本發明涉及海上風力發電領域，具體地說是一種66kv海上風力發電機用油浸式變壓器。

背景技術：

1、海上風力發電機用變壓器通常位于海上風車的機艙內，與陸上風力發電機用變壓器相比，海上風力發電機用變壓器在運行可靠性以及小型化等方面要求更加嚴格，而隨著海上風電的發展，大容量、高電壓風力發電機組已經成為了一種必然趨勢，發電機用變壓器容量將達到20mva以上，其對于抗短路能力、負載損耗等要求非常嚴格，而以往由于陸上風電裝機容量小，因此其通常采用小型容量變壓器，其線圈結構一般采用多層圓筒式線圈結構，但這種多層圓筒式線圈結構存在層間電壓梯度大、耐受沖擊能力差、線圈尺寸不好控制、繞組緊實度不夠、軸向上容易坍塌、抗短路能力差等缺點，其并不適用于大容量、高電壓的海上風力發電機組。

2、另外海上風力發電機用變壓器安裝在機艙內，葉片和葉輪的轉動、機艙內發電機、齒輪箱等自身的振動以及海浪、海風等環境因素引起的載荷都影響變壓器的安全運行，同時海上變壓器也不允許出現爆炸、漏油、燃燒等情況。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其提高了變壓器抗短路、抗振動、防爆等性能，同時也滿足變壓器小型化設計要求，能夠滿足海上風力發電的使用要求和安裝要求，其電壓等級可達66kv，容量可達20mva。

2、本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

3、一種66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，包括鐵芯、低壓線圈、高壓線圈和油箱，其中鐵芯、低壓線圈和高壓線圈均設于油箱內，并且所述低壓線圈套設于所述鐵芯的對應芯柱上，所述高壓線圈套設于對應的低壓線圈上，所述低壓線圈的高度h2大于所述高壓線圈的高度h1，并且所述低壓線圈為箔式線圈，所述高壓線圈包括由上到下依次設置的線圈上段、調壓分接段和線圈下段，其中所述調壓分接段為糾結連續繞制線圈，所述油箱的低壓側設有低壓套管與外部線纜連接，并且低壓線圈與對應的低壓套管連接，所述油箱的高壓側設有高壓套管與外部線纜連接，并且高壓線圈與對應的高壓套管連接。

4、所述線圈上段和線圈下段為連續繞制線圈，并且所述線圈上段和線圈下段均包括多個依次串聯的線圈段，所述調壓分接段包括多個正段和反段，并且各個線圈段、正段和反段的內徑和外徑均相同，各個線圈段、正段和反段沿著芯柱軸向疊加設置，所述正段和反段以及對應側正段和反段之間的糾線上均設有調壓分接端子。

5、所述低壓線圈包括多層由金屬箔繞對應芯柱軸向卷制設置的低壓線圈段，并且相鄰低壓線圈段之間設有軸向絕緣油道。

6、所述鐵芯通過上夾件和下夾件夾持固定于所述油箱內，其中所述油箱內部上側設有固定吊板，并且所述上夾件與所述固定吊板連接，所述油箱內側底部設有定位碗，并且所述下夾件下側設有定位軸與所述定位碗通過環氧樹脂澆筑固定，各相低壓線圈和高壓線圈上部均設有壓板。

7、所述油箱的箱壁外側設有加強鐵，并且所述加強鐵為環繞油箱兩側側壁和箱底的一體u型形狀，各個加強鐵外側邊沿通過背板連接，所述加強鐵上端設有變壓器安裝固定板。

8、所述油箱的高壓側設有第一壓力釋放閥，并且所述第一壓力釋放閥出油口通過波紋管與設于油箱外側的導油盒連接，所述油箱的低壓側下端設有第二壓力釋放閥，并且第二壓力釋放閥出油口與外部的導油管連接。

