钟玉婷
身份证：45240219891227***
摘要：风机塔筒是风力发电机组中的一种塔杆，不仅能够对风力发电机组进行支撑，还能够吸收风力发电机组所产生的震动，进而确保风力发电的稳定性。本文基于箱式变电站，来对风机塔筒内的变电站进行了设计；并在此基础上，说明了风机塔筒内变电站的应用情况，进而为提高风力发电机组的运行质量提供帮助。
关键词：风机塔筒；变电站；设计研究
引言：随着我国经济的不断发展，各个领域对于电力资源的需求也变得越来越多了，风力发电作为我国重要的发电形式之一，确保其运行的稳定性十分关键。而风机塔筒作为风力发电机组的支撑部分，为风力发电机组的提供了保障。基于此，不断创新和完善风机塔筒内的变电站，才能够更好地保障风力发电机组的稳定性。
1风机塔筒内变电站的设计
1.1风机塔筒内变电站的运行特点
在对风电塔筒内变电站进行设计时，必须要充分考虑风电塔筒的运行特点，进而选择最为合适的变电站类型作为设计方案。由于大部分风电发电厂的位置，都处于地质环境结构复杂、气候环境较差的地区，因此风机塔筒的运行环境十分复杂，所以风机塔筒当中的变电站必须具有较强的稳定性，才能确保风机塔筒在恶劣的环境中平稳运行性，进而为风电机组的日常工作提供更多的保障。
基于此，可以采用箱式变电站作为风机塔筒中的变电装置，由于箱式变电站具有较强的灵活性和便捷性，因此很容易在风机塔筒中进行安装和操作。一般情况下，箱式变电站的低压侧电压在0.69千伏左右；高压侧电压在35千伏左右。同时，箱式变电站还具有较强的稳定性，减少了对于风机塔筒的检修工作，即使风机塔筒内箱式变电站出现了故障，也能够快速地进行维修或更换。除此之外，在风机塔筒中使用箱式变电站时，需要结合风机塔筒的运行需求来进行一定的调整。例如：对于一些设置在恶劣环境的风力发电厂来说，安装箱式变电站时，必须要进行有效的防尘、防水等工作，防止外部环境对风机塔筒内箱式变电站造成破坏；同时，还应该设置通风设备，来对箱式变电站进行通风和散热，进而更好地确保风机塔筒运行的稳定性。图1为风机塔筒示意图。
图1风机塔筒
1.2风机塔筒内变电站的设计类型
1.2.1箱式变电站
美式箱式变电站具有体积小、结构紧凑等特点，因此对于一些对变电站外形要求较高的风机塔筒来说，使用美式箱式变电站更加灵活、方便。美式箱式变电站的内部变压器为油式变压器，油式变压器是一种组合性的变压器，其中包含了变压器、熔断器、高压负荷开关以及保护设备的装置。由于美式箱式变电站的经济性较好，因此在许多风机塔筒中都会被应用，但是美式箱式变电站在高压侧缺乏明显的断开点，因此加大了后期检修工作的难度；同时，美式箱式变电站受低温、冰冻等恶劣天气的影响较大，因此在使用的过程中要重视维护工作。
欧式箱式变电站也可以成为预装箱式变电站，是箱式变电站中运行性能最好的一种类型。
通常情况下，欧式箱式变电站的内部结构呈现“品”或“目”字的形态，按照这两种形态进行内部结构的布置，可以使欧式箱式变电站的内部结构更加清晰，以便于技术人员进行操作，并且将欧式箱式变电站的各个功能进行了明确的区分，进而可以根据欧式箱式变电站的内部结构来选择优势变压器或是干式变压器。欧式箱式变电站主要包含了变压器、高压开关设备、低压开关设备等装置，对于欧式箱式变电站来说，高压设备中将高压真空负荷开关和熔断器进行了结合，从而更好地对欧式箱式变电站进行保护；而低压设备的配电系统电压为0.4千伏左右，同时具有多种保护器，因此欧式箱式变电站的稳定性较好，并且能够很快地使用风力发电厂周围的环境。
华式箱式变电站综合了欧式与美式箱式变电站的特点，无论是在外形上、性能上，还是在经济上，都处于较为平均的水平，因此具有较高的性价比，也是当前风机塔筒中应用最为广泛的一种箱式变电站。
1.2.2内嵌式升压变电站
内嵌式升压变电站是当前较为新型的一种变电装置，其中包含了变压柜、高压柜、低压柜以及安装平台等设备。通常情况下，内嵌式变电站的变压器设置在变压柜当中，并与其顶部的安装平台进行连接；同时，内嵌式变电站的高压柜以及低压柜，与安装平台背向放置，从而在高压柜与低压柜之间形成有效的维护通道。在实际的运行当中，内嵌式变电站的变压器的高压侧会与高压柜所连接，而变压器的低压侧则与低压柜相连接。这样一来，就形成了从上至下分别为通讯柜子、充气柜和B柜以及干式变压器的结构。除此之外，内嵌式变电站的结构较为紧凑，并且具有成本较低的优势，因此在风电塔筒中的应用也变得越来越广泛了[1]。
2风机塔筒内变电站的应用
在风机塔筒中应用箱式变电站时，需要根据风力发电机组的运行状态、运行环境、运行要求等因素来进行综合考虑，进而选择最为合适的箱式变电站类型，作为风机塔筒内部的变电站。
例如：欧式箱式变电站的整体运行效果最好，但由于成本费用较高，因此可以在一些环保要求较高的风力发电场的风机塔筒中进行应用；同时，欧式箱式变电站外形较大，所以对于风机塔筒的规格和结构也有着更加严格的要求，通常来说，在一些海拔较高，或是气候环境恶劣、人迹稀少的地方，可以使用欧式箱式变电站作为风力发电场的风机塔筒内变电站。而对于一些对变电站外形有着较高要求的风力发电场的风机塔筒，可以选择美式箱式变电站，优势美式箱式变电站体积较小，结构也比较紧凑，因此应用也更加灵活。而华式箱式变电站无论是在价格上、体积上还是性能上，都居于较为平均的水平，因此性价比也比较高，在当前的风力发电场的风机塔筒中应用最为普遍。基于此，风力发电场的风机塔筒在选择变电站类型时，要根据风力发电机组的整体需求来进行选择，从而更好地保障风力发电机组的运行效果。
除此之外，内嵌式变电站的体积较小、结构紧凑，并且在风电塔筒中进行应用时，可以更好地节省占用空间，因此对于一些小型风力发电厂来说，应用内嵌式变电站能够更好地提高风力发电机组的运行效果[2]。
结论：综上所述，箱式变电站由于具有较强的灵活性和便捷性，因此比较适合安装在风机塔筒当中。基于此，在对风机塔筒内变电站进行设计时，需要结合风机特通的运行特点来进行，并根据风力发电机组的实际需求来选择箱式变电站的类型；同时，还需要对箱式变电站在风机塔筒中的应用进行进一步的深层次分析。
参考文献：
[1]张景亮.风电场变电站建筑设计的基本要点及理论基础[J].城市建设理论研究(电子版),2017(11):118.
[2]张轩宁.关于箱式变电站智能化的研究与设计[J].数字化用户,2019,025(004):34.