光伏电站箱变的选型分析

文章来源：https://www.cnboda.cn 发布时间：2023-01-09 浏览次数：385

光伏电站箱变将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置的功能有机地结合在一起，安装在防潮、防锈、防尘、隔热的全封闭钢制箱体内。箱式变压器适用于矿山、工厂、企业、光伏电站、风力发电站，成为一种新型的成套变配电设备。根据结构特点，箱式变压器可分为欧式变压器、美式变压器和中式变压器。在工程中，应根据实际工程选择合适的箱式变压器类型。

欧式箱式变压器的特点

1.高压配电设备的结构:

欧洲箱式高压配电设备按进线可分为终端式和环网式；从进线的朝向来看，利用高压电缆沟可分为从箱体顶部架空进线和地下进出线，这是现代设计中常用的方法。

2.变压器室的结构:

光伏电站箱变配有独立的配电室，主要由变压器、自动温控系统、照明和安全栅组成。

变压器运行时，箱式变压器内部会产生大量的热量，因此变压器室的散热和通风是欧式箱式变压器设计中需要考虑的关键问题。变压器运行时，产生的热量使变压器室温度不断升高，自然通风散热往往不能保证变压器可靠安全运行；欧式箱变设计中，除变压器容量小的箱变采用自然通风外，一般设计测温保护，通过强制排风解决。该系统主要由测量装置组成，可以测量变压器的室温和油温。然后通过自动控制电路，根据变压器可靠安全运行温度的设定范围，设定并控制排风扇是否需要投入运行。

在欧洲箱式变压器中，可以使用油浸式变压器，也可以使用干式变压器。但由于干式变压器价格昂贵，在用户没有特殊要求的情况下，油浸式变压器应是降低制造成本的首选。变压器容量一般为100-1250kVA，最大不应超过1600kVA。

低压室结构设计:欧式箱变低压室要根据工矿企业或住宅小区的不同应用场合，在设计结构上有所不同。欧洲低压配电室的输出通道数量根据变压器的容量和用户在结构设计上的需求而不同。变压器容量小，用户需要的输出通道数量少。但如果变压器容量较大，用户要求输入更多的出线口，则可以设计更多的出线口，布局也可以按照带走廊的运行形式考虑。

美国三箱式变压器的特点

过载能力强，允许过载2次2小时，过载1.6次7小时，不影响箱式变压器的使用寿命。

弯头连接器对于高压进线的连接非常方便，在紧急情况下可以作为负荷开关使用，即插电即可。

采用双熔断器保护，插入式熔断器(Bay-O-Net)是保护箱式变压器二次侧短路故障的双敏感熔断器(温度和电流)。备用限流熔断器(ELSP)保护箱式变压器内部的故障，并用于保护高压侧。

通常，高燃点油(FR3)用于变压器。

高压开关保护用熔断器等所有部件与变压器铁芯和绕组放在同一个油箱内。

美国箱式负荷开关

美国箱式变压器的负荷开关放在变压器油箱内。油浸式三相联动开关可分为两个位置(终端型)和四个位置(环网型)。由于该负荷开关置于变压器油箱内，其闭合位置只能根据外部操作面板的指示来判断，其操作是通过专门的绝缘操作杆来进行的，因此其操作相当复杂。从这点来看，它的操作非常不方便。另外，由于看不到负荷开关的分断触点(即明显的分断点)，分断后让人感到不安。此外，一旦负荷开关出现故障，更换和维护将非常困难。现在负荷开关一般采用真空断路器。

光伏电站箱变

由于壳体表面处理的技术问题，需要加强对其腐蚀情况的检查；

美国箱式变压器箱内充油一般为FR3绝缘油，其燃点可达312℃，具有优良的电热特性，绝缘强度高，润滑性好，灭弧能力强，无毒，可生物降解，最大限度地减少了对环境和健康的危害。FR3绝缘油不会像传统的矿物油一样形成沉淀物，但是中国生产的美国箱式变压器大部分都是用25#普通矿物油填充的。另外，一般情况下，美国箱式变压器的油箱上部都充有惰性气体，防止空气中的水交换成油。而国产美式箱变，可能没有任何企业进行。随着时间的推移，油的性能会降低，其密封性能达不到7 Psig的要求，需要定期换油。

美国箱式变压器无油温保护。只有一个温度计显示油温。油温过高时，由插入式保险丝保护。还有一个泄压阀来释放油箱中的过量压力。所以这两种情况下都要检查保险丝是否正常工作，外壳是否漏油。

由于美式箱变的油箱是露在外面的，要经常巡视，防止因外力碰撞损坏而漏油。

国产箱式变压器的特点

与美国箱式变压器相比，国产箱式变压器增加了接地开关和避雷器，接地开关和总开关之间有机械联锁，可以保证箱式变压器维护时人的绝对安全。国产箱式变压器每相由一根保险丝保护，而不是美国箱式变压器的两根保险丝。它最大的特点是当任何一相熔断器熔断时，负荷开关都会跳闸并切断电源，更换熔断器后才能合上总开关，这是美国箱式变压器所没有的。

国内箱式变压器一般采用独立单元结构，分别设有变压器室、高压开关室和低压开关室，通过导线连接成一个完整的供电系统。

配电室一般放在后面。为方便用户维修、更换和增加容量，变压器可方便地从箱内拉出或从上部吊出。由于变压器放置在外壳内，其有利因素是可以防止阳光直射在变压器上引起的温升，同时可以有效防止外力碰撞、冲击和触摸引发的电气事故。缺点是对变压器的散热要求较高。高压开关室内安装有独立封闭的高压开关柜。产气、压气或真空负荷开关-熔断器组合电器一般安装在柜内。安装在高压开关柜上的高压熔断器能保证任何一相熔断器都能熔断，并能断开其主开关，避免缺相运行。此外，还安装了接地开关，接地开关与总开关互锁，即只有在总开关分离后才能合上接地开关，但合上接地开关后，总开关不能合上，以保证维修的安全性。柜内还装有高压避雷器，所以整个开关的操作非常方便。所有的开关都只能通过一个特殊的匹配手柄来打开和关闭。同时，通过透明窗口可以观察到总开关的通断状态。

低压开关柜:一般低压开关柜配有总开关、配电分支开关、低压云保护器、电压、总电流、分支电流的仪表显示。同时，为了更好地保护变压器的运行安全，经常采取措施对变压器上层油温进行监测。当油温达到危险温度时，能自动停止低压侧工作(断开低压侧负载)。当然，它的动作值可以根据要求自行设定。

光伏电站箱变普遍采用S9和全密封低损耗变压器，部分产品已经采用非晶合金作为变压器铁芯以降低损耗。

准确的说，国内横箱的变化，在欧美叫集成箱变化。卧式箱式变压器的外观与欧式箱式变压器相似，但体积远小于欧式箱式变压器，略大于美式箱式变压器。这是因为卧式箱变的变压器、负荷开关、低压出线方式与美式箱变基本相同，但它有独立的配电室。由于高低压出线口都在侧墙上，所以配电室不需要考虑防护栅栏等设施。由于卧式箱体体积小，结构紧凑，一些设计师对其顶盖的设计进行了大幅简化(无隔热层等。)，只保留了自然通风散热降温模式。国产卧式箱体的主要缺点是存在局部过热现象，导致绝缘油过热分解，容易导致油中气体含量超标。