9、所述油箱的低壓側內壁上設有銅屏蔽。

10、所述油箱的低壓側設有低壓銅排，并且所述低壓線圈與對應低壓銅排的中部連接，所述低壓銅排兩端分別與對應的低壓套管連接。

11、所述油箱上設有儲油柜和氮氣箱，并且所述儲油柜通過管路與所述油箱連通，所述氮氣箱通過管路與對應的儲油柜連通。

12、所述高壓套管與t型前插頭配合插接，所述t型前插頭與外部電纜相連。

13、本發明的優點與積極效果為：

14、1、本發明的線圈組合能夠降低短路情況下對鐵芯端部鐵軛絕緣的作用力，其中內側低壓線圈h2高度大于外側高壓線圈高度h1會形成不平衡安匝并產生橫向漏磁分量和軸向電動力，而高壓線圈上下張力為向內，其對鐵軛絕緣軸向推力很小甚至為0，低壓線圈雖然上下張力為外向，但低壓線圈由于是由整張銅箔繞制形成，其受到的上下張力互相抵消，所以器身高低壓線圈整體的軸向力是減小的，這對提高變壓器抗短路能力有非常大的益處。

15、2、本發明可以滿足產品小型化的設計要求，其中高壓線圈中部的調壓分接段為糾結連續繞制線圈，其可以減少調壓分接區段數，進而縮小高壓線圈尺寸，這一方面可以保證外側高壓線圈高度h1小于內側低壓線圈高度h2，進而實現不平衡安匝產生橫向漏磁分量和軸向電動力，另一方面也可以減小整個線圈組合的高度，使器身小型化設計成為可能。

16、3、本發明由于容量達到20mva，低壓額定電流將達到1萬安培以上，其產生的漏磁引起的油箱及夾件等結構件渦流損耗非常大，因此本發明在油箱的低壓側內壁上設置銅屏蔽以降低漏磁引起的損耗，并且本發明低壓側引線結構為雙分路銅排和雙低壓套管結構，這可以將銅排載流降為額定電流的一半，進而使漏磁引起的損耗減少到原來的四分之一。

17、4、本發明通過上夾件和下夾件夾持固定鐵芯，并且上夾件與設于油箱內部上側的固定吊板固連，下夾件下側設有定位軸與油箱底板的定位碗進行環氧樹脂澆筑固定，這樣可以提高產品內部器身的抗振動性能，同時各相線圈上部均設有壓板以保證線圈壓緊并提高線圈軸向穩定性，另外本發明在油箱外側設有環繞兩側箱壁和箱底的呈一體u型的加強鐵，并且所述加強鐵外側邊沿通過背板連接，這可以避免油箱受到內部沖擊時發生撕裂，起到防爆效果，而加強鐵上端則設置變壓器安裝固定板實現變壓器的穩固安裝，這些結構可以大大降低葉片和葉輪的轉動、機艙內發電機、齒輪箱等自身的振動以及海浪、海風等環境因素引起的載荷等因素影響，滿足海上風力發電機的使用要求。

18、5、本發明在油箱外側設有壓力釋放閥、氮氣箱等結構以滿足海水變壓器的防爆防漏油等要求。

技術特征：

1.一種66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：包括鐵芯(1)、低壓線圈(2)、高壓線圈(3)和油箱(4)，其中鐵芯(1)、低壓線圈(2)和高壓線圈(3)均設于油箱(4)內，并且所述低壓線圈(2)套設于所述鐵芯(1)的對應芯柱上，所述高壓線圈(3)套設于對應的低壓線圈(2)上，所述低壓線圈(2)的高度h2大于所述高壓線圈(3)的高度h1，并且所述低壓線圈(2)為箔式線圈，所述高壓線圈(3)包括由上到下依次設置的線圈上段(301)、調壓分接段(302)和線圈下段(303)，其中所述調壓分接段(302)為糾結連續繞制線圈，所述油箱(4)的低壓側設有低壓套管(203)與外部線纜連接，并且低壓線圈(2)與對應的低壓套管(203)連接，所述油箱(4)的高壓側設有高壓套管(5)與外部線纜連接，并且高壓線圈(3)與對應的高壓套管(5)連接。

