球哥聊风机（7）：箱变置顶技术值不值得推广应用？

首先想说明，今天我聊的这个主题，完全是我个人观点，如有不对或不妥之处，请各位行业专家和业内人士指正。

就在昨天，12月3日，中车株洲电力机车研究所的一台WT3300风电机组在云南火木梁风电场成功并网。根据株洲所宣布，该机组将是国内首台并网的地面箱式变压器集成为机舱模块，成为国产陆上首台应用箱变顶置结构的风电机组，一下成为今天行业媒体的大热。

火木梁子风电场的箱变置顶风机（照片来自网络）

箱变置顶技术究竟怎么样

总所周知，当前传统的风电机组，采用的是塔外箱式变压器，基本都安装在风机附近的地面，通过输电线缆连接安装在风机顶部机舱的发电机。

箱变置顶，字面意思就是把位于风机塔筒外的箱变移到位于风机塔筒顶部的机舱内部，从外行人的眼光来看，减少了箱变的基础施工，也减少了电缆用量，还减少了占地面积，无疑是节约了很多的成本。

单机容量的增加，也使得输电线缆的数量也要相应增加，加上长电缆带来的敷设作业量繁复、线路损耗也相应增加，成本控制难度提升。在平价风机开始以元降本的时代，每千瓦增加4MW风机都是采用的箱变置顶技术，对于海上风电而言，箱变置顶理由不说大家也知道，海里就一个风机基础，不可能还单独来个箱变的基础。国外歌美飒，VESTAS采用这个技术，另外GE部分机型也采用了这个技术。高塔筒的箱变置顶，尤其是140米以上的风机，其电缆长度会更加多，VESTAS的都采用了箱变置顶方案。

传统的箱变置顶都是将升压变压器安装于风机顶部机舱的尾部，与位于塔基的高压开关柜组成升压系统，彻底取代了传统的塔外箱式变压器，其优势非常明显：

• 减少电缆：免除传统方案中箱变基础和箱变到机组的地埋铠装电缆，塔筒内使用一根690V电缆。能为单台整机节省高达几十万的成本，又能降低可观的线路损耗，还能减少风电机组的电缆敷设作业量。
• 减少施工和征地：箱变置顶可解决风机用地，减少了箱变基础施工成本，这一块也可节约好几万元成本
• 外部维护风险降低：箱变顶置后，变压器集成在机舱内，减少了人为损坏、叶片结冰掉落、水涝浸淹、风沙侵蚀等问题，从而将节省后期的运维工作难度和成本；
• 国外涉及的一个基本思路：箱变置顶后，可以有效的实现机舱和轮毂的配重平衡。

国内某风电场箱变（地面）安装施工现场（照片来自朋友圈）

为什么箱变置顶技术国内没有大面积推广

包括金风，远景和明阳，市场装机容量都超过万台以上，但并未采用这项技术，由此可见，箱变置顶也不是就是完美无缺，根据业内很多风电专家和电气专业人士理解，认为箱变置顶后，存在一些技术和运行维护隐患：

• 运维成本问题：箱变置顶后，箱变和变流器后期操作运维都比较麻烦，上移机舱会增加长期的运维成本；
• 安全问题：箱变尤其35kV高压引入机舱，涉及安全问题（箱变、变流器长期震动引发的部件故障问题；机舱狭小空间内的放电间隙、拉弧，尤其潮湿凝露环境下的放电，漏电和接地电阻问题）；
• 建设非技术成本问题：五是箱变变流器上移后载荷增大的主机架、塔架成本；可能会增加极小的机舱的运输吊装成本；
• 其他问题：箱变的选型配置优化，项目适配和优化设计增加主机厂的工作量；箱变规模采购主机厂成本不具备价格优势。

上述部分问题我个人认为很中肯，也肯定存在，但是大部分问题都可以通过技术方案得到解决，比如：运维问题，适当增加空间，元器件采用易维护件；安全问题我相信不是问题，只要设计等级足够，都可以解决；载荷，塔筒及吊装问题，这个相对征地和施工成本肯定小得多；设计优化问题本来就是技术创新问题，不值一提（个人观点，不代表客观）。所以说，从某种意义上说，推广应用少，还是一个问题，技术保守，与技术成熟度无关。

一项在国外知名厂家已经成功应用的技术为什么不能在国内得到很好的应用，里面的因素很多，很多专家指出，包括三电平，铝合金电缆，10KV中压等技术，也是非常成熟的技术，在应对平价风电主机降本方面，相对箱变置顶技术更加成熟和可靠，从某种意义上来说，箱变置顶可能还会增加成本（这个说法我个人不赞同）。

技术创新总是掌握在少数人手中

相对技术而言，技术问题从来不是问题，总有技术方案可以解决。而成本问题，才是降本最大的问题，才是应用的拦路虎。从征地，基础施工，安装，电缆安装等工序而言，整合到一起，可以肯定的是化零为整，肯定是减少了安调的复杂，单从这一点而言肯定是安调施工成本减少了。当然，上天后的变压器肯定都是从湿式箱变变成干式箱变，相对增加了箱变的一些技术难度，为了上天，还要尽量减重，刚开始肯定有些难度，但总体上基础，塔筒，风机，箱变最后都整合，减重，最后实现降本。

箱变置顶只是在平价风电市场倒逼的一个缩影，无论好与不好，都值得肯定，只有技术创新（当然这不是创新，是已有技术的推广）才能让行业技术提升，降本目标持续得到实现。对平价风电而言，还有很多的技术大家都在研发，都在试水，平价风电已经开始从100元/kw的朝着10元/kw的造价降本单位核算，任何一个具有降本意义的新产品和新技术都值得行业去研究和应用，光伏不就是在降低单位造价按照0.1元/w的单位来设计的吗？

新技术新产品的应用不言而喻在应用初期会有一定的问题，但我们从根本上转变设计思路，将变流器和机舱内升压变压器顶置于机舱内部，这也是整机大型化集成趋势，基于平价时代的价值投资取向，有效降低单位千瓦投资成本，并将伴随单机容量和塔筒高度的增加，在未来的收益将更加明显。

文章得到了业内几个资深主机销售，电气专家的技术和市场指点（姓名不单列了），特此感谢。