專利名稱：風電塔筒內置式變壓器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變壓器，特別是涉及一種性能優(yōu)越、結構新穎、用于風力發(fā)電主機
塔筒內置式的環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，屬于風電設備技術領域。
背景技術：
能源危機以來，人們的綠色環(huán)保意識得到加強，世界風電事業(yè)迅速發(fā)展，裝機容量 迅速增加，風電產(chǎn)業(yè)不斷擴大。風能是一種無毒、無污染的可再生的能源。目前，我國風電 獲得飛速發(fā)展，預計我國風力發(fā)電裝機容量2010年將達到5500萬KW， 2020年將達到1. 12 億KW，可見風力發(fā)電前景廣闊，作為風力發(fā)電的關鍵設備 一風電變壓器也有極大的發(fā)展空 間。 現(xiàn)在使用的風力發(fā)電變壓器由于發(fā)電機組單機容量較小，一般在1500KW以下，機
艙空間較小無法容納變電裝置，通常采用組合式變壓器在風場場地與發(fā)電機和塔筒分體安
裝，經(jīng)690KV低壓電纜連接，再經(jīng)變壓器升壓到10KV或35KV輸送到風場總變電站。這種方
式需要額外的土建工程的費用、變壓器設備容易接觸、維護和防護性能差、有滲漏和污染的
可能、環(huán)保性能和綠色能源開發(fā)利用不匹配，同時也無法在海上風場使用。 目前，風力發(fā)電機組的功率正在向2500KW以上發(fā)展，國外最大風力發(fā)電機組已發(fā)
展到6000KW，主機塔筒內置式變壓器將是風電發(fā)展方向。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術存在的上述不足，給出一種新型的風電塔筒內 置式變壓器，該風電塔筒內置式變壓器是針對當前風場變電站能源浪費、安裝運行可靠性 差、及發(fā)生土建費用、運行成本增加而給國家和用戶帶來經(jīng)濟損失等問題而設計的，屬于環(huán) 氧樹脂澆注干式變壓器。具有結構緊湊、壽命長、噪音小、免維護、高可靠性、無污染、局部放 電幾率近似于零、難燃防火及壽命終結后可回收利用等特點。 本發(fā)明給出的技術解決方案是這種風電塔筒內置式變壓器，包括低壓繞組、高 壓繞組、鐵芯、上夾件、下夾件，其結構要點是鐵芯設有上、下鐵軛，上、下鐵軛的左端之間 設置有左邊柱，左邊柱的上下兩端分別和上、下鐵軛的左端搭接，上、下鐵軛的右端之間設 置有右邊柱，右邊柱的上下兩端分別和上、下鐵軛的右端搭接；上、下鐵軛的中間部位設置 有中柱，中柱的上下兩端分別和上、下鐵軛的中間部位搭接，在左、右兩個邊柱和一個中柱 上分別裝設有整個繞組，整個繞組里層設置有低壓線圈，在低壓線圈的外層套裝高壓線圈， 在上、下鐵軛的前后兩面分別設置有上、下夾件并用螺栓固定，所述的低壓線圈采用銅箔繞 制，層間用匿D樹脂預浸漬的材料作為層間絕緣；所述的高壓線圈線圈布置在低壓線圈的 外層，高壓繞組相鄰的兩層之間裝設有一層作為絕緣材料的柔軟型網(wǎng)格布，在高壓線圈的 外圍裝設有作為外絕緣的無溶劑網(wǎng)格材料。 本發(fā)明給出的這種風電塔筒內置式變壓器選用優(yōu)質材料，使層間網(wǎng)格布的潤滑性 能得到巨大提升，最大限度消滅和降低了澆注空隙，從而增強了層間的絕緣強度，使局部放
