)的礦物油一樣形成沉淀物，但是中國生產的美國箱式變壓器大部分都是用25#普通礦物油填充的。另外，一般情況下，美國箱式變壓器的油箱上部都充有惰性氣體，防止空氣中的水交換成油。而國產美式箱變，可能沒有任何企業(yè)進行。隨著時間的推移，油的性能會降低，其密封性能達不到7 Psig的要求，需要定期換油。

美國箱式變壓器無油溫保護。只有一個溫度計顯示油溫。油溫過高時，由插入式保險絲保護。還有一個泄壓閥來釋放油箱中的過量壓力。所以這兩種情況下都要檢查保險絲是否正常工作，外殼是否漏油。

由于美式箱變的油箱是露在外面的，要經常巡視，防止因外力碰撞損壞而漏油。

國產箱式變壓器的特點

與美國箱式變壓器相比，國產箱式變壓器增加了接地開關和避雷器，接地開關和總開關之間有機械聯(lián)鎖，可以保證箱式變壓器維護時人的絕對安全。國產箱式變壓器每相由一根保險絲保護，而不是美國箱式變壓器的兩根保險絲。它最大的特點是當任何一相熔斷器熔斷時，負荷開關都會跳閘并切斷電源，更換熔斷器后才能合上總開關，這是美國箱式變壓器所沒有的。

國內箱式變壓器一般采用獨立單元結構，分別設有變壓器室、高壓開關室和低壓開關室，通過導線連接成一個完整的供電系統(tǒng)。

配電室一般放在后面。為方便用戶維修、更換和增加容量，變壓器可方便地從箱內拉出或從上部吊出。由于變壓器放置在外殼內，其有利因素是可以防止陽光直射在變壓器上引起的溫升，同時可以有效防止外力碰撞、沖擊和觸摸引發(fā)的電氣事故。缺點是對變壓器的散熱要求較高。高壓開關室內安裝有獨立封閉的高壓開關柜。產氣、壓氣或真空負荷開關-熔斷器組合電器一般安裝在柜內。安裝在高壓開關柜上的高壓熔斷器能保證任何一相熔斷器都能熔斷，并能斷開其主開關，避免缺相運行。此外，還安裝了接地開關，接地開關與總開關互鎖，即只有在總開關分離后才能合上接地開關，但合上接地開關后，總開關不能合上，以保證維修的安全性。柜內還裝有高壓避雷器，所以整個開關的操作非常方便。所有的開關都只能通過一個特殊的匹配手柄來打開和關閉。同時，通過透明窗口可以觀察到總開關的通斷狀態(tài)。

低壓開關柜:一般低壓開關柜配有總開關、配電分支開關、低壓云保護器、電壓、總電流、分支電流的儀表顯示。同時，為了更好地保護變壓器的運行安全，經常采取措施對變壓器上層油溫進行監(jiān)測。當油溫達到危險溫度時，能自動停止低壓側工作(斷開低壓側負載)。當然，它的動作值可以根據要求自行設定。

光伏電站箱變普遍采用S9和全密封低損耗變壓器，部分產品已經采用非晶合金作為變壓器鐵芯以降低損耗。

準確的說，國內橫箱的變化，在歐美叫集成箱變化。臥式箱式變壓器的外觀與歐式箱式變壓器相似，但體積遠小于歐式箱式變壓器，略大于美式箱式變壓器。這是因為臥式箱變的變壓器、負荷開關、低壓出線方式與美式箱變基本相同，但它有獨立的配電室。由于高低壓出線口都在側墻上，所以配電室不需要考慮防護柵欄等設施。由于臥式箱體體積小，結構緊湊，一些設計師對其頂蓋的設計進行了大幅簡化(無隔熱層等。)，只保留了自然通風散熱降溫模式。國產臥式箱體的主要缺點是存在局部過熱現(xiàn)象，導致絕緣油過熱分解，容易導致油中氣體含量超標。