[发明专利]风电塔筒内置式变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器，特别是涉及一种性能优越、结构新颖、用于风力发电主机塔筒内置式的环氧树脂浇注干式变压器，属于风电设备技术领域。

背景技术

能源危机以来，人们的绿色环保意识得到加强，世界风电事业迅速发展，装机容量迅速增加，风电产业不断扩大。风能是一种无毒、无污染的可再生的能源。目前，我国风电获得飞速发展，预计我国风力发电装机容量2010年将达到5500万KW，2020年将达到1.12亿KW，可见风力发电前景广阔，作为风力发电的关键设备--风电变压器也有极大的发展空间。

现在使用的风力发电变压器由于发电机组单机容量较小，一般在1500KW以下，机舱空间较小无法容纳变电装置，通常采用组合式变压器在风场场地与发电机和塔筒分体安装，经690KV低压电缆连接，再经变压器升压到10KV或35KV输送到风场总变电站。这种方式需要额外的土建工程的费用、变压器设备容易接触、维护和防护性能差、有渗漏和污染的可能、环保性能和绿色能源开发利用不匹配，同时也无法在海上风场使用。

目前，风力发电机组的功率正在向2500KW以上发展，国外最大风力发电机组已发展到6000KW，主机塔筒内置式变压器将是风电发展方向。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的上述不足，给出一种新型的风电塔筒内置式变压器，该风电塔筒内置式变压器是针对当前风场变电站能源浪费、安装运行可靠性差、及发生土建费用、运行成本增加而给国家和用户带来经济损失等问题而设计的，属于环氧树脂浇注干式变压器。具有结构紧凑、寿命长、噪音小、免维护、高可靠性、无污染、局部放电几率近似于零、难燃防火及寿命终结后可回收利用等特点。

本发明给出的技术解决方案是：这种风电塔筒内置式变压器，包括低压绕组、高压绕组、铁芯、上夹件、下夹件，其结构要点是：铁芯设有上、下铁轭，上、下铁轭的左端之间设置有左边柱，左边柱的上下两端分别和上、下铁轭的左端搭接，上、下铁轭的右端之间设置有右边柱，右边柱的上下两端分别和上、下铁轭的右端搭接；上、下铁轭的中间部位设置有中柱，中柱的上下两端分别和上、下铁轭的中间部位搭接，在左、右两个边柱和一个中柱上分别装设有整个绕组，整个绕组里层设置有低压线圈，在低压线圈的外层套装高压线圈，在上、下铁轭的前后两面分别设置有上、下夹件并用螺栓固定，所述的低压线圈采用铜箔绕制，层间用DMD树脂预浸渍的材料作为层间绝缘；所述的高压线圈线圈布置在低压线圈的外层，高压绕组相邻的两层之间装设有一层作为绝缘材料的柔软型网格布，在高压线圈的外围装设有作为外绝缘的无溶剂网格材料。

本发明给出的这种风电塔筒内置式变压器选用优质材料，使层间网格布的润滑性能得到巨大提升，最大限度消灭和降低了浇注空隙，从而增强了层间的绝缘强度，使局部放电的可能性明显降低。铁芯材料利用优质冷轧的硅钢片，降低变压器的磁滞消耗，采用了无溶剂网格外围材料使极性物质的放电现象和积累电荷的能力有所降低，从而保证了本发明能在高电压的工频电场中安全可靠运行，大大的降低了噪音的干扰。

本发明由于采用了无溶剂网格外围材料和梯形线圈结构，可取消端部绝缘及其它类似绝缘材料，进而保证了整体介质的一致性，使电场均匀。

本发明的低压线圈采用箔式线圈，高压线圈采用多层圆筒式线圈，同绕后正体进行环氧树脂浇注；环氧树脂浇注干式变压器结构设计时，选用环氧树脂作为固体绝缘，这种绝缘技术本身赋予了变压器运行时无油化、难燃防火、易于回收的环保特性；真空浇注技术避免了线圈内产生气泡，降低局放，提高产品寿命；线圈整体玻璃纤维加强，一体化浇注成型，大大提高了产品抗突发短路能力；线圈的密封结构，使本发明具备防潮、随时投运、耐污、免维护等特点。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：设计合理、构思富有创意、保持了同类产品的优点和技术性能外，还具有如下特点：

(1)功率大、体积小、安装只需较小的空间；

(2)设计时对变压器运行中可能发生的各种安全隐患给予必要的考虑并采取了相应的技术保证和火灾的检测试验，能阻燃自熄，毋须特殊的安全措施；

(3)制作上采用新材料和独特的线圈结构和精加工工艺，确保了整体介质的一致性，运行安全、稳定、可靠、寿命长、免维护、运行成本低；

(4)属于封闭系统，可安装在靠近发电或用电设备的地方，从而减少了线路损耗(馈电半径小)。

(5)对环境不产生污染，没有可燃或污染物泄漏的危险，即使发生火灾或产生电弧的情况下，也不会有危险气体释放，非常适用于潮湿和污染环境；