CN112103045A - 一种风力发电用变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种风力发电用变压器，包括外壳、铁芯、输出端的高压线圈以及输入端的低压线圈，所述外壳设置在风力发电塔底部的流动水体中；所述输出端和输入端处设有密封结构，防止水体从输出端进入到所述外壳中；所述外壳外侧设有散热结构；所述外壳内设有导热液；所述外壳内还设有水泵；还设有连接柱，所述连接柱为空心柱，所述外壳通过所述连接柱连接在风力发电塔底部，输出端所述高压线圈和输入端的所述低压线圈通过导线连接风力发电机，输入端的所述低压线圈的导线通过所述连接柱的空心部分连接到风力发电机，输出端所述高压线圈的导线通过所述连接柱的空心部分连接到电网。本发明通过设置在流动水体中，采用水冷散热，散热效率比传统风冷散热效率高。

Description

一种风力发电用变压器

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种风力发电用的变压器。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。

随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。自2004年以来，全球风力发电能力翻了一番，2006年至2007年间，全球风能发电装机容量扩大27%。2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。

风力发电在全球范围内发展迅速，且潜力巨大，但风力发电中需要的变压器，会在工作过程中产生废热，且无法二次利用，常规方式为采用风冷散热，但风冷散热效率不高，为此，我们提出一种采用水冷散热的风力发电用的变压器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水冷散热的风力发电用的变压器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种风力发电用变压器，包括外壳、铁芯、输出端的高压线圈以及输入端的低压线圈，所述铁芯、输出端的高压线圈以及输入端的低压线圈设置在所述外壳中，所述外壳设置在风力发电塔底部的流动水体中；所述输出端处设有密封结构，防止水体从输出端进入到所述外壳中；所述输入端处设有密封结构，防止水体从输入端进入到所述外壳中；所述外壳外侧设有散热结构，所述散热结构用于扩大所述外壳与水体的接触面积；所述外壳内设有导热液，用于将变压器工作产生的热量转移到所述外壳，所述导热液采用绝缘材料；所述外壳内还设有水泵，用于加速导热液的流动；所述导热液充满所述外壳的剩余空间；还设有连接柱，所述连接柱为空心柱，所述外壳通过所述连接柱连接在风力发电塔底部，输出端所述高压线圈和输入端的所述低压线圈通过导线连接风力发电机，输入端的所述低压线圈的导线通过所述连接柱的空心部分连接到风力发电机，输出端所述高压线圈的导线通过所述连接柱的空心部分连接到电网。

作为上述方案的进一步设置，所述水体为地下水脉或海水。

作为上述方案的进一步设置，所述外壳由不锈钢材料制成。

作为上述方案的进一步设置，所述外壳外侧设有防腐仓，所述防腐仓设有挡板，所述挡板可开合连接在所述外壳上，所述挡板关闭时所述防腐仓处于密封状态。

作为上述方案的进一步设置，所述密封机构为填料密封。

作为上述方案的进一步设置，所述散热结构为所述外壳外侧的散热鳍片。

作为上述方案的进一步设置，所述导热液为导热油或纯水。

作为上述方案的进一步设置，所述密封结构设置在所述连接柱的空心部分与所述外壳的连接部分。

作为上述方案的进一步设置，设于多个输出端的所述高压线圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置在流动水体中，采用流动水体对变压器外壳进行水冷散热，通过流动的水体不断带走变压器外壳的热量，使变压器外壳始终处于一个相对合适的温度。与传统的风冷散热相比，本发明的变压器散热效率跟高，且不需要增加额外的散热风机等装置，与传统变压器相比更为节约。

2、采用自然存在的海水或地下水脉散热，通过海水或地下水脉源源不断的流动带走变压器工作时产生的热量，无需增加多余的散热能耗，节能环保。

3、本发明通过在外壳内设置导热液，可以迅速将工作过程产生热量传导至外壳，与传统的变压器内部为空气的结构相比，可以大大增加散热的效率。

4、外壳内设置了水泵，可以加速导热液的流动，加快热量在外壳内的转移，可以进一步增加散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构正视图；

