CN201323120Y - 风力发电用机舱内置式变压器 - Google Patents

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CN201323120Y CNU2008202196098U CN200820219609U CN201323120Y CN 201323120 Y CN201323120 Y CN 201323120Y CN U2008202196098 U CNU2008202196098 U CN U2008202196098U CN 200820219609 U CN200820219609 U CN 200820219609U CN 201323120 Y CN201323120 Y CN 201323120Y
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贝晓东
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Shenyang Fulinte Special Transformer Co., Ltd.
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Abstract

一种风力发电用机舱内置式变压器,包括有油箱、铁芯、三相绕组、外引接头和绝缘系统,其特点是变压器器身为卧式;铁芯为卧式放置的三相五柱铁芯结构;三相绕组内层是低压线圈,为圆筒式线圈,绕制完成后铺设油道撑条,再同步绕制高压线圈;油箱壳体为厚钢板弯折的框架,外焊波纹片,与箱盖采用胶条密封;外引接头为肘型电缆终端插接器;绝缘系统为固液混合绝缘系统。本实用新型改变现有风力发电变压器的结构,使之满足风力发电机舱内置使用要求,具有全绝缘、全密封、电气性能稳定、机械性能好、耐候性好、连接方便可靠、防潮、防尘的特点。

Description

风力发电用机舱内置式变压器
技术领域
本实用新型涉及一种变压器,特别是涉及一种风力发电用机舱内置式变 压器,属于风电设备技术领域。 背景技术
风能是一种可再生的绿色环保型能源,在全球能源短缺和环境污染日益 严重的情况下有效开发和利用风力发电,无论在经济效益还是在社会效益, 其发展前景都是可观的。随着我国风力发电技术的发展,单机发电容量越来 越大,在有效的风场面积内,单机发电容量越大其效率越高,每平方米输出 能量更高。由于单机容量的增加,发电和变电的模式也必然发生变化,研制 在机舱内使用的变压器是势在必行的。
现有的风力发电变压器由于发电机组单机容量较小, 一般在1500KW以 下,机舱空间较小无法容纳变电装置,通常采用组合式变压器在风场场地与 发电机和塔筒分体安装,经690KV低压电缆连接,再经变压器升压到10KV 或35KV输送到风场总变电站。这种方式需要额外的土建工程的费用、变压 器设备容易接触、维护和防护性能差、有渗漏和污染的可能、环保性能和绿 色能源开发利用不匹配,同时也无法在海上风场使用。
目前,风力发电机组的功率正在向2500KW以上发展,国外最大风力发 电机组已发展到6000KW,而研制开发新结构的机舱内置式变压器将是风电 发展方向。发明内容
本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的上述不足,针对现有的 风电变电站采用与机舱和塔筒分离的外置式安装方式所存在的缺陷:由于有 土建等工程造成成本增加、连接电缆长造成线路损耗增加、相隔距离远操作 的协调性及控制的可靠性差、变压器密封性能差易污染环境、结构松散占地 面积大等,提供一种适合风力发电机机舱内置式安装的、结构紧凑、重量轻、 占地面积小、节省投资、运行成本低、维护方便、环保性能优良的风力发电 用机舱内置式变压器(变电站的高压和低压单元省略)。这种风力发电用机 舱内置式变压器属于三相五柱壳式结构的油浸变压器,可以满足风力发电机 舱内置使用要求,具有全绝缘、全密封、电气性能稳定、机械性能好、耐候 性好、连接方便可靠、防潮、防尘的特点。
本实用新型给出的技术方案是:这种风力发电用机舱内置式变压器,包
括有油箱、铁芯、三相绕组、外引接头和绝缘系统,其特点是
所述的变压器器身为卧式;
所述的铁芯为卧式放置的三相五柱铁芯结构,其中铁芯由左右边柱铁 芯、上下轭铁、三个中柱铁通过搭接叠码构成五柱式铁芯结构,其中三个中 柱铁上分别套装三相绕组;五柱式铁芯用纵向拉螺杆和旁拉螺杆,通过上下 两对夹件把五柱式铁芯卡紧固定;
所述的三相绕组内层是低压线圈,为圆筒式线圈,绕制完成后铺设油道 撑条,再同步绕制高压线圈,保证高、低压线圈的同心度和紧实度;
所述的油箱壳体为厚钢板弯折的框架,外焊波纹片,与箱盖采用胶条密
封;所述的外引接头为肘型电缆终端插接器; 所述的绝缘系统为固液混合绝缘系统,其中
固体绝缘部分中的与导体直接相邻部位采用耐高温的H级固体绝缘材 料-芳香族聚酰胺纸(IS(TC),固体绝缘部分中的其它相对远离导线的部位 采用F级绝缘材料(155'C);
液体绝缘为H120HFX型高燃点绝缘油。
为更好的实现本实用新型的目的,所述的油箱壳体内部喷涂聚氨脂漆, 油箱壳体外部经前处理后喷涂环氧底漆和丙烯酸聚氨脂漆,以达到三防效 果。
