風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技術(shù)成熟、有規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。利用風(fēng)能可以調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，減少溫室氣體排放，緩解環(huán)境污染。在風(fēng)能資源好的地區(qū)，可以作為補(bǔ)充能源，緩解那里的能源急用和電力短缺。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用環(huán)境的惡劣程度以及對機(jī)組20年長壽命、高可靠性和安全性的特殊要求，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要部件如齒輪箱、發(fā)電機(jī)等的制造技術(shù)成為了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的難點(diǎn)。為了提高風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵零部件的測試能力、掌握風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵測試技術(shù)、提高產(chǎn)品風(fēng)力發(fā)電機(jī)組質(zhì)量，大多風(fēng)電機(jī)組制造廠家都建設(shè)有大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)平臺(tái)。通過試驗(yàn)平臺(tái)上得到數(shù)據(jù)，優(yōu)化提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能，對以后進(jìn)行新機(jī)型或新部件產(chǎn)品的開發(fā)和替代提供必要的試驗(yàn)環(huán)境和手段。
目前，在國外，尤其是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家都具有類似的大功率試驗(yàn)平臺(tái)，在試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的全功率或者傳動(dòng)鏈傳動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中根據(jù)發(fā)電機(jī)的電壓等級需要增加相應(yīng)的變壓器使電網(wǎng)電壓通過升壓或降壓達(dá)到發(fā)電機(jī)定子額定電壓等級的要求。國內(nèi)現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)變壓器用法大都比較單一，單純滿足一種機(jī)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的試驗(yàn)要求。本方案提供的變壓器可以兼容完成6MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)鏈傳動(dòng)試驗(yàn)和3MW液力耦合型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的全功率試驗(yàn)，更好地節(jié)約制造及基建成本并能保證功能的實(shí)現(xiàn)。
1具體實(shí)施方式下面將以某大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造企業(yè)的6MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和3MW液力耦合型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例，具體描述該方案的實(shí)施方式。根據(jù)兩種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)定子的額定電壓等級及其運(yùn)行方式不同，本方案變壓器具備兩種運(yùn)行模式，即升壓運(yùn)行模式和降壓運(yùn)行模式。
目前國內(nèi)尚無6MW及以上容量的全功率試驗(yàn)平臺(tái)來滿足6MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的全功率試驗(yàn)，為了在風(fēng)電機(jī)組出廠前檢驗(yàn)其安裝工藝、完善設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行傳動(dòng)鏈傳動(dòng)試驗(yàn)。
此時(shí)雙饋發(fā)電機(jī)需要短接轉(zhuǎn)子以電動(dòng)模式運(yùn)行，6MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)定子側(cè)額定電壓為6.6kV，而額定電網(wǎng)電壓為690V，為了滿足試驗(yàn)要求需要增加變壓器將電壓從690V升至6.6kV，并且變壓器容量需要大于6MW雙饋發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)功率。
并網(wǎng)開關(guān)網(wǎng)側(cè)變流器降壓變壓器發(fā)電機(jī)拖動(dòng)變頻器1次額定容量：2000kVA一次額定電壓：690V1次額定電流：1674A二次額定容量：2000kVA二次額定電壓：6600V二次額定電流：17高壓分接：±5%聯(lián)接組標(biāo)號：Ydll（高壓Y接）次額定容量：3300kVA一次額定電壓：10000V次額定電流：191A二次額定容量：3300kVA二次額定電壓：690V二次額定電流：276短路阻抗：UK=7%聯(lián)接組標(biāo)號：Ydll（高壓Y接）升壓運(yùn)行模式下的原理拓?fù)鋱D此時(shí)變壓器一次側(cè)連接至電網(wǎng)電壓值為690V電源，通過升壓變壓器后升至6.6kV連接至6MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)，同時(shí)為了滿足6MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)試驗(yàn)的要求其容量應(yīng)該大于2000kVA.表1升壓運(yùn)行模式的技術(shù)參數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全功率試驗(yàn)平臺(tái)是指在地面上建立針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行各種型式試驗(yàn)的功率試驗(yàn)平臺(tái)，該試驗(yàn)平臺(tái)要求能夠達(dá)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定功率輸出。在該試驗(yàn)平臺(tái)上可以對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器、控制系統(tǒng)等部件進(jìn)行全面的試驗(yàn)，檢驗(yàn)各部件是否能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，避免部件質(zhì)量缺陷；針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組初期樣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)技術(shù)和控制算法驗(yàn)證，促進(jìn)技術(shù)的消化吸收，避免設(shè)計(jì)缺陷；作為開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行新機(jī)型開發(fā)或新部件研發(fā)替代的性能測試試驗(yàn)；作為系統(tǒng)調(diào)試的平臺(tái)，可以進(jìn)行調(diào)試以及調(diào)試運(yùn)行人員的培訓(xùn)平臺(tái)；還可以進(jìn)行后期批量生產(chǎn)時(shí)的抽檢試驗(yàn)。3MW液力耦合型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)正常發(fā)電運(yùn)行時(shí)其定子側(cè)的額定電壓為10kV，為了達(dá)到并網(wǎng)要求需要增加變壓器使其電壓從10kV降至690V以便連接至電網(wǎng)，并且變壓器容量應(yīng)該大于發(fā)電機(jī)的額定功率。
此時(shí)變壓器一次側(cè)連接至3MW液力耦合型風(fēng)機(jī)的定子側(cè)電壓值為10kV，通過降壓變壓器后降至690V連接至降壓運(yùn)行模式下的原理拓?fù)鋱D電網(wǎng)，為了滿足了3MW液力耦合型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的全功率試驗(yàn)其容量應(yīng)該大于3300kVA.表2降壓運(yùn)行模式的技術(shù)參數(shù)2結(jié)論此方案變壓器能夠同時(shí)滿足6MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)鏈傳動(dòng)試驗(yàn)和3MW液力耦合型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的全功率試驗(yàn)要求，并且將兩種運(yùn)行方式的變壓器集成于一體可以大幅度減少變壓器室所占空間、減少維護(hù)量、減少制造成本。
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