图3为本发明结构右视图；

图4为本发明结构剖视图（省略密封结构）；

图5为本发明防腐仓打开状态示意图；

图6为本发明防腐仓闭合状态示意图；

图7为本发明密封结构示意图；

图中：1、外壳；2、输出端；3、输入端；4、散热结构；5、连接柱；6、防腐仓；7、挡板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~6，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实施例1介绍了一种风力发电用变压器，包括外壳1、铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈。变压器用于风力发电的变压，本实施例可将变压器设置在海面上，风力发电塔设置在基座上。

铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈设置在外壳1中，外壳1设置在风力发电塔底部的流动水体中，即海水。由于本发明的变压器设置在水体中，所以在输出端2处设有填料密封形式的密封结构，防止水体从输出端2进入到外壳1中。同样的，在输入端3处也填料密封形式的密封结构，防止水体从输入端3进入到外壳1中。当然，本发明也可采用其他形式的密封结构，采用填料密封为本发明的优选方案。

外壳1外侧设有散热鳍片形式的散热结构4，散热结构4用于扩大外壳1与水体的接触面积，加快外壳1处热量的散发。外壳1内充满导热液，本实施例选用冷却油为导热液，导热液用于将变压器工作产生的热量尽快的转移到外壳1。外壳1内还设有水泵，用于加速导热液的流动，使变压器工作时产生的热量更快的传递到外壳1处，增加散热效率。

由于本发明设置在水体中，为防止外壳1被腐蚀生锈，所以将外壳1设计为不锈钢材质。进一步的，外壳1外侧设有防腐仓6，防腐仓6设有挡板7，挡板7可开合连接在外壳1上，挡板7关闭时防腐仓6处于密封状态。可在防腐仓6内放置锌等金属，进一步防止外壳1被腐蚀。

还设有连接柱5，连接柱5为空心柱，外壳1通过连接柱5固定连接在风力发电塔底部。输出端2高压线圈和输入端3的低压线圈通过导线连接风力发电机，其中输入端3的低压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到风力发电机，输出端2的高压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到电网。

实施例2

本实施例2介绍了一种风力发电用变压器，包括外壳1、铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈。变压器用于风力发电的变压，本实施例可将变压器设置在地下水脉上，风力发电塔设置在基座上，基座设置在地面上。

铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈设置在外壳1中，外壳1设置在风力发电塔底部的流动水体中，即地下水。由于本发明的变压器设置在水体中，所以在输出端2处设有填料密封形式的密封结构，防止水体从输出端2进入到外壳1中。同样的，在输入端3处也填料密封形式的密封结构，防止水体从输入端3进入到外壳1中。当然，本发明也可采用其他形式的密封结构，采用填料密封为本发明的优选方案。

外壳1外侧设有散热鳍片形式的散热结构4，散热结构4用于扩大外壳1与水体的接触面积，加快外壳1处热量的散发。外壳1内充满导热液，本实施例选用冷却油为导热液，导热液用于将变压器工作产生的热量尽快的转移到外壳1。外壳1内还设有水泵，用于加速导热液的流动，使变压器工作时产生的热量更快的传递到外壳1处，增加散热效率。

由于本发明设置在水体中，为防止外壳1被腐蚀生锈，所以将外壳1设计为不锈钢材质。进一步的，外壳1外侧设有防腐仓6，防腐仓6设有挡板7，挡板7可开合连接在外壳1上，挡板7关闭时防腐仓6处于密封状态。可在防腐仓6内放置锌等金属，进一步防止外壳1被腐蚀。

还设有连接柱5，连接柱5为空心柱，外壳1通过连接柱5固定连接在风力发电塔底部。输出端2高压线圈和输入端3的低压线圈通过导线连接风力发电机，其中输入端3的低压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到风力发电机，输出端2的高压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到电网。

