CN213124108U - 一种海上风电场用升压变压器及升压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于变压器领域，公开了一种海上风电场用升压变压器及升压系统，所述升压变压器包括铁芯以及铁芯上依次绕制的高压侧绕组、低压侧绕组、接地侧绕组以及接地电阻；高压侧绕组为星型接线绕组，高压侧绕组上设置高压出线；低压侧绕组为三角型接线绕组，接地侧绕组为ZN型接线绕组，低压侧绕组上设置低压出线，低压出线与接地侧绕组的出线端并联，接地侧绕组的中性点通过接地电阻接地。通过在铁芯外侧多增加了接地侧绕组，接地侧绕组采用ZN型接线绕组的形式，能够通过接地电阻接地，不需要额外设置单独的接地变压器，有效的缩小了海上风电场的占地面积，节约出了甲板上升压变压器中间的空间，节省了海上升压站的造价。

Description

一种海上风电场用升压变压器及升压系统

技术领域

本实用新型属于变压器领域，涉及一种海上风电场用升压变压器及升压系统。

背景技术

海上风电场是建造在海洋固定平台的升压变电设施，与常规陆上升压站相比，在站址选择、站址环境条件、土建基础设计、施工运行维护以及辅助设施方面均有很大的不同，具有其特殊性，导致海上风电场费用昂贵，施工难度大，而且海上环境复杂、重盐雾、潮湿，设备布置条件受限，运行维护不便，建设成本高。

目前的海上风电场采用双分裂升压变压器，低压侧为35kV接线和三角形绕组，高压侧为220kV接线和星型绕组。但是，由于三角形绕组接线方式没有中性点接地，还需要在35kV母线上连接2个接地变压器，进而增加海上风电场用的体积，增大投资，降低海上风电场用的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中海上风电场用的体积大，成本高的缺点，提供一种海上风电场用升压变压器及升压系统。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型一方面，一种海上风电场用升压变压器，包括铁芯以及铁芯上依次绕制的高压侧绕组、低压侧绕组、接地侧绕组以及接地电阻；高压侧绕组为星型接线绕组，高压侧绕组上设置高压出线；低压侧绕组为三角型接线绕组，接地侧绕组为ZN型接线绕组，低压侧绕组上设置低压出线，低压出线与接地侧绕组的出线端并联，接地侧绕组的中性点通过接地电阻接地。

本实用新型海上风电场用升压变压器进一步的改进在于：

所述低压侧绕组包括第一低压绕组和第二低压绕组，第一低压绕组和第二低压绕组沿铁芯轴向分布；接地侧绕组包括第一接地绕组和第二接地绕组，第一接地绕组和第二接地绕组沿铁芯轴向分布；第一低压绕组上设置第一低压出线，第一低压出线与第一接地绕组的出线端并联，第二低压绕组上设置第二低压出线，第二低压出线与第二接地绕组的出线端并联；接地电阻有两个，分别为第一接地电阻和第二接地电阻；第一接地绕组的中性点通过第一接地电阻接地，第二接地绕组的中性点通过第二接地电阻接地。

还包括避雷器；避雷器一端与高压侧绕组的中性点连接，另一端接地。

还包括放电间隙；放电间隙一端与高压侧绕组的中性点连接，另一端接地。

还包括隔离开关；隔离开关一端与高压侧绕组的中性点连接，另一端接地。

本实用新型另一方面，一种海上风电场用升压系统，包括高压母线、低压母线、若干站用变压器、若干海上风机以及上述的升压变压器；高压母线一端连接高压出线，另一端用于连接陆上升压站；低压母线一端与低压侧绕组的低压出线连接，另一端与若干站用变压器以及若干海上风机均连接。

本实用新型海上风电场用升压系统进一步的改进在于：

所述高压母线为220kV母线。

所述低压母线为35kV母线。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

通过在铁芯外侧设置接地侧绕组，接地侧绕组采用ZN型接线绕组的形式，能够通过接地电阻接地，并且低压侧绕组的低压出线与接地侧绕组的出线端并联，实现将接地变压器集成在升压变压器中的目的，进而不需要额外设置单独的接地变压器，有效的缩小了升压变压器的占地面积，节约出了海上风电场的升压变压器中间的空间，缩小了海上风电场的建造面积，进而降低了海上升压站的造价，同时，没有改变现有的主接线结构及保护配置，便于在现有基础上改进使用。

进一步的，设置避雷器，在升压变压器收到雷击时，通过避雷器将雷电流引入大地，可有效避免升压变压器被雷击损坏。

进一步的，设置放电间隙，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，对升压变压器进行保护，提升升压变压器的稳定性。

进一步的，设置隔离开关，通过设置隔离开关可以将升压变压器进行隔离，以保证检修工作的安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例的升压变压器绕组结构示意图；

图2为本实用新型实施例的升压变压器结构示意图；

图3为本实用新型实施例的升压系统结构示意图。

其中：1-铁芯；2-高压侧绕组；3-第一低压绕组；4-第一接地绕组；5-第一低压出线；6-第一接地电阻；7-第二接地电阻；8-第二低压出线；9-第二接地绕组； 10-第二低压绕组；11-高压出线；12-避雷器；13-放电间隙；14-隔离开关；15-站用变压器；16-海上风机；17-高压母线；18-低压母线。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1和2，本实用新型一个实施例中，提供了一种海上风电场用升压变压器，包括铁芯1以及铁芯1上依次绕制的高压侧绕组2、低压侧绕组、接地侧绕组以及接地电阻。其中，高压侧绕组2为星型接线绕组，高压侧绕组2上设置高压出线11；低压侧绕组为三角型接线绕组，接地侧绕组为ZN型接线绕组，低压侧绕组上设置低压出线，低压出线与接地侧绕组的出线端并联，接地侧绕组的中性点通过接地电阻接地。

