逆变器以及变压器一体机的制作方法

本实用新型涉及一种配电设备，尤其涉及一种逆变器以及变压器一体机。
背景技术：
：本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。在一些发电领域，例如光伏发电，需要使用逆变器和变压器。传统的逆变器和变压器为独立的设备，在实际使用时，需要分别进行土建施工以安装逆变器和变压器，施工繁琐，而且逆变器与变压器之间的距离较大，电气线路长，不利于连接。而且现有的变压器采用矿物油冷却，矿物质油具有燃点较低、降解时间慢的特点，会限制变压器的使用范围。另外，目前的变压器绕组一般采用铝线或者铜线，铝线的抗短路能力比较低，而铜线的损耗大、噪音大、而且费用昂贵。技术实现要素：有鉴于此，有必要提供一种逆变器以及变压器一体机，一体化集成、成本低、节能环保、性能优越。本实用新型提供的一种逆变器以及变压器一体机，包括至少一逆变器、至少一变压器、以及集装架，所述至少一逆变器与所述至少一变压器一体化安装于所述集装架上，所述至少一逆变器的输出端与所述至少一变压器的输入端通过导线电连接，所述变压器包括铁芯、绕组以及油冷却系统，所述绕组采用铝合金制作，所述油冷却系统所采用的冷却介质为植物油。进一步的，所述铝合金为铝锆合金。进一步的，所述集装架上设有第一安装区和第二安装区，所述至少一逆变器安装于第一安装区，所述至少一变压器安装于第二安装区，所述第一安装区和第二安装区之间设有隔板，所述隔板上开设有开口，连接所述至少一逆变器的导线穿过所述开口与所述至少一变压器电连接。进一步的，所述导线外设有护罩。进一步的，在所述集装架上设有至少一个箱体，每一所述箱体具有至少一箱门，所述至少一逆变器安装于一所述箱体内，和/或，所述至少一变压器安装于一所述箱体内。进一步的，所述一体机还包括交流配电柜，所述交流配电柜设于安装有所述至少一逆变器的箱体内，所述至少一逆变器的输出端电连接所述交流配件柜后与所述至少一变压器的输入端电连接。进一步的，所述一体机还包括设于一所述变压器上的附件盒，所述附件盒里装配有电器组件，所述至少一变压器的输出端电连接至所述电器组件后电连接至电网。进一步的，所述电器组件包括熔断器、负荷开关、隔离开关、防雷器。进一步的，所述变压器为三相变压器，所述变压器还包括压紧于所述绕组顶部的上铁轭垫块、压紧于所述绕组底部的下铁轭垫块、压紧所述铁芯的上铁轭的上夹件、以及压紧所述铁芯的下铁轭的下夹件，所述上夹件设于所述上铁轭垫块上方，所述下夹件设于所述下铁轭垫块的下方，在所述上夹件和上铁轭垫块之间、在所述下夹件和所述下铁轭垫块之间分别设置有硅钢片。进一步的，所述铁芯的上铁轭的与所述绕组之间、以及所述铁芯的下铁轭与所述绕组之间均设置有铁轭隔板，所述铁轭隔板的至少一端设有缺口，所述缺口内容置有柱体。本实用新型提供的一体机，将变压器和逆变器一体化集成，不仅能够减少现场安装时间、降低施工成本，而且变压器和逆变器之间的电气线路短，尤其能够缩短逆变器输出端与变压器输入端的导线连接长度，提高变压器和逆变器之间的连接可靠性以及降低损耗，变压器的绕组采用铝锆合制作，冷却介质采用植物油，具有抗短路能力好、性能优越、节能环保、造价相对较低的优点。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本实用新型的一体机的一方向立体示意图。图2示出了本实用新型的一体机的另一方向立体示意图。图3示出了变压器的主视图。图4示出了器身的结构示意图。图5示出了图4的III-III剖视图。图6示出了图5的部分的结构示意图。图7示出了铝锆合金、铜及铝的屈服强度与温度的曲线图。图8示出了器身的俯视图。图9示出了铁轭撑板的结构示意图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。附图中显示的连接仅仅是为便于清晰描述，而并不限定连接方式。