为更好的实现本实用新型的目的,满足风力发电机机舱内震动环境要求, 所述的变压器器身与油箱壳体内壁之间充填有聚酰亚胺材料的垫块,保证变 压器的器身与壳体内壁之间不串动,不位移。
在本实用新型给出的上述技术解决方案中主要解决了以下几方面的问
题:
1. 改变变压器长、宽、高尺寸比例,使之符合机舱的矮、窄、长安装 的空间位置特点要求:
采用壳式变压器结构,即变压器器身卧式结构,把高度降低;采用三相 五柱式铁芯结构,把宽度变窄,长度增长;同时采用波纹油箱的壳体,节省 片式散热器,使结构紧凑体积小。
2. 变压器縮小体积、减少重量,使之符合机舱内置(高空安装、运行) 的动力学要求:
变压器使用新型绝缘材料,组成科学的混合绝缘系统,提高变压器绝缘等级来实现变压器的縮减指标。其中变压器的混合绝缘系统的固体绝缘部 分:因与导体直接相邻部位的绝缘温度较高,该部位采用耐高温的H级固体 绝缘材料-芳香族聚酰胺纸(180°C)(取代Noemx纸),以提高温升限值,比 如导线间的匝绝缘、层间绝缘、段间垫块、挂条撑条等,而其它相对远离导 线的绝缘、如绝缘筒、端圈、端部角环等因温度略低采用F级绝缘材料 (155°C);与固体绝缘材料配套,液体绝缘使用H120HFX型高燃点绝缘油代 替变压器油做冷却介质。
采用较高绝缘等级绝缘材料,提高温升限值,使变压器的体积和重量得 到大幅度降低;而且按着不同的温升要求分区域的布置,使材料合理匹配使 用,即提高设备性能,又控制成本上升;另外高、低压线圈全部采用圆筒式 结构,比饼式结构也使尺寸縮小,加之引线合理配置,不仅油箱尺寸縮小幅 度较大,重量也降低;同时对其它组部件也采取优化设计、选型,使其合理、 紧凑、协调排列组合,以降低整机的体积和重量。
3.提高变压器的机械性能、电气强度、密封性能,实现防潮、防尘、 阻燃,达到稳定可靠、运行安全的目的,适应机舱震动大,负荷波动大、粉 尘的环境。
油箱壳体采用厚钢板弯折的框架,外焊波纹片,与箱盖采用胶条密封的 独特结构;由于采用波纹式油箱,自身具有缓解压力上升的功能,故做成全 密封式变压器,并按全密封式变压器的设计原则配备多功能保护器等设施, 变压器与外界不(呼吸)通;变压器的引出线与外部进出线连接的外引接头 全部使用YDSX型全绝缘、全密封的肘型电缆终端插接器,其操作快捷、安 全可靠;由于采用混合绝缘系统,绝缘等级提高,在变压器的器身与油箱壳体内壁之间用聚酰亚胺材料的垫块塞紧塞实;对于油箱壳体内部喷涂聚氨脂 漆,外部经前处理后喷涂环氧底漆和丙烯酸聚氨脂漆,达到三防效果。
本实用新型给出的上述技术方案中未提及的变压器的其他部分与现有 技术相同。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:改变现有风力发电变压器的 结构,使之满足风力发电机舱内置使用要求,具有全绝缘、全密封、电气性 能稳定、机械性能好、耐候性好、连接方便可靠、防潮、防尘的特点。 附图说明
图1为本实用新型的风力发电用机舱内置式变压器的主视图; 图2为图1去掉箱盖(密封胶条及附件)后的俯视图。 具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型的具体技术方案做进一步说明:
如图1〜图2所示,这种风力发电用机舱内置式变压器,包括有波纹油 箱l、铁芯、三相绕组7、外引接头4和绝缘系统,其中
波纹油箱l:其底部是较厚钢板折弯成槽形并焊接;上部用角钢截断拼 焊成方框,四周采用较厚钢板折弯拼焊成角形截面的条料,三者组对成四面 有空口、下部槽形、上部开口的箱体;在四面有空口处贴焊波纹片,全部焊 接完毕进行压力试漏检查,合格转喷漆工序。
箱盖2:采用较厚钢板制作,钢板下料后制作肘型电缆终端插接器、多 功能保护器等附件安装孔及与波纹油箱1的封箱螺栓孔,合格转喷漆工序。
多功能保护器等附件3:按照全密封变压器要求,配备多功能保护器、 无励磁开关等,实现电压调整及内部压力、温度的控制与报警。肘型电缆终端插接器4:变压器的引出线与外部进出线连接的接头全部 使用YDSX型全绝缘、全密封的肘型电缆终端插接器,操作快捷、安全可靠。
封箱胶条和螺栓5:用于波纹油箱1和箱盖2的密封和卡紧固定,螺栓
螺母紧固件全部配用蝶形弹性垫圈,防止松动。
铁芯:采用三相五柱式铁芯结构,卧式放置,改变磁路把宽度降低。
铁芯由左、右边柱6.1,上、下轭铁6.2,三个中柱铁6.5在通过搭接 叠码构成五柱式铁芯结构,其中三个中柱铁6.3上分别套装A、 B、 C三相绕 组;五柱式铁芯用纵向拉螺杆和旁拉螺杆6.3,通过上、下两对夹件6.4把 五柱式铁芯卡紧固定。
三相绕组7:三相绕组7内层是低压线圈,为圆筒式线圈,绕制完成后 铺设油道撑条,再同步绕制高压线圈;可保证高、低压线圈的同心度和紧实 度;该部件是发热区,所以匝绝缘、层间绝缘、端绝缘及纵绝缘全部使用耐 高温的H级固体绝缘材料-芳香族聚酰胺纸(IS(TC)材料。
前、后、左、右、上、下的支撑垫块8. l和8.2:是用聚酰亚胺材料制 作垫块在变压器的器身与壳体内壁之间塞紧塞实,保证变压器的器身与壳体 内壁之间不串动,不位移。
H120HFX型高燃点绝缘油9:是H级液体绝缘油,即是绝缘也是传热冷
却的介质。