本实施例中低压侧绕组设置了两组，但不以此为限。具体的，低压侧绕组包括第一低压绕组3和第二低压绕组10，第一低压绕组3和第二低压绕组10沿铁芯1轴向分布。适应性的，接地侧绕组也设置了两组，即接地侧绕组包括第一接地绕组4和第二接地绕组9，第一接地绕组4和第二接地绕组9沿铁芯1轴向分布；第一低压绕组3上设置第一低压出线5，第一低压出线5与第一接地绕组4 的出线端并联，第二低压绕组10上设置第二低压出线8，第二低压出线8与第二接地绕组9的出线端并联；适应性的，接地电阻有两个，分别为第一接地电阻6 和第二接地电阻7；第一接地绕组4的中性点通过第一接地电阻6接地，第二接地绕组9的中性点通过第二接地电阻7接地。

可选的，该升压变压器还包括避雷器12；避雷器12一端与高压侧绕组2的中性点连接，另一端接地；通过设置避雷器12，在高压出线受到到雷击时，通过避雷器12将雷电流引入大地，可有效避免升压变压器被雷击损坏。

可选的，该升压变压器还包括放电间隙13；放电间隙13一端与高压侧绕组 2的中性点连接，另一端接地；放电间隙13又称保护间隙，一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线 L1或零线相连，另一根金属棒与接地线相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，能够避免升压变压器损坏。

可选的，该升压变压器还包括隔离开关14；隔离开关14一端与高压侧绕组 2的中性点连接，另一端接地；通过设置隔离开关14可以将升压变压器中性点直接接地。

参见图3，本实用新型再一个实施例中，提供了一种海上风电场用升压系统，包括高压母线17、低压母线18、若干站用变压器15、若干海上风机16以及上述的升压变压器；高压母线17一端连接高压出线11，另一端用于连接陆上升压站；低压母线18一端与低压侧绕组的低压出线连接，另一端与若干站用变压器15以及若干海上风机16均连接。

可选的，高压母线17为220kV母线，低压母线18为35kV母线。

本实用新型海上风电场用升压变压器，在铁芯外侧多增加了接地侧绕组，接地侧绕组采用ZN型接线绕组的形式，能够通过接地电阻接地，能够在升压变压器中压侧发生单相接地故障时，保障整个升压系统的安全运行，避免升压变压器的高压侧开关跳闸，提高发电场运行的可靠性。实现将接地变压器集成在升压变压器中的目的，进而不需要额外设置单独的接地变压器，有效的缩小了海上风电场的占地面积，节约出了甲板上升压变压器中间的空间，节省了海上升压站的造价，同时没有改变现有的主接线结构及保护配置，便于在现有基础上改进使用。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海上风电场用升压变压器，其特征在于，包括铁芯(1)以及铁芯(1)上依次绕制的高压侧绕组(2)、低压侧绕组、接地侧绕组以及接地电阻；

高压侧绕组(2)为星型接线绕组，高压侧绕组(2)上设置高压出线(11)；低压侧绕组为三角型接线绕组，接地侧绕组为ZN型接线绕组，低压侧绕组上设置低压出线，低压出线与接地侧绕组的出线端并联，接地侧绕组的中性点通过接地电阻接地。

2.根据权利要求1所述的海上风电场用升压变压器，其特征在于，所述低压侧绕组包括第一低压绕组(3)和第二低压绕组(10)，第一低压绕组(3)和第二低压绕组(10)沿铁芯(1)轴向分布；接地侧绕组包括第一接地绕组(4)和第二接地绕组(9)，第一接地绕组(4)和第二接地绕组(9)沿铁芯(1)轴向分布；第一低压绕组(3)上设置第一低压出线(5)，第一低压出线(5)与第一接地绕组(4)的出线端并联，第二低压绕组(10)上设置第二低压出线(8)，第二低压出线(8)与第二接地绕组(9)的出线端并联；

接地电阻有两个，分别为第一接地电阻(6)和第二接地电阻(7)；第一接地绕组(4)的中性点通过第一接地电阻(6)接地，第二接地绕组(9)的中性点通过第二接地电阻(7)接地。

3.根据权利要求1所述的海上风电场用升压变压器，其特征在于，还包括避雷器(12)；避雷器(12)一端与高压侧绕组(2)的中性点连接，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的海上风电场用升压变压器，其特征在于，还包括放电间隙(13)；放电间隙(13)一端与高压侧绕组(2)的中性点连接，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的海上风电场用升压变压器，其特征在于，还包括隔离开关(14)；隔离开关(14)一端与高压侧绕组(2)的中性点连接，另一端接地。

6.一种海上风电场用升压系统，其特征在于，包括高压母线(17)、低压母线(18)、若干站用变压器(15)、若干海上风机(16)以及权利要求1至5任一项所述的升压变压器；

高压母线(17)一端连接高压出线(11)，另一端用于连接陆上升压站；低压母线(18)一端与低压侧绕组的低压出线连接，另一端与若干站用变压器(15)以及若干海上风机(16)均连接。

7.根据权利要求6所述的海上风电场用升压系统，其特征在于，所述高压母线(17)为220kV母线。

8.根据权利要求6所述的海上风电场用升压系统，其特征在于，所述低压母线(18)为35kV母线。

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