打开文本图片集

摘要：随着新中国建立以来，成为国家的主要目标之一的国民经济发展，对天然气、煤等化石能源的需求量明显上升。由于新能源的大力推广使用，煤成为了当时最易获得的资源，在很长时间内，最主要的发电形式就是火力发电。由于采用了不完善的发电技术和环境治理技术，能源转换效率不足，且过量利用燃煤向大气环境中释放了大量的高毒性化合物。环境问题与经济社会发展之间的不和谐问题日益突出，经济的发展步伐显著减缓，为此国家政策做出调整，并提出可持续发展战略，不断推动实行能源革新，采用先进技术来提升能量的转换率，随后又大量开发新再生能源技术，使经济建设与环保工作共同发展。由于新能源发电持续快速增长并保持较高利用水平，为保证新能源发电项目及时并网投运，既有利于增加洁净电力供应，也有利于促进能源向清洁低碳转型，助力实现国家“双碳”目标。基于此，本文针对新能源发电项目投运要点进行分析和研究，并且提出新建项目并网投运各阶段工作策略，有效保证新建项目顺利并入电网投入运行，保证变电项目各工作的稳定推进，为后续类似工作开展提供有益的参考和借鉴。

关键字：新建项目；运营团队；反送电；并网发电；生产运行

前言

阳泉光伏电站光伏总装机容量100MWp，为光伏领跑者项目，项目位于阳泉市郊区河底镇，由五个光伏片区组成，小西庄片区，五架山片区，山地片区，郊里片区和常家山片区。项目2017年5月31日开工建设，于2017年9月29日升压站一次设备带电成功，上网电价：0.75元/千瓦时。电站光伏区共有49台泰开1.6MW箱式变压器和9台上能2.2MW箱逆变一体机，五个光伏片区通过五条35kV集电线路送入升压站内，后经升压至110kV通过1条送出线路接入220kV榑庄汇集站。其中上能箱逆变一体机01#、19#、20#、31#、32#、48#、52#、54#、55#没到中午高负荷时间段，就报过热停机2个小时左右（中午11：30-13：30），每台箱逆变一体机装机2.2MW，经计算每天损失电量3.2万kwh。而其余箱变为泰开1.6MWp的箱式变压器，其中6号、26号、47号、53号箱变由于箱变过热导致箱变绕组绝缘老化，绝缘击穿，从而更换箱变绕组，每相绕组的维修费用在五万元左右，每台箱变的绕组维修费用高达15万元左右。

1.箱变过热的原因分析

1.1负载过大：当负载超过箱式变压器的额定容量时，箱式变压器内部的电流会增加，从而导致过热问题的发生。阳泉光伏好多方阵采用的是

泰开1.6MWp的箱变，而装机容量大多数都超过了1.6MW，从而在中午高负荷时段使箱变过负荷。

1.2箱式变压器内部散热不良：箱式变压器内部的散热装置如果设计不合理或者存在故障，会导致散热不良，进而引发过热问题。阳泉光伏好多箱变由于设计问题，箱变基础都比较低，底部的箱变进风口被泥土掩盖，使箱变只有出风，而进风量不足，影响箱变的冷却效果。

1.3箱式变压器周围环境温度过高：如果箱式变压器周围环境温度过高，会导致箱式变压器散热不良，从而引发过热问题。

1.4箱式变压器内部绝缘材料老化：箱式变压器内部的绝缘材料如果老化或者损坏，会导致电流泄漏，从而引发过热问题。自从并网以来，阳泉光伏曾经发生或好几起的泰开箱式变压器由于绝缘老化发生的绝缘击穿事件，绝缘老化问题比较严重，另外一台箱变每相绕组的维修费用大概在5万元左右，所以直接经济损失也比较大。

2.箱式变压器过热问题的影响

箱式变压器过热问题会对电力系统产生以下几方面的影响：

2.1 设备寿命缩短：过热会导致箱式变压器内部的绝缘材料老化加速，从而缩短设备的寿命。自从并网以来阳泉光伏电站由于箱变过热导致箱变绕组寿命缩短，更换的绕组就已经超过了10台，对公司的经济效益有很大影响

2.2 电力系统效率下降：过热会导致电力系统的效率下降，从而影响电力的传输和分配。

2.3 安全隐患增加：过热会增加箱式变压器发生火灾的风险，从而对人身安全和财产安全造成威胁。阳泉光伏曾经在2018年的一起上能箱逆变一体机起火事件，就是由于箱逆变过热引起的设备起火典型案例。

