[发明专利]风力发电用机舱内置式变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器，特别是涉及一种风力发电用机舱内置式变压 器，属于风电设备技术领域。

背景技术

风能是一种可再生的绿色环保型能源，在全球能源短缺和环境污染日益 严重的情况下有效开发和利用风力发电，无论在经济效益还是在社会效益， 其发展前景都是可观的。随着我国风力发电技术的发展，单机发电容量越来 越大，在有效的风场面积内，单机发电容量越大其效率越高，每平方米输出 能量更高。由于单机容量的增加，发电和变电的模式也必然发生变化，研制 在机舱内使用的变压器是势在必行的。

现有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，而研制开发新结构的机舱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，针对现有的风电 变电站采用与机舱和塔筒分离的外置式安装方式所存在的缺陷：由于有土建 等工程造成成本增加、连接电缆长造成线路损耗增加、相隔距离远操作的协 调性及控制的可靠性差、变压器密封性能差易污染环境、结构松散占地面积 大等，提供一种适合风力发电机机舱内置式安装的、结构紧凑、重量轻、占 地面积小、节省投资、运行成本低、维护方便、环保性能优良的风力发电用 机舱内置式变压器(变电站的高压和低压单元省略)。这种风力发电用机舱 内置式变压器属于三相五柱壳式结构的油浸变压器，可以满足风力发电机舱 内置使用要求，具有全绝缘、全密封、电气性能稳定、机械性能好、耐候性 好、连接方便可靠、防潮、防尘的特点。

本发明给出的技术方案是：这种风力发电用机舱内置式变压器，包括有 油箱、铁芯、三相绕组、外引接头和绝缘系统，其特点是

所述的变压器器身为卧式；

所述的铁芯为卧式放置的三相五柱铁芯结构，其中铁芯由左右边柱铁 芯、上下轭铁、三个中柱铁通过搭接叠码构成五柱式铁芯结构，其中三个中 柱铁上分别套装三相绕组；五柱式铁芯用纵向拉螺杆和旁拉螺杆，通过上下 两对夹件把五柱式铁芯卡紧固定；

所述的三相绕组内层是低压线圈，为圆筒式线圈，绕制完成后铺设油道 撑条，再同步绕制高压线圈，保证高、低压线圈的同心度和紧实度；

所述的油箱壳体为厚钢板弯折的框架，外焊波纹片，与箱盖采用胶条密 封：

所述的外引接头为肘型电缆终端插接器；

所述的绝缘系统为固液混合绝缘系统，其中

固体绝缘部分中的与导体直接相邻部位采用耐高温的H级固体绝缘材 料-芳香族聚酰胺纸(180℃)，固体绝缘部分中的其它相对远离导线的部位 采用F级绝缘材料(155℃)；

液体绝缘为H120HFX型高燃点绝缘油。

为更好的实现本发明的目的，所述的油箱壳体内部喷涂聚氨脂漆，油箱 壳体外部经前处理后喷涂环氧底漆和丙烯酸聚氨脂漆，以达到三防效果。

为更好的实现本发明的目的，满足风力发电机机舱内震动环境要求，所 述的变压器器身与油箱壳体内壁之间充填有聚酰亚胺材料的垫块，保证变压 器的器身与壳体内壁之间不串动，不位移。

在本发明给出的上述技术解决方案中主要解决了以下几方面的问题：

1.改变变压器长、宽、高尺寸比例，使之符合机舱的矮、窄、长安装 的空间位置特点要求：

采用壳式变压器结构，即变压器器身卧式结构，把高度降低；采用三相 五柱式铁芯结构，把宽度变窄，长度增长；同时采用波纹油箱的壳体，节省 片式散热器，使结构紧凑体积小。

2.变压器缩小体积、减少重量，使之符合机舱内置(高空安装、运行) 的动力学要求：