3電的可能性明顯降低。鐵芯材料利用優(yōu)質冷軋的硅鋼片，降低變壓器的磁滯消耗，采用了無 溶劑網(wǎng)格外圍材料使極性物質的放電現(xiàn)象和積累電荷的能力有所降低，從而保證了本發(fā)明 能在高電壓的工頻電場中安全可靠運行，大大的降低了噪音的干擾。 本發(fā)明由于采用了無溶劑網(wǎng)格外圍材料和梯形線圈結構，可取消端部絕緣及其它 類似絕緣材料，進而保證了整體介質的一致性，使電場均勻。 本發(fā)明的低壓線圈采用箔式線圈，高壓線圈采用多層圓筒式線圈，同繞后正體進 行環(huán)氧樹脂澆注；環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器結構設計時，選用環(huán)氧樹脂作為固體絕緣，這種 絕緣技術本身賦予了變壓器運行時無油化、難燃防火、易于回收的環(huán)保特性；真空澆注技術 避免了線圈內產(chǎn)生氣泡，降低局放，提高產(chǎn)品壽命；線圈整體玻璃纖維加強，一體化澆注成 型，大大提高了產(chǎn)品抗突發(fā)短路能力；線圈的密封結構，使本發(fā)明具備防潮、隨時投運、耐 污、免維護等特點。 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為設計合理、構思富有創(chuàng)意、保持了同類產(chǎn)
品的優(yōu)點和技術性能外，還具有如下特點 (1)功率大、體積小、安裝只需較小的空間； (2)設計時對變壓器運行中可能發(fā)生的各種安全隱患給予必要的考慮并采取了相 應的技術保證和火災的檢測試驗，能阻燃自熄，毋須特殊的安全措施； (3)制作上采用新材料和獨特的線圈結構和精加工工藝，確保了整體介質的一致 性，運行安全、穩(wěn)定、可靠、壽命長、免維護、運行成本低； (4)屬于封閉系統(tǒng)，可安裝在靠近發(fā)電或用電設備的地方，從而減少了線路損耗 (饋電半徑小)。
(5)對環(huán)境不產(chǎn)生污染，沒有可燃或污染物泄漏的危險，即使發(fā)生火災或產(chǎn)生電弧 的情況下，也不會有危險氣體釋放，非常適用于潮濕和污染環(huán)境；
(6)過載能力強、局部放電量小、具有高效的抗短路能力； (7、)損耗低、效率高、溫度特性強、機械性能高、抗突發(fā)短路能力強，安裝便捷、無
需調試。
附圖為本發(fā)明給出的實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明的具體技術方案做進一步說明 圖中標記1.上鐵軛，2.下鐵軛，3.左邊柱，4.右邊柱，5.中柱，6.整個繞組，7.上 夾件，8.下夾件，9.殼體，IO.橫隔板，ll.肘型電纜終端插接器，12.低壓室，13.縱隔板隊， 14.高壓室，15.變壓器室。 如圖所示，這種風電塔筒內置式變壓器包括低壓繞組、高壓繞組、鐵芯、上夾件、下 夾件，其中鐵芯設有上鐵軛1、下鐵軛2、上鐵軛1和下鐵軛2之間左端設置有左邊柱3，左邊 柱3的上下兩端分別與上鐵軛1和下鐵軛2的左端搭接；上鐵軛1和下鐵軛2的右端設置 有右邊柱4，右邊柱4的上下兩端分別與上鐵軛1和下鐵軛2的右端搭接；上鐵軛1和下鐵 軛2的中間部位設置有中柱5，中柱5的上下兩端分別與上鐵軛1和下鐵軛2的中間部位搭接。其中整個繞組6分別套裝左邊柱3、右邊柱4、及中柱5上，整個繞組6的內層設置有低 壓繞組9，在低壓繞組9的外層設置有全絕緣高壓繞組10，在上鐵軛1和下鐵軛2的前后兩 面分別設置有兩個上夾件7和兩個下夾件8，并用螺桿卡緊固定。 低壓線圈9采用銅箔繞制，層間設置一層匿D樹脂預浸的絕緣材料進行絕緣。全 絕緣高壓線圈10在已繞制成型的低壓線圈9上采用同繞工藝繞制，高壓繞組10選用優(yōu)質 無氧銅電磁線，采用圓筒式結構進行繞制，高壓繞組10的層間裝設一層柔軟型網(wǎng)格布作為 絕緣材料，其網(wǎng)格規(guī)格為2X4mm，在高壓繞組10的外圍裝設有無溶劑網(wǎng)格材料。