3. 箱式变压器过热问题的解决方法

为了解决箱式变压器的过热问题，可以采取以下几种方法：

3.1 负载管理：合理管理负载，避免超过箱式变压器的额定容量。阳泉光伏电站可以通过技改的方式，将超装的光伏矩阵的部分容盎改装到容量华有富裕的光伏方阵，

3.2 散热改进：改进箱式变压器内部的散热装置，提高散热效率。例如更换大容量散热风扇，增加风扇的风量，从而降低箱式变压器的温度

3.3 环境控制：控制箱式变压器周围环境的温度，避免过高的环境温度对箱式变压器散热的影响。例如在每年的夏天高温季节，在箱式变压器的上部增设防护隔温罩，从而隔离夏天高温季节的太阳光热量，防止箱式变压器的温度升高。

3.4 绝缘材料维护：定期检查和维护箱式变压器内部的绝缘材料，及时更换老化或者损坏的绝缘材料。

4. 箱式变压器过热问题的案例分析

通过对一些实际案例的分析，可以更加深入地了解户外箱式变压器过热问题的具体情况和解决方法。阳泉光伏在2023年对箱式变压器进行了一次箱式变压器冷却风扇的技改，一定程度上缓解了箱式变压器的过热情况，具体措施如下：

变压器室风道风量检测及优化方案

一、基本情况

中广核新能源阳泉光伏电站位于阳泉市采煤沉陷区光伏领跑者示范基地，占地面积3500余亩，装机容量100MWp，电站采用分块发电，集中并网方案。组件采用290Wp单晶硅和300Wp单晶硅组件，共安装58台箱变，其中上能2.2MWp箱逆变一体机9台，泰开箱1.6MWp变49台（需优化箱变）。

二、优化必要性

2.1现阶段存在问题

由于泰开箱变厂家在设计该款变压器室时按照油浸式变压器设计的变压器室，未充分考虑干式变压器须通过强风力和大空间进行变压器散热。又因场区内变压器均处于户外向阳处建设，全天均处于阳光暴晒的高温下，部分变压器绕组温度在日落后仍保持在77℃以上如图。

针对该问题，场站负责人已将所有变压器风机启动温度设置在60℃启动，却仍未见温度有效下降。若长时间高温运行，势必造成变压器绕组因温度过高导致绝缘老化造成绕组击穿故障。

2.2优化必要性

经与厂家设计人员及专家的多方面咨询沟通，电站拟将变压器室轴流风机更换为离心式风机的方式，在加大风量的同时，起到降温的作用。

离心式风机的优点：

（1）、离心风机布置比较简单，风量和微风压力都很大；

（2）、离心风机具有较高的压力系数、相对低的流量系数，根据压力高低分为高压（15000～3000Pa）、中压（3000～1000Pa）、低压（＜1000Pa）。

轴流式风机有点：安装方便，结构简单

2.3排风量对比

风量计算方法：

计算公式：Q=（1-η1）·η2·φ·W

式中：η1-变压器效率，一般取0.98；

η2-变压器负荷率，一般取0.7-0.95；

Φ-变压器功率因数；

W-变压器功率（kV·A）

经测算离心式风机单台风量为：1532m³，而轴流式风机单台风量为：960m³。

三、优化方案

由于之前箱变变压器室内安装的轴流风机排风量较小，不能有效使变压器室内空间负压增大，无法有效形成风力循环，导致排出变压器室内热量不足；且轴流风机电机安装于变压器室内部，电机产生的热量也会增加变压器室内温度。

综上所述，此次电站拟采用离心式风机代替轴流风机用以变压器室温度的降低。本次更换离心风机降低变压器室内温度的优势在于：

1、经测算离心式风机单台排风量相较于轴流式风机排风量多出近1倍；

2、离心式风机安装于变压器室外部，风机自身产生的热量不会影响变压器室内温度；

3、由于排风量的加大可以更有效地使变压器室内产生足够的风力负压，使变压器内部能够有效进行风循环以降低变压器室内温度；

四、工程量及材料

2.1此次更换离心式风机安装所需材料明细如下：

通过本次对箱式变压器的冷却风扇技改工作，使的箱式变压器的冷却系统的排风量有了明显的提高，对改善箱式变压器的过热问题有一定的缓解作用。通过数据分析，阳泉光伏电站箱式变压器冷却风扇技改之前，每年阳泉光伏电站的箱式变压器由于过热问题引起的绕组损坏在4台左右；技改之后，这个数据下降到了2台以内，下降率超过百分之五十以上，每个泰开箱式变压器的绕组的维修费用约在5万元左右，技改后每年中广核新能源山西为分公司节省了一笔不错的运营成本费用。

5. 总体结论

箱式变压器过热问题是电力系统中常见的一个技术难题，它会对电力系统的正常运行、设备的使用寿命和安全性产生不利的影响。为了解决阳泉光伏电站箱式变压器过热问题，需要从负载管理、散热改进、环境控制和绝缘材料维护等方面入手，采取相应的措施和方法。通过对一些实际案例的分析，可以更好地理解和应对阳泉光伏电站箱式变压器过热的问题。