2.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述線圈上段(301)和線圈下段(303)為連續繞制線圈，并且所述線圈上段(301)和線圈下段(303)均包括多個依次串聯的線圈段(3011)，所述調壓分接段(302)包括多個正段和反段，并且各個線圈段(3011)、正段和反段的內徑和外徑均相同，各個線圈段(3011)、正段和反段沿著芯柱軸向疊加設置，所述正段和反段以及對應側正段和反段之間的糾線(3022)上均設有調壓分接端子(3021)。

3.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述低壓線圈(2)包括多層由金屬箔繞對應芯柱軸向卷制設置的低壓線圈段(201)，并且相鄰低壓線圈段(201)之間設有軸向絕緣油道(202)。

4.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述鐵芯(1)通過上夾件(101)和下夾件(102)夾持固定于所述油箱(4)內，其中所述油箱(4)內部上側設有固定吊板(103)，并且所述上夾件(101)與所述固定吊板(103)連接，所述油箱(4)內側底部設有定位碗(105)，并且所述下夾件(102)下側設有定位軸(104)與所述定位碗(105)通過環氧樹脂澆筑固定，各相低壓線圈(2)和高壓線圈(3)上部均設有壓板。

5.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述油箱(4)的箱壁外側設有加強鐵(406)，并且所述加強鐵(406)為環繞油箱(4)兩側側壁和箱底的一體u型形狀，各個加強鐵(406)外側邊沿通過背板(407)連接，所述加強鐵(406)上端設有變壓器安裝固定板(408)。

6.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述油箱(4)的高壓側設有第一壓力釋放閥(402)，并且所述第一壓力釋放閥(402)出油口通過波紋管(403)與設于油箱(4)外側的導油盒(404)連接，所述油箱(4)的低壓側下端設有第二壓力釋放閥(405)，并且第二壓力釋放閥(405)出油口與外部的導油管連接。

7.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述油箱(4)的低壓側內壁上設有銅屏蔽(401)。

8.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述油箱(4)的低壓側設有低壓銅排(204)，并且所述低壓線圈(2)與對應低壓銅排(204)的中部連接，所述低壓銅排(204)兩端分別與對應的低壓套管(203)連接。

9.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述油箱(4)上設有儲油柜(7)和氮氣箱(8)，并且所述儲油柜(7)通過管路與所述油箱(4)連通，所述氮氣箱(8)通過管路與對應的儲油柜(7)連通。

10.根據權利要求1所述的66kv海上風力發電機用油浸式變壓器，其特征在于：所述高壓套管(5)與t型前插頭(6)配合插接，所述t型前插頭(6)與外部電纜相連。

技術總結
本發明涉及一種66kV海上風力發電機用油浸式變壓器，包括鐵芯、低壓線圈、高壓線圈和油箱，其中鐵芯、低壓線圈和高壓線圈均設于油箱內，并且低壓線圈套置于鐵芯的對應芯柱上，高壓線圈套置于對應的低壓線圈上，低壓線圈的高度H2大于高壓線圈的高度H1，低壓線圈為箔式線圈，高壓線圈包括由上到下依次設置的線圈上段、調壓分接段和線圈下段，并且調壓分接段為糾結連續繞制線圈，油箱的低壓側設有低壓套管與外部線纜連接，并且低壓線圈與對應的低壓套管連接，油箱的高壓側設有高壓套管與外部線纜連接，并且高壓線圈與對應的高壓套管連接。本發明能夠滿足海上風力發電的使用要求和安裝要求，其電壓等級可達66kV，容量可達20MVA。

技術研發人員：付強,袁大勇,邱中舉,曲光磊,唐濤
受保護的技術使用者：特變電工沈陽變壓器集團有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28