[實用新型]使用了Z型曲折繞組的風電機組變壓器

有效

• 申請號: 201020554011.1
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN201812650U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 芮守娟;張繼;李松強;楊松
• 申請（專利權）人: 華銳風電科技（集團）股份有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本實用新型涉及一種風電機組變壓器，尤其涉及一種使用了Z型曲折繞組的風電機組變壓器。

背景技術

近幾年來風力發電在整個發電領域內所占的比例在不斷地增加，由此，風力發電設備趨向于單臺裝機容量越來越大，電能質量要求也越來越高，尤其是風電不斷向海上和沿海方向發展，由于海上風電基礎建設、整機吊裝及維護費用相對陸上風電高，因而風機的效率以及可利用率對整個風力發電系統具有重要意義。風力發電系統朝著大功率方向發展，3MW及以上風電機組的輸電線路的電流較大，為進一步合理化設計，因此發電機電壓等級一般為中壓，為保證風力發電機組的內部用電，因此超大功率風力發電機組的并網變壓器通常采用三繞組Dyn11zn0方案。

近年來，隨著輸電線路絕緣水平的提高，雷擊變壓器的事故相應地增多了。國產變壓器的雷擊損壞率幾乎很高，因而對變壓器的耐雷性能提出了更高的要求。在配電系統中，有相當比例的配電變壓器其零線電流超過允許不平衡率。這樣使得變壓器的損耗增加，為降低線損，提高電能傳輸效率，必須定期測量變壓器的低壓負荷，并進行調整使之基本平衡。很顯然這是一個經常性、較復雜的和量大的工作。上述問題的產生，在很大程度上與所選用的變壓器的連接方法有關。我國過去對變壓器繞組只規定Y、Δ聯結法，未列入z聯結法。

發明內容

本實用新型的主要目的在于提供一種使用了Z型曲折繞組的風電機組變壓器，解決耐雷性能、三相負荷不平衡時運行情況、三次諧波等方面的不足。

本實用新型提供了一種使用了Z型曲折繞組的風電機組變壓器，所述風電機組變壓器的低壓繞組上的每一相繞組分為上一半低壓繞組和下一半低壓繞組，一相的上一半低壓繞組依次和下一相的下一半低壓繞組反接串聯，組成新的一相，每一下一半低壓繞組的起端連接在一起作為中心。

實施時，所述風電機組變壓器的高壓側和低壓側的容量不均衡。

實施時，任意時刻低壓側兩線圈的總容量小于高壓側的容量。

與現有技術相比，本實用新型所述的使用了Z型曲折繞組的風電機組變壓器，當雷擊發生時，因每個鐵心柱上的繞組分為匝數相等的上、下兩半，并且下半段是反接，所以其中流過的雷電流大小相等，方向相反。由于這種繞組的沖擊零序阻抗很小，所以雷電流在每一個鐵心柱上的總磁勢幾乎等于零，在此Z型曲折繞組中就不會產生感應高電壓，從而消除了過電壓，使中性點的電位大大降低。

附圖說明

圖1是5MW風電機組變壓器的Z型曲折繞組的應用圖；

圖2是本發明所述的使用于風電機組變壓器中的Z型曲折繞組的連接圖；

圖3是零序電流通過本發明所述的使用于風電機組變壓器中的的Z型曲折繞組時的示意圖。

具體實施方式

本實用新型主要解決耐雷性能、三相負荷不平衡時運行情況、三次諧波等方面的不足。

變壓器在運行中有時會遭遇過電壓。對配電變壓器以大氣過電壓的威脅最大，大氣過電壓又分雷擊過電壓和感應過電壓。這兩種過電壓是輸電線直接遭受雷擊，或由于雷擊的感應而產生的。一般說來，雷擊過電壓的幾率較高，且危害性較大。

在三相四線制低壓配電系統中運行的變壓器，三相負荷經常會出現不平衡的情況，有時甚至只有單相負載，或有一相短路。出現這些情況后，y聯結法的變壓器會在不同程度上產生中性點位移的現象，從而導致供電線路的過電壓。

如圖1所示，5MW風電機組變壓器的Z型曲折繞組的應用圖，該5MW風電機組變壓器適用于變速恒頻海上或沿海大功率風力發電機組，把風力發電機組定子出口6.3kV的電壓和轉子變頻器側0.69kV的電壓升壓到35kV，并連接到電網。

為了防止過電壓的危害，本發明提出了低壓繞組的z形聯結法。如圖2所示，將低壓繞組上的每一相繞組都分成兩半，把一相繞組上的上一半依次和下一相繞組的下一半反接串聯，組成新的一相，再把每一半繞組的下一半的起端a₂、b₂、c₂連在一起作為中心，這種連接稱為z型連接或曲折連接。

此種連接的優點是，當雷擊發生時，因每個鐵心柱上的繞組分為匝數相等的上、下兩半，并且下半段是反接，所以其中流過的雷電流大小相等，方向相反。由于這種繞組的沖擊零序阻抗很小，所以雷電流在每一個鐵心柱上的總磁勢幾乎等于零。

在此繞組中就不會產生感應高電壓，從而消除了過電壓，使中性點的電位大大降低。