CN105097251A - 海上风电用内置塔筒式变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上风电用内置塔筒式变压器。该变压器安装于塔筒内；塔筒的下段设有第一安装平台；所述变压器由三个单相卷铁心变压器组成，且三个单相卷铁心变压器分别安装在第一安装平台上；三个单相卷铁心变压器在第一安装平台上均匀分布且留有间隙；通过上述布置充分利用了塔筒的下段空间，且有效解决了现有技术中风电用箱式变电站在海上应用时存在的不足；此外，变压器安装于塔筒内，还能大大缩短风机机组与变压器之间的距离，即缩短了大电流的流通距离，节省了电缆的使用量；三个单相卷铁心变压器之间留有间隙，能够有效保证三个变压器之间的绝缘距离，同时又增加了散热面积，保证变压器的正常运行，且发热量不会影响发电机组的正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种海上风电用内置塔筒式变压器。
背景技术
风力发电作为一种清洁能源的生产方式，在我国发展迅猛。在风电机组中，变压器是最重要的部件之一。风力发电用变压器是集高压和低压保护于一体的升压变压器。风力发电一般具有明显的季节性，变压器的年负载率平均只有30％左右，因此要求变压器的空载损耗应尽量低，单相卷铁心变压器恰好符合这一要求。目前，35kV电压等级的风力发电中使用的变压器一般是以箱式变电站形式出现。虽然风电用箱式变电站的性能可以满足要求，但其需要配置高压室、低压室和高压操作室等，并配置有箱式外壳。上述风电用箱式变电站在海上应用时往往存在如下问题：(1)、船上缺少用于安装上述变压器及其高压室、低压室和高压操作室的平台；(2)、由于海上风电场的恶劣环境，会对箱式变电站造成损害。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种海上风电用内置塔筒式变压器，其内置于塔筒内，受海上环境影响小，且无需在船上为变压器配置安装平台。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
海上风电用内置塔筒式变压器，安装于塔筒内；所述塔筒的下段设有第一安装平台；所述变压器由三个单相卷铁心变压器组成，且三个单相卷铁心变压器分别安装在第一安装平台上；三个单相卷铁心变压器在第一安装平台上均匀分布，且三个单相卷铁心变压器中任意两个之间留有间隙。
进一步，所述变压器采用油浸式变压器或干式变压器。
进一步，在塔筒的下段设有第二安装平台，第二安装平台位于第一安装平台上方；在第二安装平台上安装有与所述变压器配套的高压室和低压室。
进一步，所述单相卷铁心变压器的外形尺寸小于塔筒门的尺寸。
进一步，所述变压器为油浸式变压器；该油浸式变压器包括油箱、变压器器身、箱盖和双桥跨接分接开关；
变压器器身置于油箱内；箱盖与油箱连接；双桥跨接分接开关安装于油箱的一侧；变压器器身包括由硅钢片卷绕而成的铁心和绕组；铁心采用R型单框双心柱卷制结构，上轭可开口；绕组包括高压绕组和低压绕组，高压绕组和低压绕组分别绕制在铁心的两个心柱上。
进一步，所述油箱与箱盖的连接处采用螺栓固定，且通过密封胶条密封。
进一步，所述铁心配置有夹件和底座；通过所述夹件和底座将所述铁心夹紧并竖立。
进一步，所述变压器为干式变压器，该干式变压器采用三相分体式结构，其铁心采用R型单框双心柱卷制结构；干式变压器的低压线圈采用箔绕式结构，干式变压器的高压线圈采用环氧树脂浇注式结构，干式变压器的高压绕组和低压绕组分别绕制在铁心的两个心柱上。
进一步，所述铁心配置有夹件和底座；通过所述夹件和底座将所述铁心夹紧并竖立。
本发明具有如下优点：
本发明述及的海上风电用内置塔筒式变压器，安装于塔筒内；塔筒的下段设有第一安装平台；所述变压器由三个单相卷铁心变压器组成，且三个单相卷铁心变压器分别安装在第一安装平台上；三个单相卷铁心变压器在第一安装平台上均匀分布且留有间隙；通过上述布置充分利用了塔筒的下段空间，且有效解决了现有技术中风电用箱式变电站在海上应用时存在的上述不足；此外，变压器安装于塔筒内，还能大大缩短风机机组与变压器之间的距离，即缩短了大电流的流通距离，节省了电缆的使用量，同时对塔筒的载荷降到最低；通过设计上述三个单相卷铁心变压器之间留有间隙，能够有效保证三个变压器之间的绝缘距离，同时又增加了散热面积，保证变压器的正常运行，且发热量不会影响发电机组的正常运行。
附图说明
图1为本发明实施例中海上风电用内置塔筒式变压器的主视图；
图2为本发明实施例中海上风电用内置塔筒式变压器的俯视图；
图3为图1和图2中油浸式变压器的左视图；
图4为图1和图2中油浸式变压器的俯视图；
图5为图3和图4中变压器器身的主视图；
图6为图3和图4中变压器器身的俯视图；
其中，101-塔筒，102-单相卷铁心变压器，103-底部法兰，104-安装座法兰，105-安装座，106-船体，107-风机机组，108-第二安装平台；
201-油箱，202-箱盖，203-低压套管，204-高压套管，205-双桥跨接分接开关，206-变压器器身；301-铁心，302-绕组；401-夹件，402-底座。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
结合图1和图2所示，海上风电用内置塔筒式变压器，安装于船上的塔筒101内。
在塔筒101的上段外侧安装有风机机组107。