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。图1示出了本实用新型的一体机200的结构示意图。所述一体机200包括至少一变压器100、至少一逆变器101、交流配电柜102、附件盒103、集装架104、以及散热器105，所述至少一变压器100以及所述至少一逆变器101均安装与所述集装架104上，形成一体化集成设备。在本实施方式中，一体机200可包括一变压器100以及两个逆变器101，所述附件盒103可安装于所述变压器100上，所述附件盒104内可安装有电器组件，所述电器组件可以包括熔断器、负荷开关、隔离开关、防雷器中的一种或者多种。所述至少一逆变器101的输出端可与交流配电柜102连接，所述交流配电柜102的输出端与至少一变压器100连接，所述至少一变压器100的输出端与附件盒103内的电器组件连接后输入至电网中。所述一体机200可应用于光伏发电，应当理解的是，所述一体机还可以用于其他可能的发电领域。当应用于光伏发电时，光伏发电组件能够将直流电输入至逆变器101，经逆变器101转化为交流电后输入至变压器100中，经过变压器100升压后输入至附件盒内的电器组件后输入至电网中，或者可以直接经过变压器100升压后输入至电网中。所述集装架104可包括底座1041、设置在底座1041四个角上的支撑柱1042、以及通过四个支撑柱1042支撑的顶板1043，所述底座1041和所述顶板1043之间构成安装空间。所述安装空间可分为第一安装区和第二安装区，可在第一安装区和第二安装区之间设置隔板1044。第一安装区可用于安装逆变器，第二安装区可用于安装变压器，以此将逆变器和变压器间隔开。可在支撑柱1042之间设置侧板1045，侧板1045与底座1041、顶板1043、隔板1044可将第一安装区A和/或第二安装区B构成箱体，可在箱体上设置箱门，方便于工作人员进入箱体内检查逆变器101或变压器100，当构成两个箱体时，逆变器101可安装于一的箱体内，变压器100安装于另一的箱体内。本实施方式中，第一安装区A为箱体，第二安装区B为框架结构而不为箱体，如此方便于变压器100的散热、并且能够保证逆变器101在工作中的安全，所述交流配电柜102可设置于安装有逆变器101的箱体内。为了方便于逆变器101的散热，可在隔板1044或者侧板1045上开设百叶窗1046。在所述隔板1044上还开设有开口1047，连接所述逆变器101的导线可穿过所述开口1047与所述至少一变压器100电连接，可在导线外设有护罩。为了方便于变压器100的散热，可在变压器100上安装所述散热器105。应当理解的是，所述变压器100可以是油浸式变压器，也可以是干式变压器或者气体绝缘变压器，所述变压器100还可以是单相变压器或者是三相变压器。本实施方式中，以油浸式的三相变压器为例进行说明，应当理解的是，本实用新型的变压器的具体结构还可以相应地适用于其他类型的变压器中。请参阅图3和图4，所述变压器100可以包括油箱110以及设置在油箱110内的器身120。可在油箱110外可设置油位计31、排油管32、低压套管33以及高压套管34，所述油位计31可用于查看油箱110内的油量，所述排油管32可用于将油箱110内的冷却油排出。所述器身120包括铁芯10以及绕组20。所述铁芯10可以采用硅钢片制成，空载损耗小，空载损耗水平甚至能够达到14型，空载电流和空载噪音远优于标准要求。所述铁芯10可包括三个柱体11、连接于三个柱体11的一端的上铁轭12以及连接于三个柱体11的另一端的下铁轭13。每一柱体11外设置一所述绕组20。每一所述绕组20均可以包低压绕组21和高压绕组22，其中，所述低压绕组21和所述高压绕组22可采用铝合金制成。所述低压绕组21设置于所述柱体11外，所述高压绕组22设置于所述低压绕组21外。