風力発電用変圧器

風力発電用変圧器
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風力発電用変圧器は風力発電所の中核機器であり、その中核機能は、風力タービンで生成された低圧電力(通常 690V)を系統接続に必要な 35kV 以上の高電圧レベルに昇圧し、電力エネルギーの効率的かつ長距離送電を実現し、発電システム全体の安全で安定した動作を確保することです。-
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製品紹介

 

風力発電用変圧器は風力発電所の中核機器であり、その中核機能は、風力タービンで生成された低圧電力(通常 690V)を系統接続に必要な 35kV 以上の高電圧レベルに昇圧し、電力エネルギーの効率的かつ長距離送電を実現し、発電システム全体の安全で安定した動作を確保することです。-
最新の国家規格 GB/T 1094.16-2025 は 2025 年 8 月にリリースされ、現在、風力発電変圧器の設計、製造、テストを指導するための信頼できる基準となっています。

 

コア機能: 風力タービン電圧の「ラストマイル」

 

風力タービンが風力エネルギーを電気エネルギーに変換した後の出力電圧は、通常 690V になります。この電圧レベルは従来の産業用電力よりも高いですが、長距離送電のために高電圧送電網に直接接続するにはまだ不十分です。-電磁誘導の原理に基づいて動作し、690V の入力電圧を 10kV、35kV、またはそれ以上のレベルに上昇させます。この昇圧プロセスにより、送電線でのエネルギー損失が大幅に削減され、風力発電を経済的かつ効果的に遠くの変電所に送電し、最終的には主送電網に接続できるようになります。

 

2 つの主流タイプの比較: 乾式と油浸

 

風力発電用変圧器は主に乾式と油浸式に分けられ、設置場所、性能、コストの点でそれぞれ重点が異なります。{0}

比較寸法

乾式変圧器

油入変圧器

コア機能

樹脂などの固体絶縁体を使用し、軽量化・安全化・高価化

絶縁・放熱に鉱物油や合成油を使用し、重く、安価で、耐湿性に優れています。

絶縁クラス

グレードF(最高許容温度155度)

グレードA(最高許容温度105度)

設置場所

キャビン内またはタワーの下部。水源などの環境要件が高い地域では、油漏れによる汚染を避けるために使用が義務付けられています。

塔の下または屋外。大規模な地上風力発電所で最も広く使用されています。-

メリットとデメリット

利点: 耐火性、防爆性、{0}}環境に優しく、メンテナンス不要、比較的小型です。

短所: 価格が高く、環境粉塵の影響を受けやすい。

利点: 強力な過負荷容量、優れた放熱性、低コスト。

デメリット:油漏れの危険性があり、定期的なメンテナンスが必要。

該当するシナリオ

防火および環境保護の要件が高いシナリオ、またはスペースが限られたキャビン。

コストが重視され、高い環境耐性が求められる陸上および洋上風力発電所。

注: 乾式変圧器は乾式-式か油浸式かにかかわらず軽量ですが、メガワット(MW)風力発電用変圧器の重量は 20 ~ 40 トンの範囲です。

 

主要な技術的パラメータ

 

一般的な風力発電用変圧器には通常、次の重要なパラメータがあります。

  • 定格容量: 一般的な範囲は 2.5 MVA ~ 10 MVA で、大型ユニットでは 11 MVA を超える場合があります。
  • 電圧組み合わせ:通常、低圧側は0.69kV、高圧側は35kV以上です。
  • 負荷損失なし: 定格容量の 0.1% 未満。
  • 負荷損失:定格容量の1%未満。
  • 短絡インピーダンス: 通常は 6% ~ 8% で、故障電流を制限し、電力網を保護するための重要なパラメータです。

 

特別設計: 風力発電の厳しい課題に対応

 

風力発電所は多くの場合、海岸、高原、砂漠、海上に設置されており、高湿度、高塩水噴霧、大きな温度差、砂嵐、腐食などの極端な条件に直面しています。風力タービンの出力は頻繁に変動するため、風力発電変圧器には多くの特別な設計が施されています。

  • 高い保護と耐食性: エンクロージャの保護等級は IP54 (完全な防塵および防滴) に達し、エンクロージャは塩水噴霧浸食に耐えることができる C4 以上の耐食性を採用しています。また、昼夜の大きな温度差に適応するために耐紫外線性と耐老化性の材料を使用しています。-
  • 広い温度範囲での動作: -28.8 度から +40.5 度までの極端な温度に適応するように設計されており、結露を防ぐためのヒーターが装備されているため、極寒または高温の条件でも安定した動作が保証されます。
  • 高耐震構造:ベースとフレームを強化し、震度7度まで耐えることができ、地質活動が活発な地域や輸送時の構造安全性を確保しています。
  • コンパクトかつインテリジェント: タワーの限られたスペースに収まるように、構造は非常にコンパクトです。同時にセンサーを統合し、油温や巻線温度などの状態を遠隔監視し、インテリジェントな運用とメンテナンスを実現します。

 

最新の開発動向

 

  • 高容量および高電圧への移行: 10MW 以上の大型ユニットおよび深海に向けた洋上風力発電の開発に伴い、変圧器はより高い電圧とより過酷な環境に耐える必要があります。現在、主流の風力タービンの輸出電圧は 690V から 800V-1140V に上昇しており、集電線の損失を減らし送電効率を向上させるために、昇圧変圧器の電圧レベルも 35kV から 66kV にアップグレードされています。
  • 現地化の突破口:国内企業は国産の10MW洋上風力タービンタワー変圧器の開発と稼働に成功し、外国技術の独占を打破した。
  • 標準アップグレード: 新しい国家標準 GB/T 1094.16-2025 は 2025 年 8 月にリリースされ、2026 年 2 月に正式に実装され、業界に最新の技術仕様を提供しました。

 

よくある質問

 

Q1: 風力発電用変圧器とは何ですか?通常の変圧器との違いは何ですか?

A: 一文: 風力発電用変圧器は「変換する」だけでなく、「振動や塩水噴霧に耐え、狭いスペースに収まる」必要もあります。

Q2: 風力発電変圧器はシステム内のどこに配置されますか?どのようなカテゴリがありますか?

A: 主に 2 つのカテゴリがあります。
1: 各風力タービンの近くのユニット昇圧変圧器 (キャビン/タワーの内側/タワーボックス変圧器の外側)。ファン出力 (0.69kV/1.14kV) → 中電圧 (10kV/35kV/66kV);
2.洋上ブースターステーションまたは陸上集中制御センターのブースターステーションの主変圧器;現場で中圧(35kV/66kV)→高圧系統接続(110kV/220kV)。

Q3: 風力発電用変圧器が最も恐れる故障は何ですか?

A:油漏れ(油浸し)。異常なオイルスペクトル。ボックスの腐食(海岸)。小動物のショート。

 

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