实施例3

本实施例3介绍了一种风力发电用变压器，包括外壳1、铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈。变压器用于风力发电的变压，本实施例可将变压器设置在海面上，风力发电塔设置在基座上。

铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈设置在外壳1中，外壳1设置在风力发电塔底部的流动水体中，即海水。由于本发明的变压器设置在水体中，所以在输出端2处设有填料密封形式的密封结构，防止水体从输出端2进入到外壳1中。同样的，在输入端3处也填料密封形式的密封结构，防止水体从输入端3进入到外壳1中。当然，本发明也可采用其他形式的密封结构，采用填料密封为本发明的优选方案。

外壳1外侧设有散热鳍片形式的散热结构4，散热结构4用于扩大外壳1与水体的接触面积，加快外壳1处热量的散发。外壳1内充满导热液，本实施例选用冷却油为纯水，导热液用于将变压器工作产生的热量尽快的转移到外壳1。外壳1内还设有水泵，用于加速导热液的流动，使变压器工作时产生的热量更快的传递到外壳1处，增加散热效率。

由于本发明设置在水体中，为防止外壳1被腐蚀生锈，所以将外壳1设计为不锈钢材质。进一步的，外壳1外侧设有防腐仓6，防腐仓6设有挡板7，挡板7可开合连接在外壳1上，挡板7关闭时防腐仓6处于密封状态。可在防腐仓6内放置锌等金属，进一步防止外壳1被腐蚀。

还设有连接柱5，连接柱5为空心柱，外壳1通过连接柱5固定连接在风力发电塔底部。输出端2高压线圈和输入端3的低压线圈通过导线连接风力发电机，其中输入端3的低压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到风力发电机，输出端2的高压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到电网。

实施例4

本实施例4介绍了一种风力发电用变压器，包括外壳1、铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈。变压器用于风力发电的变压，本实施例可将变压器设置在海面上，风力发电塔设置在基座上。

铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈设置在外壳1中，外壳1设置在风力发电塔底部的流动水体中，即海水。由于本发明的变压器设置在水体中，所以在输出端2处设有填料密封形式的密封结构，防止水体从输出端2进入到外壳1中。同样的，在输入端3处也填料密封形式的密封结构，防止水体从输入端3进入到外壳1中。当然，本发明也可采用其他形式的密封结构，采用填料密封为本发明的优选方案。

外壳1外侧设有散热鳍片形式的散热结构4，散热结构4用于扩大外壳1与水体的接触面积，加快外壳1处热量的散发。外壳1内充满导热液，本实施例选用冷却油为纯水，导热液用于将变压器工作产生的热量尽快的转移到外壳1。外壳1内还设有水泵，用于加速导热液的流动，使变压器工作时产生的热量更快的传递到外壳1处，增加散热效率。

由于本发明设置在水体中，为防止外壳1被腐蚀生锈，所以将外壳1设计为不锈钢材质。进一步的，外壳1外侧设有防腐仓6，防腐仓6设有挡板7，挡板7可开合连接在外壳1上，挡板7关闭时防腐仓6处于密封状态。可在防腐仓6内放置锌等金属，进一步防止外壳1被腐蚀。

还设有连接柱5，连接柱5为空心柱，外壳1通过连接柱5固定连接在风力发电塔底部。输出端2高压线圈和输入端3的低压线圈通过导线连接风力发电机，其中输入端3的低压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到风力发电机，输出端2的高压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到电网。

本实施例设置有多个输出端2的高压线圈，可以将电力根据需要变压为不同电压。

实施例5

本实施例5介绍了一种风力发电用变压器，包括外壳1、铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈。变压器用于风力发电的变压，本实施例可将变压器设置在海面上，风力发电塔设置在基座上。