所述低压套管33连接所述低压绕组21，所述高压套管34连接所述高压绕组22。在所述低压绕组21和所述柱体11之间还可以设置一层围板30，围板30将低压绕组21和柱体11间隔开。在所述低压绕组21和所述柱体11之间，和/或，在所述低压绕组21和所述高压绕组22之间设置有油道40，所述油道40可与油箱110连通。请参阅图5，在本实施方式中，在所述在低压绕组21和所述柱体11之间以及在所述低压绕组21和所述高压绕组22之间均设置有油道40，设置于低压绕组21和柱体11之间的油道可为低压半油道41，设置于低压绕组21和高压绕组22之间的油道40可以包括主空道42和高压半油道43。在本实施方式中，所述低压半油道41可以设置在低压绕组21和围板30之间，所述低压半油道41贴近所述低压绕组21的内侧。在本实施方式中，所述主空道42贴近所述低压绕组21的外侧，所述高压半油道43贴近所述高压绕组22的内侧。请参阅图6，在所述柱体11与所述低压绕组21之间，还可以设置若干的撑板31和/或若干的撑条32，通过所述撑板31和/或所述撑条32，能过填充所述柱体11与所述低压绕组21之间的缝隙，让绕组20紧固在柱体11外，提高绕组20与柱体11的结合强度。在本实施方式中，所述撑板31和/或所述撑条32可以设置在所述柱体11和所述围板30之间。在所述油箱110以及油道40中填充有植物油，采用植物油作为冷却系统的冷却介质。所述植物油可以是食用植物油，或者可以在食用植物油中添加食品级性能增强添加剂配置而成。植物油可以是豆油、菜籽油中的一种或者多种等，应当理解的是，所述植物油还可以包括其他种类。请参阅表1以及表2所示，表1为植物油与高燃点矿物油及有机硅液体的理化特性比较表，表2为植物油与高燃点矿物油及有机硅液体的电性能比较表。表1植物油与高燃点矿物油及有机硅液体的理化特性比较表植物油高燃点矿物油硅树脂液体介电常数25℃3.12.22.71电阻率(Ω·m)1012101210131012脉冲击穿电压116145136介质损耗％(25℃)0.250.05(最大)-0.01介质损耗％(100℃)1.000.3-0.01表2植物油与高燃点矿物油及有机硅液体的电性能比较表由表1可知，植物油在粘度、闪点、着火点、比热、热传导率、膨胀系数等参数方面植物油都要比矿物油好，并且在某些性能方面也明显优于硅油。由表2可知，植物油的介电常数比矿物油和有机硅液体高。采用植物油的变压器100，植物油的闪点＞300℃，燃点＞350℃，属于K级难燃油，是矿物油的两倍，发生火灾和爆炸的风险，远远低于传统矿物油变压器，因此更加安全；植物油在短时间内的降解率超过98％，不含任何有害物质，全寿命周期的碳排放量仅为矿物油的1/64，不会对环境产生污染，不会危害人体健康，因此更加清洁；植物油具有优异的耐潮性，介电常数高，延缓绝缘老化，延长绝缘寿命，相容性良好，过负荷能力强，能够降低变压器噪声，有效提高变压器100的抗氧化能力，灭弧性能优于矿物油，因此性能更加优异而且成本更低。可参阅表3所示，表3为几种冷却油的运动粘度对比表。表3几种冷却油的运动粘度对比表通过表3可知，植物油比矿物油的相比，运动粘度更大，因此，会导致变压器散热性能降低；本实施方式中，高压绕组22可采用铝锆合金线绕制而成，低压绕组21可采用铝锆合金箔绕制而成，铝锆合金箔应用于植物油散热的变压器中，与线绕相比，能够更好地改善变压器的油流，提高低压绕组21的散热性能，而且，由于采用箔绕的低压绕组21，幅向短路力小，能够进一步地提高低压绕组21的抗短路能力。本实施方式中，所述铝锆合金箔和/或所述锆合金线按照重量百分比计，包括以下组分：锆1.6％、镧0.1-0.3％、铈0.1-0.3％、铁0.1％、硅0.05％、余下为铝和微量的杂质，在纯铝中添加锆、铁以及硅，能够显著提高铝材的机械强度以及耐热性能，添加镧和铈可以进一步强化机械强度以及耐热性能，并且能够提高导电率。