用于海上风力发电机的变压器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于海上风力发电机的变压器，变压器被设置于海上平台上，其中变压器包括：变压器铁芯；缠绕在变压器铁芯上的第一绕组，第一绕组与发电装置连接，并且第一绕组接收由发电装置所产生的第一电压；缠绕在变压器铁芯上的第二绕组，由第一电压升高后的第二电压从第二绕组输出至电网；以及缠绕在变压器铁芯上的第三绕组，由第一电压降低后的第三电压从第三绕组输出至海上平台的电负载。压从第三绕组输出至海上平台的电负载。压从第三绕组输出至海上平台的电负载。

【技术实现步骤摘要】
用于海上风力发电机的变压器


[0001]本专利技术涉及一种用于海上风力发电机的变压器。

技术介绍

[0002]随着海上风电行业在不断发展壮大，对海上风电的投入也在逐渐增加，与同等规模燃煤电厂相比，每年可节省煤消耗，减少二氧化碳排放，为电网提供清洁电能。海上风电升压变压器位于海上平台之上，暴露于高盐度的海洋大气环境中。由于地处海洋大气环境，风大、湿度大、污秽等级高、防腐要求至少要达到CX的等级，并且由于海上平台离岸的特点造成后期维护成本高，与陆上变压器相比，海上风电变压器受平台空间限制，满足高防腐、抗倾斜、抗振动、免维护及可靠性等方面要求更高更严格。随着海上风电的发展，变压器的容量越来越大，自冷有载升压变压器容量达到550000kVA，最高电压等级达到550kV，低压采用66kV。海上升压站站用电负荷容量1000kVA，站用电额定电压10kV。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例提出一种用于海上风力发电机的变压器，根据本专利技术的变压器能够节省站用变压器的空间，使得变压器整体更为紧凑，同时节省了海上平台的空间。而且，本专利技术的变压器节省了站用变的套管和二次监测保护装置，带来原材料节省，使得变压器的总体成本降低。
[0004]根据本专利技术的优选实施例，在一方面提供了一种用于海上风力发电机的变压器，变压器被设置于海上平台上，其中变压器包括：变压器铁芯；缠绕在变压器铁芯上的第一绕组，第一绕组与发电装置连接，并且第一绕组接收由发电装置所产生的第一电压；缠绕在变压器铁芯上的第二绕组，由第一电压升高后的第二电压从第二绕组输出至电网；以及缠绕在变压器铁芯上的第三绕组，由第一电压降低后的第三电压从第三绕组输出至海上平台的电负载。由本专利技术提供的变压器将用于海上平台的升压变压器和站用变压器有利地集成为一个变压器，进而有效地降低了变压器的占地面积，并且减少了变压器的站用空间以及变压器的重量。
[0005]根据本专利技术的示例性实施例，在变压器铁芯的辐向方向上，第一绕组被布置在第三绕组的外侧，并且第二绕组被布置在第一绕组的外侧。用于输出不同场景使用的电压的绕组能够被布置在相同的铁芯上，从而将不同变压器的功能，即海上升压变压器和站用变压器集成在同一台变压器中。
[0006]根据本专利技术的示例性实施例，变压器还包括缠绕在变压器铁芯上的调压绕组，调压绕组经由调压开关连接至第二绕组。调压绕组同样被布置在相同的铁芯上，与其他绕组都被集成在同一个变压器中，用于调节从第二绕组输出的提供至电网的电压。
[0007]根据本专利技术的示例性实施例，调压绕组被布置在第二绕组的外侧。调压绕组和其他绕组能够以同心的方式围绕相同的铁芯布置。
[0008]根据本专利技术的示例性实施例，第一绕组被设计为多层螺旋式线圈，第二绕组被设
计为包括多个饼式线圈，第三绕组被设计为单层螺旋式线圈，并且调压绕组被设计为包括多个饼式线圈。由此设计的多个绕组能够有利地减少集成后的变压器的占地面积和重量，有效地提升变压器的可靠性。
[0009]根据本专利技术的示例性实施例，第二绕组的多个饼式线圈包括在变压器铁芯的轴向上分隔开布置的上部高压线圈和下部高压线圈，并且调压绕组的多个饼式线圈包括在轴向上分隔开布置的上部调压线圈和下部调压线圈。调压绕组的多个线圈能够被分配至相应的第二绕组的多个线圈，用于对由第二绕组输出的电压进行精确和灵活的调节。
[0010]根据本专利技术的示例性实施例，变压器还包括设置在第一绕组和/或第二绕组和/或第三绕组和/或调压绕组中的幅向油道和轴向油道。由此，变压器能够满足散热的要求，同时能够调节绕组的高度，保证安匝平衡，满足抗短路的能力。
[0011]根据本专利技术的示例性实施例，第一绕组包括以星形连接的方式电连接的三个绕组单元，第二绕组包括以星形连接的方式电连接的三个绕组单元，并且第三绕组包括以角形连接的方式电连接的三个绕组单元。
[0012]根据本专利技术的示例性实施例，变压器还包括与第三绕组连接的电抗器。在第三绕组上连接的电抗器能够有效的增强变压器的抗短路能力。