铁芯、输出端2的高压线圈以及输入端3的低压线圈设置在外壳1中，外壳1设置在风力发电塔底部的流动水体中，即海水。由于本发明的变压器设置在水体中，所以在输出端2处设有填料密封形式的密封结构，防止水体从输出端2进入到外壳1中。同样的，在输入端3处也填料密封形式的密封结构，防止水体从输入端3进入到外壳1中。当然，本发明也可采用其他形式的密封结构，采用填料密封为本发明的优选方案。

外壳1外侧设有散热鳍片形式的散热结构4，散热结构4用于扩大外壳1与水体的接触面积，加快外壳1处热量的散发。外壳1内充满导热液，本实施例选用冷却油为纯水，导热液用于将变压器工作产生的热量尽快的转移到外壳1。外壳1内还设有水泵，用于加速导热液的流动，使变压器工作时产生的热量更快的传递到外壳1处，增加散热效率。

由于本发明设置在水体中，为防止外壳1被腐蚀生锈，所以将外壳1设计为不锈钢材质。进一步的，外壳1外侧设有防腐仓6，防腐仓6设有挡板7，挡板7可开合连接在外壳1上，挡板7关闭时防腐仓6处于密封状态。可在防腐仓6内放置锌等金属，进一步防止外壳1被腐蚀。

还设有连接柱5，连接柱5为空心柱，外壳1通过连接柱5固定连接在风力发电塔底部。输出端2高压线圈和输入端3的低压线圈通过导线连接风力发电机，其中输入端3的低压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到风力发电机，输出端2的高压线圈的导线通过连接柱5的空心部分连接到电网。输出端2和输入端3设置在连接柱5连接外壳1的空心部分，这样可以对输出端2和输入端3处的密封结构起到保护的作用。

本实施例设置有多个输出端2的高压线圈，可以将电力根据需要变压为不同电压。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种风力发电用变压器，包括外壳（1）、铁芯、输出端（2）的高压线圈以及输入端（3）的低压线圈，所述铁芯、输出端（2）的高压线圈以及输入端（3）的低压线圈设置在所述外壳（1）中，其特征在于：所述外壳（1）设置在风力发电塔底部的流动水体中；所述输出端（2）处设有密封结构，防止水体从输出端（2）进入到所述外壳中；所述输入端（3）处设有密封结构，防止水体从输入端（3）进入到所述外壳中；所述外壳（1）外侧设有散热结构（4），所述散热结构（4）用于扩大所述外壳（1）与水体的接触面积；所述外壳（1）内设有导热液，用于将变压器工作产生的热量转移到所述外壳（1），所述导热液采用绝缘材料；所述外壳（1）内还设有水泵，用于加速导热液的流动；所述导热液充满所述外壳（1）的剩余空间；还设有连接柱（5），所述连接柱为空心柱，所述外壳（1）通过所述连接柱（5）连接在风力发电塔底部，输出端（2）所述高压线圈和输入端（3）的所述低压线圈通过导线连接风力发电机，输入端（3）的所述低压线圈的导线通过所述连接柱（5）的空心部分连接到风力发电机，输出端（2）所述高压线圈的导线通过所述连接柱（5）的空心部分连接到电网。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电用变压器，其特征在于：所述水体为地下水脉或海水。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电用变压器，其特征在于：所述外壳（1）由不锈钢材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电用变压器，其特征在于：所述外壳（1）外侧设有防腐仓（6），所述防腐仓（6）设有挡板（7），所述挡板（7）可开合连接在所述外壳（1）上，所述挡板（7）关闭时所述防腐仓（6）处于密封状态。

5.根据权利要求4所述的一种风力发电用变压器，其特征在于：所述密封机构为填料密封。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电用变压器，其特征在于：所述散热结构（4）为所述外壳（1）外侧的散热鳍片。

7.根据权利要求6所述的一种风力发电用变压器，其特征在于：所述导热液为导热油或纯水。

8.根据权利要求7所述的一种风力发电用变压器，其特征在于：所述密封结构设置在所述连接柱（5）的空心部分与所述外壳（1）的连接部分。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种风力发电用变压器，其特征在于：设于多个输出端（2）的所述高压线圈。

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