Claims (3)

1.一种风力发电用机舱内置式变压器,包括有油箱、铁芯、三相绕组、外引接头和绝缘系统,其特征在于 所述的变压器器身为卧式; 所述的铁芯为卧式放置的三相五柱铁芯结构,其中铁芯由左右边柱铁芯、上下轭铁、三个中柱铁通过搭接叠码构成五柱式铁芯结构,其中三个中柱铁上分别套装三相绕组;五柱式铁芯用纵向拉螺杆和旁拉螺杆,通过上下两对夹件把五柱式铁芯卡紧固定; 所述的三相绕组内层是低压线圈,为圆筒式线圈,绕制完成后铺设油道撑条,再同步绕制高压线圈; 所述的油箱壳体为钢板弯折的框架,外焊波纹片,与箱盖采用胶条密封; 所述的外引接头为肘型电缆终端插接器; 所述的绝缘系统为固液混合绝缘系统,其中 固体绝缘部分中的与导体直接相邻部位采用耐高温180℃的H级固体绝缘材料-芳香族聚酰胺纸,固体绝缘部分中的其它相对远离导线的部位采用耐高温155℃的F级绝缘材料; 液体绝缘为H120HFX型高燃点绝缘油。
2. 根据权利要求l所述的风力发电用机舱内置式变压器,其特 征在于所述的油箱壳体内部喷涂聚氨脂漆,油箱壳体外部喷涂环氧底漆和丙烯酸聚氨脂漆。
3.根据权利要求1所述的风力发电用机舱内置式变压器,其特 征在于所述的变压器器身与油箱壳体内壁之间充填有聚酰亚胺材料 的垫块。
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CN102983422A (zh) * 2012-11-27 2013-03-20 大连天元电机股份有限公司 双馈风力发电机高压输出端子肘型结构
CN101740204B (zh) * 2008-11-21 2013-05-29 沈阳福林特种变压器有限公司 风力发电用机舱内置式变压器
CN109643608A (zh) * 2016-11-14 2019-04-16 上海怡莱电子科技有限公司 一种三相变压器的制作方法

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