[0013]根据本专利技术的示例性实施例，第一电压被设定为66kV，第二电压被设定为500kV，并且第三电压被设定为10kV。变压器能够向电网提供升压后的500kV电压，向站点内的电负载提供降压后的10kV电压。
附图说明
[0014]下面将通过参照附图详细描述本专利技术的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本专利技术的上述及其它特征和优点，附图中：
[0015]图1为根据本专利技术的实施例的用于海上风力发电机的变压器的结构示意图；
[0016]图2为根据本专利技术的实施例的用于海上风力发电机的变压器的接线原理示意图。
[0017]其中，附图标记如下：
[0018]标号含义10变压器铁芯30第一绕组50第二绕组51上部高压线圈52下部高压线圈60调压绕组61上部调压线圈62下部调压线圈70调压开关80第三绕组100变压器
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下实施例对本专利技术进一步详细说明。
[0020]图1为根据本专利技术的实施例的用于海上风力发电机的变压器100的结构示意图。如图1所示出，由本实施例提供的用于海上风力发电机的变压器100被布置在海上平台的海上变电压站内。该变压器100在本实施例中例如被实施为超高压大容量海上风电升压变压器100。该变压器100包括变压器铁芯10；缠绕在变压器铁芯10上的第一绕组30，第一绕组30与布置在变压器100外部或者远离海上平台的发电装置(例如，海上发电厂) 经由海缆连接，并且第一绕组30接收由发电装置所产生的第一电压，例如66kV；缠绕在变压器铁芯10上的第二绕组50，由第一电压升高后的第二电压，例如500kV，从第二绕组50经由海缆和陆上电缆输出至陆上的电网；以及缠绕在变压器铁芯10上的第三绕组80，由第一电压降低后的第三电压，例如10kV，从第三绕组80经由电缆输出至海上平台的电负载。
[0021]由图1示出的实施例的海上风力发电机变压器100还包括缠绕在变压器铁芯10上的调压绕组60，调压绕组60经由调压开关连接至第二绕组50。在变压器铁芯10的辐向方向上，第一绕组30被布置在第三绕组80的外侧，并且第二绕组50被布置在第一绕组 30的外侧。调压绕组60被布置在第二绕组50的外侧。为了便于描述，在图1示出的实施例中仅示出能够看见一个芯柱的变压器铁芯10侧视图，本领域技术人员知晓在该变压器100内能够例如设置用于提供不同相的电压的多个芯柱，例如三个芯柱，进而在每个芯柱上都缠绕有四层绕组，即第一绕组30、第二绕组50、第三绕组80和调压绕组。
[0022]在本专利技术的实施例中，第一绕组30被设计为多层螺旋式线圈，第二绕组50被设计为包括多个饼式线圈，第三绕组80被设计为单层螺旋式线圈，并且调压绕组60被设计为包括多个饼式线圈。第二绕组50的多个饼式线圈包括在变压器铁芯10的轴向上分隔开布置的上部高压线圈51和下部高压线圈52，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于海上风力发电机的变压器，所述变压器被设置于海上平台上，其特征在于，所述变压器包括：变压器铁芯(10)；缠绕在所述变压器铁芯(10)上的第一绕组(30)，所述第一绕组(30)与发电装置连接，并且所述第一绕组(30)接收由所述发电装置所产生的第一电压；缠绕在所述变压器铁芯(10)上的第二绕组(50)，由所述第一电压升高后的第二电压从所述第二绕组(50)输出至电网；以及缠绕在所述变压器铁芯(10)上的第三绕组(80)，由所述第一电压降低后的第三电压从所述第三绕组(80)输出至所述海上平台的电负载。2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，在所述变压器铁芯(10)的辐向方向上，所述第一绕组(30)被布置在所述第三绕组(80)的外侧，并且所述第二绕组(50)被布置在所述第一绕组(30)的外侧。3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括缠绕在所述变压器铁芯(10)上的调压绕组(60)，所述调压绕组(60)经由调压开关(70)连接至所述第二绕组(50)。4.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于，所述调压绕组(60)被布置在所述第二绕组(50)的外侧。5.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于，所述第一绕组(30)被设计为多层螺旋式线圈，所述第二绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，王仁，王铭，李正绪，迟主升，
申请(专利权)人：广州西门子能源变压器有限公司，
类型：发明
国别省市：