CN201975246U - 用于风力发电的树脂绝缘干式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于风力发电的树脂绝缘干式变压器，包括A相、B相以及C相绕组，各相绕组内分别包括铁芯、铁芯外依次套设低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组，低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组的轴线均与铁芯相重合；所述铁芯、低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组之间相互绝缘。通过增加变压线圈高度形成烟囱效应拔风自冷，长期极限负载容量达3.3MW，采用超薄结构设计，变压器厚度控制在1300mm内，满足了大容量干式变压器在风机塔架底座狭小空间安装的苛刻条件。

Description

用于风力发电的树脂绝缘干式变压器

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域的变压技术，更具体地说，是涉及一种用于风力发电的树脂绝缘干式变压器。

背景技术

随着清洁可再生能源战略的不断推进，风电以CO₂零排放、清洁环保、投资少、见效快、能耗低以及可再生等诸多优势获得国家的大力扶持，目前海上风力发电机组主回路变电线路中的树脂绝缘干式变压器容量已上升至3.3MW，但是海上风电塔筒结构密闭，散热条件苛刻，因此树脂绝缘干式变压器必须克服能够在狭小空间内安装、可靠运行以及消除密闭条件下温升超标等不利条件的影响，避免可能产生的系统共振，确保风力发电系统正常运行。但在现有技术中树脂绝缘干式变压器的容量均不超过3000kVA且散热结构不合理，而大容量的干式变压器线圈工作电流较大，变压器绝缘线圈内部散热条件苛刻温度较高，容易造成铁心、线圈及线圈绝缘层的损坏，影响变压器的安全运行。其次，现有的树脂绝缘干式变压器结构布置松散，平面长宽尺寸大，特别是变压器厚度尺寸大于1600mm，因此无法满足海上风力发电机组塔筒内安装的厚度尺寸不能超过1300mm的特殊要求。再者，目前树脂绝缘干式变压器的绝缘方式采用绝缘纸包敷绝缘或采用环氧树脂浇注绝缘，但工艺粗糙，绝缘性能不高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的风力发电的干式变压器变电容量小，散热效果差、结构臃肿以及绝缘工艺粗糙的问题，本实用新型的目的是提供一种用于风力发电的树脂绝缘干式变压器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于风力发电的树脂绝缘干式变压器，包括A相、B相以及C相绕组，所述各相绕组内分别包括铁芯、铁芯外依次套设低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组，所述低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组的轴线均与铁芯相重合；所述铁芯、低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组之间相互绝缘。

所述高压绝缘绕组包括漆包线绕制的高压线圈、高压出线端子以及调压分接头嵌件，所述调压分接头嵌件通过导线与高压线圈连接，所述高压出线端子与高压线圈焊接，所述高压绝缘绕组采用环氧树脂真空浇注一体成型结构。

所述高压绝缘绕组的内壁上沿轴向均匀间隔设有加强筋。

所述铁芯采用冷轧单晶粒取向硅钢片，45°全斜接缝不冲孔结构。

所述低压绝缘绕组包括用铜箔绕制的低压线圈、绝缘纸、低压进线端子以及低压进线PE端子，绝缘纸包敷低压线圈，低压进线端子以及低压进线PE端均与低压线圈连接固定。

所述各相绕组的高度在1400mm以上。

所述树脂绝缘干式变压器的厚度在1300mm以内。

与现有技术相比，采用本实用新型的用于风力发电的树脂绝缘干式变压器的有益效果如下：

1、由于变压器的各相绕组高度设计达1400mm，高、低压绝缘绕组及铁芯间留有足够的散热空间，利用上下高度之间空气压差，形成类似烟囱的自然拔风散热风道，完成拔风自冷。因此，在风机塔架密封环境下，正常负载容量3MW，长期极限负载容量达3.3MW。

2、由于铁芯高度增加、直径缩小，高、低压绕组直径同时缩小，变压器厚度变薄，整个变压器被“瘦身”，同时在内壁均匀布置四道加强筋，提高“瘦身”后的单相绕组的整体刚性，提高变压器抗短路冲击能力；变压器厚度控制在1300mm内，满足了大容量干式变压器在风机塔架底座狭小空间安装的苛刻条件。

