Turbines per feeder
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面向风电场开发商和电气工程师，为陆上和海上项目选择箱式变电站、集电电压和并网变压器。
使用计算器
计算示例
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示例 1 — 4 台 MW 风机，20 台，35 kV 集电线路
Box transformer per turbine
5000 kVA
4 MW turbine · 20 units · 35/0.69 kV · Oil-immersed combined box transformer (35 kV)
Collector feeders
4
Main transformer
100 MVA
Total collector
100.0 MVA
Sizing calculation
| Turbine apparent power | 4 MW ÷ 1 × 1.05 = 4200 kVA (with 5% margin) |
| Standard box transformer | → 5000 kVA |
| Feeder capacity | 35 kV feeder ≈ 30 MVA |
| Turbines per feeder | 30 MVA ÷ 5.00 MVA = 6 (capped at 10) |
| Number of feeders | 20 ÷ 6 = 4 |
| Step-up main transformer | 100.0 MVA → 100 MVA · 35/110 kV |
Collector scheme
35 kV collector is suitable for feeder capacity up to ~30 MVA (6 turbines × 4 MW).
Bill of materials
| Equipment | Spec | Qty | Subtotal |
|---|---|---|---|
| Oil-immersed combined box transformer (35 kV) | 5000 kVA · 4 MW · 35/0.69 kV | 20 | POA |
| Collector network | 4 feeder(s) · 35 kV · 6 turbines per feeder | 1 | POA |
| Collector cable | YJV 3-core 35 kV XLPE · radial feeder (per feeder) | 4 | POA |
| Collector switchgear | 35 kV feeder breaker panels · 4 feeders + PT/SPD | 1 | POA |
| Step-up main transformer | 100 MVA · 35/110 kV | 1 | POA |
| Grounding & protection | collector system earthing + relay protection 50/51/51N + metering | 1 | POA |
| Total equipment (box transformers) | POA |
📐 Single-line diagram
示例 2 — 2 台 MW 风机，50 台，10 kV 集电线路
Box transformer per turbine
2500 kVA
2 MW turbine · 50 units · 10/0.69 kV · Oil-immersed box transformer (10 kV)
Turbines per feeder
7
Collector feeders
8
Main transformer
150 MVA
Total collector
125.0 MVA
Sizing calculation
| Turbine apparent power | 2 MW ÷ 0.95 × 1.1 = 2316 kVA (with 10% margin) |
| Standard box transformer | → 2500 kVA |
| Feeder capacity | 10 kV feeder ≈ 18 MVA |
| Turbines per feeder | 18 MVA ÷ 2.50 MVA = 7 (capped at 10) |
| Number of feeders | 50 ÷ 7 = 8 |
| Step-up main transformer | 125.0 MVA → 150 MVA · 10/35 kV |
Collector scheme
10 kV collector limits each feeder to ~18 MVA; consider 35 kV for larger clusters.
Bill of materials
| Equipment | Spec | Qty | Subtotal |
|---|---|---|---|
| Oil-immersed box transformer (10 kV) | 2500 kVA · 2 MW · 10/0.69 kV | 50 | POA |
| Collector network | 8 feeder(s) · 10 kV · 7 turbines per feeder | 1 | POA |
| Collector cable | YJV 3-core 10 kV XLPE · radial feeder (per feeder) | 8 | POA |
| Collector switchgear | 10 kV feeder breaker panels · 8 feeders + PT/SPD | 1 | POA |
| Step-up main transformer | 150 MVA · 10/35 kV | 1 | POA |
| Grounding & protection | collector system earthing + relay protection 50/51/51N + metering | 1 | POA |
| Total equipment (box transformers) | POA |
📐 Single-line diagram
计算过程
- · 箱式变压器容量：S = (P_turb × 1000) ÷ PF × 裕度，向上取整至标准额定容量。
- · 馈线负载：每条集电馈线承载设计 MVA（35 kV 时约 30 MVA，10 kV 时约 18 MVA）。
- · 每条馈线风机数量 = floor(馈线 MVA ÷ 箱式变压器 MVA)，出于电压原因上限约为 10。
- · 馈线数量 = ceil(风机数量 ÷ 每条馈线风机数量)。
- · 升压主变压器额定容量 ≥ 集电/并网电压下的集电总 MVA。
引用标准
| Standard | Scope |
|---|---|
| IEC 60076 | 电力变压器 |
| IEC 61400-21 | 风力发电系统——并网风机的电能质量特性 |
| GB/T 19963 | 风电场接入电力系统技术规定 |
| GB/T 17468 | 电力变压器选择指南 |
常见问题
什么是风电场箱式变压器？
风电场箱变（或美式箱变）把每台风机输出（典型 0.69 kV）升到集电电压（35 kV）。容量按风机额定、通常为发电机容量的 1.1-1.3 倍。3 MW 风机配约 3.5 MVA 箱变。
如何为风机选箱变容量？
箱变 MVA = 风机发电机 MVA 加辅机与裕量，典型比发电机额定高 10-30%。2.5 MW 发电机、0.9 pf 约需 3.2 MVA，取 3.5 MVA。计算器选箱变与集电馈线方案。
风电场集电线路典型电压是多少？
风电场集电系统用 33 kV 或 35 kV（小场站有时 10 kV），每台风机经箱变汇入环网或放射式馈线到升压站。约 20 MW 以上场站标准用 35 kV。计算器对集电馈线方案建模。
风电场变压器遵循哪些标准？
风电场箱变遵循 IEC 60076 和 GB/T 17467（美式箱变），电气接口遵循 IEC 61400。箱变须耐受频繁负荷循环和电网故障穿越。计算器在设计依据中引用这些标准。
箱变如何应对风机负荷循环？
风机在部分与满负荷间持续循环，造成热应力和分接开关磨损。箱变用真空分接开关或固定分接、低损耗铁芯，并针对频繁励磁和变流器谐波设计。计算器据此选型。
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