高海拔環(huán)境條件對風(fēng)電機組變流器的影響

　　摘 要：高海拔地區(qū)環(huán)境條件，會影響風(fēng)電機組電氣系統(tǒng)的性能。只有摸清高海拔具體環(huán)境條件對變流器系統(tǒng)各個部件的要求，才能設(shè)計出穩(wěn)定運行的變流器系統(tǒng)。本文針對高海拔環(huán)境特點，在分析特殊環(huán)境對變流器系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)上，概述了相關(guān)的技術(shù)背景以及在高海拔環(huán)境中，變流器系統(tǒng)的工作特點及要求。
　　1 引言
　　當(dāng)前，風(fēng)電相對集中的區(qū)域主要是三北地區(qū)（華北、西北、東北）和東南沿海等風(fēng)能資源豐富地區(qū)，這些地區(qū)海拔相對較低（海拔一般不超過1000m），對于該地區(qū)安裝的風(fēng)電機組，并沒有因為海拔的差異而制定特殊的技術(shù)條件。
　　然而，我國高海拔地區(qū)風(fēng)能資源同樣豐富，如青海、甘肅、云南、西藏和貴州等地的一些地區(qū)，年平均風(fēng)速達到8.5m/s 以上，海拔高度多處于2500m ～ 4000m 的范圍。由于海拔高度的升高，大氣壓力、空氣密度、氣溫、空氣濕度等都會隨之發(fā)生變化，由此引起電氣系統(tǒng)對電氣間隙和爬電距離的要求變高，散熱系統(tǒng)的散熱能力變差，電氣部件散熱變差以及線路控制類部件的耐壓和通斷能力下降等。而海拔高度的增加，還會使變流器功率器件的宇宙射線失效率增加數(shù)十倍，由此造成故障。
可見，高海拔地區(qū)環(huán)境的變化，能影響電氣系統(tǒng)的性能，普通風(fēng)電機組安裝于高海拔地區(qū)，未必能安全穩(wěn)定的運行。本文分析了高海拔特殊環(huán)境條件對變流器系統(tǒng)的影響。
　　2 高海拔環(huán)境條件對電氣強度的影響
　　隨著海拔升高，空氣壓力或密度降低（表1），會引起電氣間隙和外絕緣強度的降低，使以空氣介質(zhì)滅弧的開關(guān)裝置滅弧性能降低，該類開關(guān)部件的通斷能力下降，壽命縮短。另外，由于空氣密度的降低，使發(fā)熱部件的溫升增加，散熱能力下降。

表1 某高海拔風(fēng)場的環(huán)境特點

　　海拔的升高，對于風(fēng)電機組變流器系統(tǒng)的電氣部件，具體影響表現(xiàn)在如下幾方面：
　　2.1 電氣間隙和爬電距離
　　高海拔地區(qū)的空氣密度變化，影響電氣間隙和爬電距離。隨著海拔的升高，同樣電壓情況下，對電氣間隙和爬電距離的要求增加。
　　國標(biāo)《GB/T 20645 特殊環(huán)境條件 高原用低壓電器技術(shù)要求》中，規(guī)定了海拔高度對應(yīng)的電氣間隙和爬電距離的修正系數(shù)。
　　高海拔風(fēng)電機組的變流器系統(tǒng)，各部分滿足相應(yīng)海拔高度下和工作電壓下的電氣間隙和爬電距離是系統(tǒng)正常工作的前提，必須仔細反復(fù)核對。
　　參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)電系統(tǒng)中的爬電距離，要求滿足二類過壓，三級防污等級以上，而電氣間隙則視海拔高度和具體電壓等級而定。