一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器的制作方法

1.本发明涉及变压器制造技术领域，特别涉及一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器。


背景技术：

2.全球风力发电随着技术演进，风力发电功率逐渐增加，大型风力发电可分为陆域风电与离岸风电两类，其中离岸风电发展占整体市场规模逐渐增大。柔性直流输电是一种新型直流输电技术，该技术符合海上发电场长距离输电的要求，已成为离岸风电的海上风电场联网首选技术。但是，目前的直流输电技术因海上平台空间有限等问题受到制约，在抗振动，抗变形，高防腐，免维护等方面依旧存在弊端。因此，急需一种能不受海上平台空间有限的制约及满足抗振动、抗变形、高防腐、免维护等要求的全新的柔性直流联接变压器。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器，以实现不受海上平台空间有限的制约及满足抗振动、抗变形、高防腐、免维护等要求。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器，包括油箱、三相线圈器身、网侧三相出线装置升高座、网侧插拔头终端、阀侧三相出线装置升高座及阀侧插拔头终端，其中三相线圈器身设置于油箱内；
6.所述网侧三相出线装置升高座设置于所述油箱的上方，用于所述三相线圈器身的a、b、c相的出线；所述网侧插拔头终端设置于所述网侧三相出线装置升高座的出线端；
7.所述阀侧三相出线装置升高座设置于所述油箱的一侧，用于所述三相线圈器身的a、b、c相的出线；所述阀侧插拔头终端设置于所述阀侧三相出线装置升高座的出线端。
8.所述三相线圈器身包括铁芯及缠绕于铁芯上的三相线圈；所述三相线圈包括a相线圈、b相线圈及c相线圈，所述a相线圈、b相线圈及c相线圈结构相同，均包括网线圈及设置于网线圈外侧的阀线圈，所述网线圈与所述网侧三相出线装置升高座连接；所述阀线圈与所述阀侧三相出线装置升高座连接。
9.所述三相线圈中的网线圈三相星接；所述三相线圈中的阀线圈三相角接。
10.所述网侧三相出线装置升高座包括依次排列的网侧a相出线装置升高座、网侧b相出线装置升高座及网侧c相出线装置升高座；
11.所述网线圈的首端引出线穿过相对应的网侧a相出线装置升高座、网侧b相出线装置升高座或网侧c相出线装置升高座与所述网侧插拔头终端连接。
12.所述网线圈的首端引出线上套设有网侧油-油套管。
13.所述阀侧三相出线装置升高座包括阀侧a相出线装置升高座、阀侧b相出线装置升高座及阀侧c相出线装置升高座；
14.所述阀线圈的引出电缆穿过所述阀侧a相出线装置升高座、阀侧b相出线装置升高
座或阀侧c相出线装置升高座后与所述阀侧插拔头终端连接。
15.所述引出电缆上套设有阀侧油-油套管。
16.所述引出电缆上还套设有位于所述阀侧油-油套管两侧的铝管ⅰ和铝管ⅱ。
17.所述网侧插拔头终端的端部放置网侧均压球进行屏蔽；所述阀侧插拔头终端的端部放置阀侧均压球进行屏蔽。
18.所述油箱与所述网侧三相出线装置升高座相对应的内侧壁设有网侧油箱磁屏蔽；
19.所述油箱与所述阀侧三相出线装置升高座相对应的内侧壁上设有阀侧油箱磁屏蔽和位于阀侧油箱磁屏蔽上方的油箱铜屏蔽。
20.本发明的优点及有益效果是：
21.本发明提供的一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器为三相变压器，阀侧电压等级
±
400kv，绝缘水平达500kv等级，整体结构绝缘水平高，该绝缘等级下，三相角型连接为首次开发设计，实现重大技术突破。
22.本发明的一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器，为目前容量最大的离岸型柔性直流联接变压器,对促进海上风电的发展具有重大意义。
23.本发明一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器，具有不小于10分钟的过负荷能力，产品各项性能指标的优越，产品的可靠性高。
24.本发明一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器，具有紧凑的设计结构、优异的防腐和抗振动能力，可实现设备远程监控、故障报警等功能，适用于无人值守的海上换流站。
附图说明
25.图1为本发明海上风电用离岸型柔性直流联接变压器的俯视图；
26.图2为本发明海上风电用离岸型柔性直流联接变压器的阀侧引线角接连线示意图；
27.图3为本发明海上风电用离岸型柔性直流联接变压器的内部绕组排列及网、阀出线装置内部接线示意图；
28.图4为本发明海上风电用离岸型柔性直流联接变压器的接线原理图。
29.图中：1为油箱箱盖，2为中性点套管，3为网侧a相出线装置升高座，4为网侧b相出线装置升高座，5为网侧c相出线装置升高座，6为阀侧a相出线装置升高座，7为阀侧b相出线装置升高座，8为阀侧c相出线装置升高座，9为储油柜，10为水冷系统，11为阀侧油-油套管，12为网侧油-油套管，13为油箱，14为阀线圈，15为网线圈，16为网侧插拔头终端，17为网侧均压球，18为阀侧插拔头终端，19为阀侧均压球，20为铝管ⅰ，21为引出电缆，22为铝管ⅱ，23为铝管ⅲ，24为拉手引线电缆，25为拉手处等位线，26为油箱铜屏蔽，27为网侧油箱磁屏蔽，28为阀侧油箱磁屏蔽，29为铁芯。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
