变压器及风力发电机组的制作方法

本申请涉及风力发电领域，具体涉及一种变压器和风力发电机组。

背景技术：

1、变压器作为风力发电机组的核心设备，其运行过程中温度较高，直接影响设备寿命和可靠性。为了控制变压器的温度，传统变压器普遍采用油浸式冷却方案，即，在变压器壳体内填充矿物油或者合成脂类绝缘油，通过油液的自然对流或强制循环将热量传递至散热片。然而，该方案存在显著的局限性。首先是冷却效率不足，绝缘油主要依赖显热吸热，比热容有限，无法高效应对瞬时过载或热点温升；其次是，高温下油液可能分解产生可燃气体，增加内部压力，存在燃爆风险。

2、为提升冷却性能并提高运行安全性，有一部分变压器采用相变冷却技术，即，采用低沸点氟化液替代绝缘油。氟化液在受热后汽化吸收潜热，单位体积吸热量可达油液的5-10倍，蒸汽在冷凝器中液化回流，形成两相循环，能够大幅提升散热效率。然而，氟化液单价高昂，为传统绝缘油的20-50倍，尤其是对于大容量变压器，导致制造成本剧增。因此，如何降低变压器的制造成本是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、因此，本申请的目的在于提供一种变压器和风力发电机组，以降低变压器的制造成本。

2、本申请的第一方面实施例提供了一种变压器，变压器包括壳体、设置在壳体中的器身、容纳在所述壳体中的相变冷却液、以及填充在冷却液中的多个绝缘颗粒，其中，器身包括铁芯和缠绕在铁芯上的线圈。

3、根据本申请实施例的一个方面，多个所述绝缘颗粒具有至少两种大小不同的尺寸的绝缘颗粒。

4、根据本申请实施例的一个方面，绝缘颗粒的密度大于相变冷却液的密度。

5、根据本申请实施例的一个方面，变压器还包括至少一个柔性绝缘网兜，每个柔性绝缘网兜中分别兜住多个绝缘颗粒，柔性绝缘网兜由绝缘材料制成；或者，变压器还包括阻隔网，阻隔网的至少部分设置在线圈之间的间隙处和/或铁芯和线圈之间的间隙处。

6、根据本申请实施例的一个方面，柔性绝缘网兜中所有绝缘颗粒的平均密度大于相变冷却液的密度。

7、根据本申请实施例的一个方面，多个绝缘颗粒中的一部分的密度大于其他绝缘颗粒的密度。

8、根据本申请实施例的一个方面，绝缘颗粒自由填充在冷却液中，绝缘颗粒的尺寸大于线圈之间的间隙和铁芯和线圈之间的间隙。

9、根据本申请实施例的一个方面，多个绝缘颗粒设置在柔性绝缘网兜中，填充在柔性绝缘网兜中的多个绝缘颗粒的整体外形尺寸大于线圈之间的间隙和铁芯和线圈之间的间隙。

10、根据本申请实施例的一个方面，绝缘颗粒的形状为球形、圆柱形、椭圆形、立方形中的至少一种；和/或，绝缘颗粒由以下材料的一种或多种制成：陶瓷、环氧塑料、橡胶、玻璃或聚丙烯；和/或，相变冷却液为氟化液，所述氟化液的沸点为45-80度；和/或，绝缘颗粒的尺寸为3厘米-10厘米；和/或，绝缘颗粒的体积占绝缘颗粒和冷却液的总体积的范围为50%-80%。

11、根据本申请实施例的一个方面，绝缘颗粒在器身底部的填充率、在器身侧部的填充率、在器身上方的填充率依次降低。

12、根据本申请实施例的一个方面，绝缘颗粒填充在壳体的底部和/或角落和/或器身的外周。

13、根据本申请实施例的一个方面，绝缘颗粒具有预设的表面粗糙度ra，所述预设的表面粗糙度ra包括1.6μm~20μm范围内；或者，多个绝缘颗粒具有不同的表面粗糙度，填充在相对低温区域的绝缘颗粒的表面粗糙度大于填充在相对高温区域的绝缘颗粒的表面粗糙度，和/或，填充在壳体的底部的绝缘颗粒的表面粗糙度大于填充在壳体的中部和上部的绝缘颗粒的表面粗糙度。

14、根据本申请实施例的一个方面，变压器还包括冷凝器，冷凝器设置在壳体中，并位于器身上方。

15、本申请的另一方面实施例提供了一种风力发电机组，包含上述变压器。

16、根据本申请提供的变压器和风力发电机组，通过在变压器的相变冷却液中填充多个绝缘颗粒，减少冷却液的填充量，尤其是大容量变压器，降低变压器的制造成本。通过采用大小不同的绝缘颗粒，不仅能够适应不同的空间特点，还可以通过尺寸较小的绝缘颗粒填充尺寸较大的绝缘颗粒之间的间隙，从而提高绝缘颗粒的填充率。

1.一种变压器，其特征在于，所述变压器（10）包括壳体（11）、设置在所述壳体（11）中的器身（12）、容纳在所述壳体（11）中的相变冷却液（13）、以及设置在所述相变冷却液（13）中的多个绝缘颗粒（30），其中，所述器身（12）包括铁芯和缠绕在所述铁芯上的线圈。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，多个所述绝缘颗粒（30）包括至少两种不同的尺寸的绝缘颗粒（30）。

3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述绝缘颗粒（30）的密度大于所述相变冷却液（13）的密度。

4.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述变压器（10）还包括至少一个柔性绝缘网兜（20），每个所述柔性绝缘网兜（20）分别兜住多个绝缘颗粒（30）；或者，

5.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于，所述柔性绝缘网兜（20）中所有绝缘颗粒（30）的平均密度大于所述相变冷却液（13）的密度。

6.根据权利要求5所述的变压器，其特征在于，多个所述绝缘颗粒（30）中的一部分的密度大于其他绝缘颗粒（30）的密度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的变压器，其特征在于，所述绝缘颗粒（30）自由填充在所述相变冷却液（13）中，所述绝缘颗粒（30）的尺寸大于所述线圈之间的间隙以及所述铁芯和所述线圈之间的间隙。

8.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于，多个所述绝缘颗粒（30）设置在所述柔性绝缘网兜（20）中，填充在所述柔性绝缘网兜（20）中的多个绝缘颗粒（30）的整体外形尺寸大于所述线圈之间的间隙以及所述铁芯和所述线圈之间的间隙。

9.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述绝缘颗粒（30）的形状为球形、圆柱形、椭圆形、立方形中的至少一种；和/或，

10.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述绝缘颗粒（30）在所述器身（12）底部的填充率、在所述器身（12）侧部的填充率、在所述器身（12）上方的填充率依次降低。

11.根据权利要求10所述的变压器，其特征在于，所述绝缘颗粒（30）填充在所述壳体（11）的底部和/或角落和/或所述器身（12）的外周。

12.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述绝缘颗粒（30）具有预设的表面粗糙度ra，所述预设的表面粗糙度ra包括1.6μm~20μm范围内；或者，

13.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述变压器（10）还包括冷凝器（14），所述冷凝器（14）设置在所述壳体（11）中，并位于所述器身（12）上方。

14.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求1-13中任一项所述的变压器（10）。