3、由于高压线圈采用高强度复合漆包线绕制，高压出线端子与高压线圈焊接，调压分接头嵌件通过导线与高压线圈连接，线圈内部采用玻璃纤维定位，所有部件环氧树脂一体化真空浇注成型，浸渗充分，高压密化，无空穴，无气泡，固化后形成坚固的刚性整体，表面光亮美观，机械强度高，局部放电小，提高绝缘可靠性。线圈全浇注不吸潮，铁心、夹件等有特殊的防蚀保护层，可在100％相对湿度和其它恶劣环境中正常运行，间断运行无需去潮处理；线圈树脂全包封薄绝缘，散热性好，热容量大，短时过载能力强，提高了35KV/3.3MW大容量风电变压器安全性、可靠性和经济性。

附图说明

图1是本实用新型的用于风力发电的树脂绝缘干式变压器的主视图；

图2是沿图1中E-E线的半剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例

请参阅图1、图2所示：本实用新型提供的一种用于风力发电的树脂绝缘干式变压器，包括A相、B相以及C相绕组，各相绕组内分别包括铁芯11、铁芯11外依次套设低压绝缘绕组12、环氧树脂绝缘筒13以及高压绝缘绕组14，低压绝缘绕组12、环氧树脂绝缘筒13以及高压绝缘绕组14的轴线均与铁芯11相重合；铁芯11、低压绝缘绕组12、环氧树脂绝缘筒13以及高压绝缘绕组14之间相互绝缘。高压绝缘绕组14包括漆包线绕制的高压线圈141、高压出线端子142以及调压分接头嵌件143，调压分接头嵌件143通过导线与高压线圈141连接，高压出线端子142与高压线圈141焊接，高压线圈141内部采用玻璃纤维定位，具有阻燃、防爆，高热下无有毒气体逸出，不污染环境等优点。而且环氧树脂一体化真空浇注，浸渗充分，高压密化，无空穴，无气泡，固化后形成坚固的刚性整体，表面光亮美观，机械强度高，局部放电小，可靠性高。线圈全浇注不吸潮，铁芯、夹件等有特殊的防蚀保护层，可在100％相对湿度和其它恶劣环境中正常运行，间断运行无需去潮处理；高压线圈树脂全包封薄绝缘，散热性好，热容量大，短时过载能力强，提高了35KV/3.3MW大容量风电变压器安全性、可靠性和经济性。高压绝缘绕组14的内壁上沿轴向均匀间隔设有加强筋(图中未示出)，提高了绕组的整体刚性，提高变压器抗短路冲击能力。铁芯11采用冷轧单晶粒取向硅钢片，铁心损耗低，是普通硅钢片的一半，具有更优越的磁性能，材料填充系数增加2％～3％。铁芯采用优质冷轧有取向硅钢片，45°全斜接缝不冲孔结构。铁芯表面采用特种树脂涂封，以防锈蚀，夹件与铁芯、线圈之间以及铁芯与底座之间均垫以弹性材料以降低运行噪音。低压绝缘绕组12包括用铜箔绕制的三个同轴低压线圈121、绝缘纸(图中未示出)、低压进线端子123以及低压进线PE端子124，绝缘纸多层包敷最外层的低压线圈121，低压进线端子123以及低压进线PE端124均与低压线圈121连接固定。高压绝缘绕组14的高度设计达到1400mm，高、低压绝缘绕组及铁芯间留有足够的散热空间，利用上下高度之间空气压差，形成自然拔风的散热风道，完成拔风自冷；因此，在风机塔架密封环境下，正常负载容量3MW，长期极限负载容量达3.3MW。铁芯11高度增加、直径缩小，高、低压绕组直径同时缩小，变压器厚度变薄，整个变压器被“瘦身”，同时在内壁均匀布置四道加强筋，提高“瘦身”后的单相绕组的整体刚性，提高变压器抗短路冲击能力；变压器厚度控制在1300mm内，满足了大容量干式变压器在风机塔架底座狭小空间安装的苛刻条件。

