ES2907247T3 - Disposición compuesta de una cuba de transformador y una góndola de una turbina eólica - Google Patents

Disposición compuesta de una cuba de transformador y una góndola de una turbina eólica Download PDF

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Abstract

Disposición que comprende una cuba de transformador (1) que está dispuesta en una góndola de una turbina de energía eólica; en donde la cuba del transformador está diseñada para ser llenada con un gas o un líquido con el fin de refrigerar la parte activa del transformador; en donde la parte activa de la cuba del transformador está encerrada de manera estanca a lo líquidos o a los gases, caracterizada porque la cuba del transformador (1) está inserta en la estructura de soporte mecánico (7) de la góndola de tal manera que la cuba del transformador forme parte de la estructura de soporte mecánico de la góndola; y porque se proporciona al menos un puntal (3) dentro de la cuba del transformador (1), que conecta las áreas opuestas de la pared de la cuba del transformador.

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición compuesta de una cuba de transformador y una góndola de una turbina eólica
Área de la invención
La presente invención hace referencia a una disposición que comprende una cuba de transformador que está dispuesta en una góndola de una turbina de energía eólica; en donde la cuba de transformador está diseñada para ser llenada con un gas o un líquido para refrigerar la parte activa del transformador; en donde la parte activa está encerrada de manera hermética a líquidos o gases mediante la cuba del transformador cuando el transformador se encuentra en el estado operativo.
La disposición conforme a la invención se puede utilizar para diferentes tipos de transformadores, en particular, para transformadores llenos de líquido. En general, la invención hace referencia a transformadores de potencia.
El transformador utilizado en la turbina de energía eólica comprende la carcasa del transformador y la parte activa. La parte activa de un transformador comprende los devanados del transformador y el núcleo del transformador. En general, la parte activa en los transformadores de potencia también incluye dispositivos que determinan la posición y/o la forma del núcleo del transformador y/o de los devanados, como, por ejemplo, dispositivos de presión.
Estado del Arte
Una turbina de energía eólica comprende una torre, una góndola fijada de manera giratoria a la torre y un rotor; en donde la góndola que porta al rotor, que contiene el tren de transmisión de la turbina eólica, así como, las partes del sistema eléctrico de la turbina de energía eólica. Según el estado del arte, el transformador correspondiente la turbina de energía eólica está situado en la góndola o en la torre, véase por ejemplo la solicitud DE 202014004373 U1.
La cuba del transformador se utiliza básicamente para refrigerar la parte activa del transformador y como recipiente de líquidos y/o gases para la refrigeración. Hasta ahora, la cuba del transformador en las turbinas eólicas no tenía ninguna función de soporte para otros componentes de la turbina eólica. Existen esfuerzos para utilizar la cuba del transformador como elemento de refuerzo en la estructura mecánica de la góndola. Esta estructura mecánica suele ser una construcción de acero.
Las propuestas anteriores tienen como objetivo reforzar la propia cuba del transformador, es decir, sus paredes, de tal manera que la cuba del transformador y sus paredes se volvieran más estables reforzándolas, por ejemplo, diseñándolas más gruesas que en un transformador que no tiene que asumir una función de soporte. Sin embargo, esto conduce a un aumento del peso de la cuba del transformador, lo que, por ejemplo, dificulta el transporte del transformador al interior de la góndola.
La solicitud EP 2 565 445 A1 revela una disposición con una cuba de transformador que está dispuesta en una góndola de una turbina de energía eólica. La cuba del transformador se puede llenar con un gas o un líquido para la refrigeración de la parte activa; en donde la parte activa se encuentra encerrada de manera estanca a los fluidos mediante la cuba del transformador.
Más detalles sobre el estado del arte se revelan en las solicitudes DE 102007062622 A1 y EP 2063119 A2. Descripción de la invención
Por lo expuesto, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar una disposición que comprende una cuba de transformador, que está dispuesto en una góndola de una turbina de energía eólica, que supera las desventajas del estado del arte y, en particular, permite el uso de la cuba del transformador como refuerzo o arrostramiento de la estructura de acero de la góndola con costes adicionales de material lo más bajos posible para el transformador.
Dicho objeto se resuelve mediante una disposición de devanados de acuerdo con la reivindicación 1. El punto de partida consiste en una disposición que comprende una cuba de transformador, que está dispuesto en una góndola de una turbina de energía eólica, en donde la cuba de transformador está diseñada para ser llenada con un gas o un líquido para refrigerar la parte activa del transformador; en donde la parte activa está encerrada de manera hermética a líquidos o gases mediante la cuba del transformador. En este caso está previsto que la cuba del transformador esté insertada en la estructura de soporte mecánico de la góndola de forma que la cuba del transformador forme parte de la estructura de soporte mecánico de la góndola y que en el interior de la cuba del transformador esté proporcionado al menos un puntal que conecte áreas opuestas de la pared de la cuba del transformador.
Con uno o más puntales en el interior de la cuba del transformador, la rigidez de la cuba del transformador se puede aumentar de una manera sencilla y con costes de material comparativamente reducidos, sin tener que hacer las paredes de la cuba del transformador más macizas.