在塔筒101的下段设有第一安装平台，该第一安装平台可以是用于连接塔筒101和安装座105的底部法兰103。
变压器由三个单相卷铁心变压器102组成，且三个单相卷铁心变压器102分别安装在第一安装平台上。
三个单相卷铁心变压器102在第一安装平台上均匀分布，且三个单相卷铁心变压器102中任意两个之间留有间隙。
上述结构使得本实用新能有效防止由于海上风电场的恶劣环境对变压器造成的损害，缩短了风机机组107与变压器之间的距离，使得大电流流通距离缩短，节约了大量电缆。
另外，上述结构还能充分利用塔筒101的下段空间，有效降低机舱载荷。
上述三个单相卷铁心变压器102之间留有间隙，利于保证各个变压器之间留有足够的绝缘距离，同时又不会影响各个变压器之间的散热。
塔筒101通过底部法兰103和安装座法兰104连接到安装座105上，安装座105的一部分嵌入船体106之中，使得塔筒101整体稳定牢靠。
在塔筒101的下段设有第二安装平台108，第二安装平台108位于底部法兰103上方，在第二安装平台108上安装与变压器配套的高压室和低压室等，操作简单、维护成本低。
单相卷铁心变压器102的外形尺寸小于塔筒101门的尺寸，方便运输到塔筒102内部。
通过上述结构设计，使得本发明中的海上风电用内置塔筒式变压器不仅可以采用油浸式变压器，也可以采用干式变压器。
以所述变压器采用油浸式变压器为例进行说明：
如图3所示，油浸式变压器包括油箱201、变压器器身206、箱盖202和双桥跨接分接开关205。其中，油箱201内充有变压器油，起到绝缘和散热的作用。
箱盖202位于油箱201的顶部开口位置，油箱201和箱盖202的连接处采用螺栓固定，且采用密封胶条密封，隔绝变压器油与外界大气接触，大大延长了变压器油的使用寿命。
变压器器身206置于油箱201内。双桥跨接分接开关205安装于油箱201的一侧，双桥跨接分接开关205为条形结构，方便引线，同时降低变压器占用塔筒101的空间。
此外，箱盖202上还装有低压套管203和高压套管204。
如图4所示，变压器器身206包括由硅钢片卷绕而成的铁心301和绕组302。
铁心301采用R型单框双心柱卷制结构，铁心301为开口卷铁心，上铁轭和双心柱之间有接缝，上铁轭可取下，套装上绕组302后，再将上铁轭与心柱搭接好。
绕组302包括高压绕组和低压绕组。其中，高压绕组和低压绕组分别绕在铁心301的两个心柱上。高低压绕组采用的导线绝缘等级为B级，满足塔筒101内的环境要求。
铁心301卷绕完成后，通过夹件401和底座402夹紧并竖立，减小铁心片之间缝隙，从而降低噪声和空载损耗，如图5和6所示。
此外，所述变压器也可以采用干式变压器。
该干式变压器采用三相分体式结构，其铁心采用R型单框双心柱卷制结构。
干式变压器的低压线圈采用箔绕式结构，干式变压器的高压线圈采用环氧树脂浇注式结构，干式变压器的高压绕组和低压绕组分别绕制在铁心的两个心柱上。
所述铁心配置有夹件和底座；通过所述夹件和底座将所述铁心夹紧并竖立。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (9)
1.海上风电用内置塔筒式变压器，安装于塔筒内；其特征在于，所述塔筒的下段设有第一安装平台；所述变压器由三个单相卷铁心变压器组成，且三个单相卷铁心变压器分别安装在第一安装平台上；三个单相卷铁心变压器在第一安装平台上均匀分布，且三个单相卷铁心变压器中任意两个之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的海上风电用内置塔筒式变压器，其特征在于，所述变压器采用油浸式变压器或干式变压器。
3.根据权利要求1所述的海上风电用内置塔筒式变压器，其特征在于，在塔筒的下段设有第二安装平台，第二安装平台位于第一安装平台上方；在第二安装平台上安装有与所述变压器配套的高压室和低压室。
4.根据权利要求1所述的海上风电用内置塔筒式变压器，其特征在于，所述单相卷铁心变压器的外形尺寸小于塔筒门的尺寸。
5.根据权利要求2所述的海上风电用内置塔筒式变压器，其特征在于，所述变压器为油浸式变压器；该油浸式变压器包括油箱、变压器器身、箱盖和双桥跨接分接开关；变压器器身置于油箱内；箱盖与油箱连接；双桥跨接分接开关安装于油箱的一侧；变压器器身包括由硅钢片卷绕而成的铁心和绕组；铁心采用R型单框双心柱卷制结构，上轭可开口；绕组包括高压绕组和低压绕组，高压绕组和低压绕组分别绕制在铁心的两个心柱上。
6.根据权利要求5所述的海上风电用内置塔筒式变压器，其特征在于，所述油箱与箱盖的连接处采用螺栓固定，且通过密封胶条密封。
7.根据权利要求5所述的海上风电用内置塔筒式变压器，其特征在于，所述铁心配置有夹件和底座；通过所述夹件和底座将所述铁心夹紧并竖立。
8.根据权利要求2所述的海上风电用内置塔筒式变压器，其特征在于，所述变压器为干式变压器，该干式变压器采用三相分体式结构，其铁心采用R型单框双心柱卷制结构；干式变压器的低压线圈采用箔绕式结构，干式变压器的高压线圈采用环氧树脂浇注式结构，干式变压器的高压绕组和低压绕组分别绕制在铁心的两个心柱上。
9.根据权利要求8所述的海上风电用内置塔筒式变压器，其特征在于，所述铁心配置有夹件和底座；通过所述夹件和底座将所述铁心夹紧并竖立。
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