安装时，将铁芯11下端与封闭方管横梁15下端用双头螺栓16固定，双头螺栓16在靠近铁芯11处套上绝缘套，绝缘抱箍17缠绕铁芯11后用六角螺栓与封闭方管横梁15固定，在铁芯11与封闭方管横梁15之间18加入3～4层低压绝缘衬垫，底座组合槽钢19与封闭方管横梁15用六角螺栓20固定，在底座组合槽钢19与封闭方管横梁15之间垫入绝缘防震垫以及垫块21。将低压绝缘绕组12分别套在三相“山”字型铁芯11的外面，环氧树脂绝缘筒13分别套在低压绝缘绕组12的外面，三相高压绝缘绕组14分别套在环氧树脂绝缘筒13的外面；在低压绝缘绕组12、环氧树脂绝缘筒13以及高压绝缘绕组14与封闭方管横梁15之间垫入高压绝缘支撑22，在高压绝缘支撑22上开有若干槽口方便低压绝缘绕组12、环氧树脂绝缘筒13以及高压绝缘绕组14进行准确定位，其对地绝缘距离大于200mm，抗雷电冲击能力强。最内层的低压线圈121与铁芯11之间、三层低压线圈121之间、以及最外层的低压线圈121与环氧树脂绝缘筒13之间分别放入低压绝缘弹性衬垫23，环氧树脂绝缘筒13与高压绝缘绕组14之间放入高压绝缘弹性衬垫24，目的减少运行时的振动，降低运行噪音。完成线圈及绝缘装配后，铁芯11与铁心横梁25焊接；铁心横梁25与设于上方的封闭方管横梁连接固定，其步骤与铁芯11的安装方式相同，在此不再重复。一低压绝缘子26设于低压进线PE端子124与封闭方管横梁15上端之间，用螺栓固定在封闭方管横梁15上，用以支撑低压进线PE端子124，低压PE短接母线27用螺栓与低压进线PE端子124连接；另一低压绝缘子26设于低压进线PE端子124与低压进线端子123之间，并用螺栓固定在低压进线PE端子124上，用以支撑低压进线端子123。A相、B相以及C相的高压端子上端口分别为111、112、113，下端口分别为114、115、116，高压绝缘子28用螺栓固定在封闭方管横梁15上端，高压出线导体29用螺栓30固定在高压绝缘子28上；高压连接母线101经由A相高压端子上端口111通过高压出线柱31与C相高压端子下端口116连接，高压连接母线103经由C相高压端子上端口113与B相高压端子下端口115连接，高压连接母线102经由B相高压端子上端口112与A相高压端子下端口114连接。风机安装支件32用螺栓固定在底座组合槽钢19的上面，风机33用螺栓安装在风机安装支件32上。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种用于风力发电的树脂绝缘干式变压器，包括A相、B相以及C相绕组，其特征在于：所述各相绕组内分别包括铁芯、铁芯外依次套设低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组，所述低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组的轴线均与铁芯相重合；所述铁芯、低压绝缘绕组、环氧树脂绝缘筒以及高压绝缘绕组之间相互绝缘。

2.根据权利要求1所述的树脂绝缘干式变压器，其特征在于：所述高压绝缘绕组包括漆包线绕制的高压线圈、高压出线端子以及调压分接头嵌件，所述调压分接头嵌件通过导线与高压线圈相连接，所述高压出线端子与高压线圈焊接，所述高压绝缘绕组采用环氧树脂真空浇注一体成型结构。

3.根据权利要求2所述的树脂绝缘干式变压器，其特征在于：所述高压绝缘绕组的内壁上沿轴向均匀间隔设有加强筋。

4.根据权利要求1所述的树脂绝缘干式变压器，其特征在于：所述铁芯采用冷轧单晶粒取向硅钢片，45°全斜接缝不冲孔结构。

5.根据权利要求1所述的树脂绝缘干式变压器，其特征在于：所述低压绝缘绕组包括用铜箔绕制的低压线圈、绝缘纸、低压进线端子以及低压进线PE端子，绝缘纸包敷低压线圈，低压进线端子以及低压进线PE端均与低压线圈连接固定。

6.根据权利要求1所述的树脂绝缘干式变压器，其特征在于：所述各相绕组的高度在1400mm以上。

7.根据权利要求1所述的树脂绝缘干式变压器，其特征在于：所述树脂绝缘干式变压器的厚度在1300mm以内。