El término áreas de pared de la cuba del transformador incluye áreas de pared limitadas como el piso, la tapa y las paredes laterales individuales de la cuba del transformador. Por lo general, la cuba de transformador presenta una estructura esencialmente cuboide. Durante el estado operativo, la parte inferior y la tapa están orientadas en paralelo a la superficie de contacto en la góndola, las paredes laterales normal con respecto al área de contacto, particularmente cuatro paredes (o una pared lateral circunferencial en forma de carcasa cuando la cuba del transformador no presenta forma cuboide). Sin embargo, una zona de pared de la cuba del transformador también puede ser una zona de esta pared lateral en el caso de una pared lateral circunferencial en forma de carcasa.
Por tanto, puede estar previsto que las zonas de pared opuestas entre sí, que están unidas entre sí a través de uno o varios puntales, sean paredes laterales opuestas o zonas de pared opuestas de una pared lateral circunferencial. Sin embargo, no se puede descartar que también se proporcionen puntales entre la tapa y la base de la cuba del transformador.
Una variante de ejecución ventajosa de la invención consiste en que el puntal está configurado al menos parcialmente como una viga recta, en particular, con respecto a su extensión longitudinal. El puntal se puede diseñar en su totalidad o en parte como una viga de acero perfilado.
Una variante de realización ventajosa de la invención consiste en que al menos dos zonas de pared opuestas de la cuba del transformador estén conectadas fijamente con la estructura de soporte mecánico de la góndola.
En este caso, puede estar previsto que el puntal esté unido allí con la pared de la cuba del transformador donde la pared de la cuba del transformador está unida a la estructura de soporte mecánico de la góndola.
Los puntales se pueden fabricar con una cantidad de material particularmente reducida cuando al menos una parte del puntal está conformada por la parte activa del transformador. Por lo tanto, los componentes estructurales de la parte activa que no están conectados mecánicamente a una pared de la cuba del transformador se pueden conectar con elementos de conexión adicionales, que después establecen una conexión con las paredes de la carcasa del transformador; en donde el componente de la parte activa conforma junto con los elementos de conexión adicionales el puntal. Los elementos de conexión adicionales pueden estar diseñados, por ejemplo, como vigas de acero.
En particular puede estar previsto que una parte del puntal esté conformada por un componente de una construcción prensada del núcleo del transformador. Cuando el núcleo del transformador está conformado por chapas individuales, las mismas se presionan entre sí mediante placas de presión o vigas de presión dispuestas una frente a la otra y unidas entre sí mediante medios de tracción. Estas placas de presión o soportes de presión, por ejemplo, vigas perfiladas, pueden conformar parte del puntal conforme a la invención.
Alternativa o adicionalmente puede estar previsto que una parte del puntal esté conformada por un componente de una construcción prensada para los devanados. Para mantener los devanados en una posición definida durante el transporte y el funcionamiento del transformador, los devanados se comprimen paralelos a su eje de devanado con placas de presión o soportes de presión dispuestos uno frente al otro y conectados entre sí mediante medios de tracción. Estas placas de presión o soportes de presión, por ejemplo, vigas perfiladas, pueden conformar parte del puntal conforme a la invención.
Cuando se utilizan componentes de una construcción de prensa existente, no se utilizan puntales adicionales, como soportes, que conectan una pared de la cuba del transformador con una pared opuesta de la cuba del transformador, sino que resulta suficiente cuando los componentes se extienden en ambos lados, por ejemplo, mediante piezas de soporte, y estas extensiones están conectadas a las paredes o áreas de pared de la cuba del transformador.
Por supuesto, un transformador provisto de uno o más puntales conforme a la invención también puede asumir una función de soporte en otras estructuras mecánicas de soporte.
Breve descripción de las figuras
Para otras explicaciones de la invención, en la siguiente parte de la descripción, se hace referencia a la figura esquemática, de la cual se pueden deducir otras particularidades ventajosas y áreas de aplicación de la presente invención. La figura se debe entender a modo de ejemplo y tiene como fin exponer el carácter de la invención, pero de ningún modo limitarlo o reproducirlo de forma concluyente. La figura muestra un corte longitudinal a través de una disposición conforme a la invención.
Formas de realización de la invención
La figura muestra un corte longitudinal a través de una cuba de transformador de forma cuboide 1. La parte activa del transformador no está representada. Las dos paredes visibles son paredes laterales dispuestas en oposición 2 de la cuba del transformador 1. Entre las paredes laterales 2 están ubicados dos puntales rectos 3, uno de los cuales está dispuesto más cerca de la tapa 4 de la cuba del transformador 1 y el otro más cerca del fondo 5 de la cuba del transformador 1. En los puntos donde el puntal superior 3 está conectado a las paredes laterales 2, un elemento de conexión 6 está fijado al exterior de las paredes laterales 2, por ejemplo, un riel que se extiende normal con respecto al plano del dibujo. Este elemento de conexión 6 se utiliza para la conexión con la estructura de soporte mecánico 7 de la góndola. El elemento de conexión 6 está conectado a la pared lateral 2 donde el puntal superior 3 está conectado al interior de la pared lateral 2.
Por supuesto, en la cuba del transformador 1 se pueden disponer otros puntales 3 delante y/o detrás del plano de corte, en particular, de forma coincidente con los dos puntales 3 mostrados.
Lista de símbolos de referencia:
1 Cuba de transformador
2 Pared lateral
3 Puntal
4 Tapa
5 Base
6 Elemento de conexión
7 Construcción mecánica de soporte de la góndola