31.如图1-2所示，本发明提供的一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器，包括油
箱13、三相线圈器身、网侧三相出线装置升高座、网侧插拔头终端16、阀侧三相出线装置升高座及阀侧插拔头终端18，其中三相线圈器身设置于油箱13内，网侧三相出线装置升高座设置于油箱13的上方，用于三相线圈器身的a、b、c相的出线；网侧插拔头终端16设置于网侧三相出线装置升高座的出线端；阀侧三相出线装置升高座设置于油箱13的一侧，用于三相线圈器身的a、b、c相的出线；阀侧插拔头终端18设置于阀侧三相出线装置升高座的出线端。
32.如图2-3所示，本发明的实施例中，三相线圈器身包括铁芯29及缠绕于铁芯29上的三相线圈；三相线圈包括a相线圈、b相线圈及c相线圈，a相线圈、b相线圈及c相线圈结构相同，均包括网线圈15及设置于网线圈15外侧的阀线圈14，网线圈15与网侧三相出线装置升高座连接；阀线圈14与阀侧三相出线装置升高座连接。
33.如图4所示，本发明的实施例中，三相线圈中的网线圈15三相星接；三相线圈中的阀线圈14三相角接。
34.如图2所示，本实施例中，网侧三相出线装置升高座包括依次排列的网侧a相出线装置升高座3、网侧b相出线装置升高座4及网侧c相出线装置升高座5；网线圈15的首端引出线穿过相对应的网侧a相出线装置升高座3、网侧b相出线装置升高座4或网侧c相出线装置升高座5与网侧插拔头终端16连接。
35.进一步地，网侧插拔头终端16的端部放置网侧均压球17进行屏蔽。
36.进一步地，网线圈15的首端引出线上套设有网侧油-油套管12。
37.如图2所示，本实施例中，阀侧三相出线装置升高座包括阀侧a相出线装置升高座6、阀侧b相出线装置升高座7及阀侧c相出线装置升高座8；阀线圈14的引出电缆21穿过阀侧a相出线装置升高座6、阀侧b相出线装置升高座7或阀侧c相出线装置升高座8后与阀侧插拔头终端18连接。
38.进一步地，阀侧插拔头终端18的端部放置阀侧均压球19进行屏蔽。
39.进一步地，引出电缆21上套设有阀侧油-油套管11。引出电缆21上还套设有位于阀侧油-油套管11两侧的铝管ⅰ20和铝管ⅱ22。
40.本实施例中，油箱13与网侧三相出线装置升高座相对应的内侧壁设有网侧油箱磁屏蔽27；油箱13与阀侧三相出线装置升高座相对应的内侧壁上设有阀侧油箱磁屏蔽28和位于阀侧油箱磁屏蔽28上方的油箱铜屏蔽26。
41.具体地，网侧a相出线装置升高座3、网侧b相出线装置升高座4、网侧c相出线装置升高座5、中性点套管2和储油柜9布置在油箱13的箱盖1顶部，阀侧a相出线装置升高座6、阀侧b相出线装置升高座7及阀侧c相出线装置升高座8布置在油箱13的长轴侧壁上，水冷系统10落地集中放置，布置在油箱13短轴侧，水冷系统10可实现随变压器本体油箱13整体起吊。因海上平台空间限制，联接变外形尺寸和重量均不能太大，需合理布置各部分结构。
42.本实施例中，本发明提供的一种海上风电用离岸型柔性直流联接变压器采用三相双绕组方案，铁芯29为三相五柱式结构，三柱上所有线圈均为左绕向。线圈排列顺序为铁芯29-网线圈15-阀线圈14，网侧绕组220kv绝缘等级，网线圈15三相星接，各相首端由箱盖1引出后与网侧油-油套管12连接，通过网侧三相出线装置升高座后由网侧插拔头终端16引出。
43.阀线圈14三相角接，由油箱13箱壁引出后与阀侧油-油套管11连接，通过阀侧三相出线装置升高座后由阀侧插拔头终端18引出。阀侧电压等级为
±
400kv，结合各项技术参数，阀线圈14首末端需按500kv绝缘水平设计，且三相角接。为满足该要求，阀线圈14采用特
殊结构，阀侧引线整体采用铝管屏蔽结构，屏蔽铝管外包厚绝缘，引线电缆21、拉手引线电缆24均采用铜编织带。阀线圈14首末端角内出线端部辐向水平引出后与拉手引线电缆24上下拉手连接，通过铝管ⅲ23屏蔽结构实现角接，拉手处引出等位线25与铝管ⅲ23连接。阀线圈14角外出线在首端线段内辐向水平引出后与引线电缆21连接，采用铝管22屏蔽结构与阀侧油-油套管11连接。该结构的设计方便操作，电场屏蔽效果好，在满足绝缘距离的情况下，合理选择引线电缆材料和电密取值等，保证了产品的可靠性。
44.因产品容量大，且需具有不小于10分钟1.5倍过负荷能力，油箱13采用磁屏蔽与铜屏蔽相结合方式，网侧箱壁垂直放置条形的网侧油箱磁屏蔽27，阀侧箱壁下部水平放置条形的阀侧油箱磁屏蔽28，上部放置铜屏蔽22，以此来有效控制漏磁，保证结构件温升满足要求。
45.本发明实施例的联接变出线方式为油-油套管 插拔头终端引出，本发明也适用于直接采用油-sf6套管引出结构，将油-油套管更换为油-sf6套管，取消网阀侧出线装置升高座及网阀插拔头终端即可。
46.本发明考虑海上平台空间有限，优化缩小了器身结构设计的同时满足抗振动、抗变形要求，可实现免维护的柔性直流联接变压器。
47.以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。