在整個繞組6成型后將放入烘爐固化，然后將整個繞組6放在預熱爐中直到達到 15(TC的的澆注溫度，預熱好的整個繞組6移送到真空澆注室，當真空澆注室的真空度達到 50 100pa的規(guī)定值，將樹脂澆注在整個繞組6的模具中?；旌系臉渲扯容^低，可以填充 微小空隙，而且與柔軟型網(wǎng)格布和無溶劑網(wǎng)格材料及樹脂填料融為一體，固化成型后在外 表面形成細膩樹脂層，從而達到最低的局部放電水平，具有極強抗短路能力的變壓器線圈。
為適應塔筒環(huán)境，除變壓器具有防潮、防塵的密封性能外，變壓器高、低壓單元的 連接引線及接頭全部用緊縮管(帶)密封，無導線裸露；而變電站與外界的接線端子，一律 取消套管連接而采用性能優(yōu)越的肘型電纜終端插接器11，即密封又快捷可靠。
在本發(fā)明中，鐵芯是經(jīng)精心設計的，采用磁滯伸縮量最小的30ZH120晶粒取向高 導磁硅鋼片在全自動剪切設備上剪切，確保其剪切精度。同時，鐵芯結構采用單片、四步進、 縱向階梯疊片方式自動疊裝，從而保證單片疊裝的精度要求。為保證鐵芯總體剛度和強度， 采用新型隔磁鋼拉板、鋼拉帶結構，鐵芯采用縱向拉螺桿和旁卡螺桿，即可有效地卡緊鐵芯 疊片、使鐵芯成為穩(wěn)定的剛體，又可壓緊繞組，承擔器身吊運的載重。同時全部螺栓緊固件 采用碟形彈簧等防松結構，保證系統(tǒng)具有恒定的壓緊力。鐵芯采用全斜接縫同步步進式搭 接方式，可保證鐵芯的最佳性能和最低的噪音。
權利要求
一種風電塔筒內置式變壓器，包括低壓繞組、高壓繞組、鐵芯、上夾件、下夾件，其特征在于鐵芯設有上、下鐵軛，上、下鐵軛的左端之間設置有左邊柱，左邊柱的上、下兩端分別和上、下鐵軛的左端搭接，上、下鐵軛的右端之間設置有右邊柱，右邊柱的上、下兩端分別和上、下鐵軛的右端搭接，上、下鐵軛的中間部位設置有中柱，中柱的上下兩端分別和上、下鐵軛的中間部位搭接；在左、右兩個邊柱和一個中柱上分別裝設有整個繞組，整個繞組里層設置有低壓線圈，在低壓線圈的外層套裝高壓線圈，在上、下鐵軛的前后兩面分別設置有上、下夾件并用螺栓固定；所述的低壓線圈采用銅箔繞制，層間用DMD樹脂預浸漬的材料作為層間絕緣；所述的高壓線圈線圈布置在低壓線圈的外層，高壓繞組相鄰的兩層之間裝設有一層作為絕緣材料的柔軟型網(wǎng)格布，在高壓線圈的外圍裝設有作為外絕緣的無溶劑網(wǎng)格材料。
全文摘要
一種風電塔筒內置式變壓器，包括低壓繞組、高壓繞組、鐵芯，其結構要點是鐵芯設有上、下鐵軛，鐵軛的左、右端之間均設有邊柱，邊柱的上下兩端分別和鐵軛的左、右端搭接，鐵軛中間設有中柱，中柱的上下兩端分別和鐵軛的中間搭接，邊柱和中柱上分別裝有繞組，繞組里層設置低壓線圈，低壓線圈的外層套裝高壓線圈，在鐵軛前后兩面分別設有夾件，低壓線圈用銅箔繞制，層間用DMD樹脂預浸漬的材料作為層間絕緣；高壓繞組相鄰的兩層之間設有柔軟型網(wǎng)格布，高壓線圈的外圍設有無溶劑網(wǎng)格材料。本發(fā)明具有結構緊湊、壽命長、噪音小、免維護、高可靠性、無污染、局部放電幾率近似于零、難燃防火及壽命終結后可回收利用等特點。
文檔編號H01F27/32GK101740202SQ20081022893
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權日2008年11月21日
發(fā)明者貝曉東 申請人:沈陽福林特種變壓器有限公司;范基康