【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低频变压器和海上风电风机，特别是涉及一种低频变压器和海上风力发电系统。
技术介绍
1、海上风电是指利用海洋中的风力资源发电的技术。与陆上风电相比，海风不受地形和地表粗糙度的影响，风能资源更为丰富，海上风电有着风速更高且更为稳定的优点，因此具有更高的发电效率。海上风电作为清洁能源的重要组成部分，得到了快速发展。海上风力发电机组通过集电网连接至海上变电站，由于海上风电机组通常发电电压较低，需要在变电站内通过变压器升压后，再通过海底电缆将电力输送到陆地。低频变压器是指用于降低电能传输频率的变压器，常用于远海风电场或其他长距离输电的场景，降低频率后，可以减少海底电缆的电容效应，从而降低损耗，提高输电系统的效率。
2、传统工频条件50hz的高压交流输电技术在海缆运输方面，由于导线的集肤效应，当电流过大时会导致导线的表面电流远远高于内部电流；且输电系统输送大容量功率时，会产生容升效应，即输电线路中增加的无功补偿变大。而降低变压器的频率能够减小集肤效应及容升效应在大规模深远海风电运输中的影响。但当工作频率降低时，为避免变压器磁饱和，需要增大线圈匝数或者增大铁心横截面积，从而使得变压器体积增大和成本增加。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对通过降低变压器频率减小集肤效应和容升效应时变压器磁饱和风险较大的问题，提供一种能够降低变压器磁饱和风险的低频变压器和海上风力发电系统。
2、第一方面，提供了一种低频变压器，所述变压器为三相五柱结构，包括：铁心，包括三根主柱
3、绕组，包括高压绕组、中压绕组和低压绕组，其中，各相所述高压绕组分别套设在对应的各相主柱上；各相所述中压绕组与同相的各所述高压绕组同心套设在对应的各相主柱上；各相所述低压绕组与同相的各所述高压绕组和各所述中压绕组同心套设在对应的各相主柱上，且设置在同相的各所述高压绕组和所述中压绕组下方，且各相低压绕组与对应的各相中压绕组和各相高压绕组之间设置有绝缘间隔；
4、油箱，所述铁心、所述高压绕组、所述中压绕组和所述低压绕组设置在所述油箱中，所述油箱中容纳有绝缘油。
5、在其中一个实施例中，所述低频变压器的工作频率不大于20hz。
6、在其中一个实施例中，各所述高压绕组的匝数固定。
7、在其中一个实施例中，所述绝缘间隔中设置有绝缘件。
8、在其中一个实施例中，还包括高压出线装置、中压出线装置和低压出线装置，其中，所述高压出线装置和所述中压出线装置包括电缆，所述低压出线装置为空气电缆盒或插拔式结构。
9、在其中一个实施例中，还包括定位件，所述定位件与所述铁心和所述油箱的内壁连接，用于限制所述铁心和所述油箱的相对移动。
10、在其中一个实施例中，所述主柱、旁柱和铁轭由晶粒取向冷轧硅钢片叠积组成。
11、在其中一个实施例中，所述低压绕组为连续式绕组。
12、在其中一个实施例中，所述连接件包括夹件、上梁和侧梁；其中，所述夹件通过螺栓连接各相所述主柱、所述旁柱和所述铁轭，用于固定所述主柱、所述旁柱和所述铁轭，所述上梁与各所述主柱和旁柱的顶端固定连接，所述侧梁与所述上梁垂直组成框架结构，用于为所述铁心和所述绕组提供侧面支撑。
13、第二方面，提供了一种海上风力发电系统，所述海上风力发电系统与电网连接，包括：
14、风力发电机和风机电压输出子系统；以及，
15、如第一方面或第一方面任一实施方式中所述的低频变压器，所述低频变压器用于将所述风力发电机输出的电能升压后输送至所述电网。
16、上述低频变压器和海上风力发电系统，通过三相五柱结构能够有效地均衡变压器中的磁通分布，旁柱通过连接件与主柱形成完整的磁路，减少了磁通漏损，优化了铁心的磁通路径，提高了变压器的效率，可以减少部过热和损耗，高压绕组、中压绕组和低压绕组在同相主柱上的同心套设能够减少绕组之间的耦合电抗和漏磁通，从而降低电磁损耗，还能够更好地控制绕组之间的电场分布，减少局部的电场强度，提高变压器的耐压水平和安全性，将低压绕组置于高压和中压绕组的下方，并且在低压绕组和高、中压绕组之间设置绝缘间隔，可以改善各绕组之间的磁耦合关系，使中压绕组和高压绕组对低压绕组的阻抗均显著变大，低压绕组抗短路能力大大提升，还可以有效地管理绕组的热量分布，可以减少不同电压等级绕组之间的热耦合，降低温升，并在热膨胀或机械应力作用下保持绕组的稳定性，从而可以降低的变压器的磁饱和风险，提升变压器性能。
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1.一种低频变压器，其特征在于，所述变压器为三相五柱结构，包括：
2.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，所述低频变压器的工作频率不大于20Hz。
3.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，各所述高压绕组的匝数固定。
4.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，所述绝缘间隔中设置有绝缘件。
5.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，还包括高压出线装置、中压出线装置和低压出线装置，其中，所述高压出线装置和所述中压出线装置包括电缆，所述低压出线装置为空气电缆盒或插拔式结构。
6.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，还包括定位件，所述定位件与所述铁心和所述油箱的内壁连接，用于限制所述铁心和所述油箱的相对移动。
7.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，所述主柱、旁柱和铁轭由晶粒取向冷轧硅钢片叠积组成。
8.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，所述低压绕组为连续式绕组。
9.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，所述连接件包括夹件、上梁和侧梁
10.一种海上风力发电系统，其特征在于，所述海上风力发电系统与电网连接，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种低频变压器，其特征在于，所述变压器为三相五柱结构，包括：
2.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，所述低频变压器的工作频率不大于20hz。
3.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，各所述高压绕组的匝数固定。
4.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，所述绝缘间隔中设置有绝缘件。
5.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，还包括高压出线装置、中压出线装置和低压出线装置，其中，所述高压出线装置和所述中压出线装置包括电缆，所述低压出线装置为空气电缆盒或插拔式结构。
6.根据权利要求1所述的低频变压器，其特征在于，还包括定位件，所述定位件与所述铁心和所述油箱...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁澔如，胡益波，鲍加新，郭浩，肖长河，唐云辉，苏宇辉，何海江，熊锋，付丛，
申请(专利权)人：特变电工衡阳变压器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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