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Disposición que comprende una cuba de transformador (1) que está dispuesta en una góndola de una turbina de energía eólica; en donde la cuba del transformador está diseñada para ser llenada con un gas o un líquido con el fin de refrigerar la parte activa del transformador; en donde la parte activa de la cuba del transformador está encerrada de manera estanca a lo líquidos o a los gases, caracterizada porque la cuba del transformador (1) está inserta en la estructura de soporte mecánico (7) de la góndola de tal manera que la cuba del transformador forme parte de la estructura de soporte mecánico de la góndola; y porque se proporciona al menos un puntal (3) dentro de la cuba del transformador (1), que conecta las áreas opuestas de la pared de la cuba del transformador.
2. Disposición según la reivindicación 1, caracterizada porque las zonas de pared opuestas entre sí son paredes laterales (2) opuestas o zonas de pared opuestas de una pared lateral circunferencial.
3. Disposición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el puntal (3) está diseñado al menos parcialmente como una viga recta.
4. Disposición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las, al menos dos, zonas de pared opuestas de la cuba del transformador (1) están conectadas fijamente con la estructura de soporte mecánico (7) de la góndola.
5. Disposición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el puntal (3) está unido allí con la pared de la cuba del transformador (1) donde la pared de la cuba del transformador (1) está unida a la estructura de soporte mecánico (7) de la góndola.
6. Disposición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos una parte del puntal (3) está conformada por la parte activa del transformador.
7. Disposición según la reivindicación 6, caracterizada porque una parte del puntal (3) está conformada por un componente de una construcción prensada del núcleo del transformador.
8. Disposición según la reivindicación 6, caracterizada porque una parte del puntal (3) está conformada por un componente de construcción prensada para los devanados.
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