请参阅图7所示，在温度逐渐升高的过程中，铝锆合金的屈服强度高于退火纯铝、冷拉纯铝，甚至在一定温度范围内比退火铜更高，可见铝锆合金的屈服强度相比普通纯铝更优，在一定温度范围内，优于铜线。而且，采用铝锆合金制成的绕组，与普通的铝线制成的绕组相比，具有更佳的导电性、耐热性、抗短路能力，与普通的铜线制成的绕组相比，具有噪音小、更加经济等优点。本实施方式中，为了提高变压器100的散热性能，还可以将油道40内径设计为比现有采用矿物油的标准变压器的油道的内径加大约为20％，应当理解的是，所述的加大约为20％可以是加大20％或者可以在20％的一定偏差范围(例如20％±2％)。油道40的内径的加大，能够提高植物油的流动性，增加绕组20的散热面积，从而提高变压器100的散热性能、降低变压器100的升温。如果油道40内径比现有采用矿物油的标准变压器的油道的内径加大过多(例如30％以上)，则会影响变压器100的阻抗，不利于提升变压器100的性能，本实施方式中，最佳为比现有采用矿物油的标准变压器的油道的内径加大为20％。请继续参阅图4以及图8，所述器身120还可以包括上铁轭垫块50、下铁轭垫块51、上夹件52、下夹件53以及硅钢片54，所述上夹件52设于所述上铁轭垫块50的上方并将硅钢片54以及上铁轭垫块50压紧在所述绕组20的上方，所述下夹件52设于所述下铁轭垫块51的下方并将硅钢片54以及下铁轭垫块51压紧在所述绕组20的下方。本实施方式中，所述硅钢片54的厚度大致为5mm，应当理解的是，所述的大致可以在一定的偏差范围之内，应当理解的是，所述硅钢片54还可以根据实际需要来选择相应的厚度。在夹件52、53以及铁轭垫块50、51之间设置硅钢片54，能够构成三相公用磁分路，改变了传统的磁路方向，能够大大降低空载损耗以及负载损耗，有利于提高变压器100的性能。当铁轭垫块50、51被压紧在绕组20上时，所述上铁轭垫块50的侧边可以与所述上铁轭12的侧边贴合，所述下铁轭垫块51的侧边可以与所述下铁轭13的侧边贴合。本实施方式中，所述上夹件52可以包括第一上夹件521和第二上夹件522，所述下夹件53可以包括第一下夹件531和第二下夹件532，在每一上夹件与相应的铁轭之间均可设置一硅钢片54。所述第一上夹件521和所述第二上夹件522设于上铁轭12的两侧，两者可以通过螺栓固定并夹紧所述硅钢片54以及所述上铁轭12。所述第一下夹件531和所述第二下夹件532设于所述下铁轭13的两侧，两者可以通过螺栓固定以夹紧所述硅钢片54以及所述下铁轭13。所述器身120还可以包括上铁轭隔板60、上铁轭撑板61、下铁轭隔板62以及下铁轭撑板63，所述上铁轭隔板60以及所述上铁轭撑板61压紧于所述绕组20与所述上铁轭12之间，所述下铁轭隔板62以及所述下铁轭撑板63压紧于所述绕组20与下铁轭12之间。所述上铁轭撑板61设置于所述上铁轭隔板60的上方，所述下铁轭撑板63设置于所述下铁轭隔板62的下方。请一并参阅图9，所述铁轭隔板60、61的至少一端设有缺口64，本实施方式中，所述铁轭隔板60、61的两端相对设有缺口64，所述缺口64大致呈“工”字型。所述缺口64可以与相应的所述柱体11的边缘形状相配，相应的所述柱体11至少部分地设于所述缺口64内。例如，所述柱体11的横截面形状可为跑道形，所述缺口64可为跑道形的弧形缺口，当所述柱体11设于所述缺口64内时，所述缺口64能够与柱体11的侧边贴合。本实施方式的铁轭隔板60、61，贴合面积更大，感应耐压好，支撑面积更大，而且强度高，能够更好地隔绝铁轭12、13和绕组20，具有优良的抗短路能力。以一变压器的示例性的实施例来说明本实用新型的变压器的优点，该示例性的变压器的具体参数如下。该示例性的变压器，铁芯材料：B20R070；铁芯截面：197.315cm2；铁芯重量：490kg；低压绕组材料：铝锆合金箔；高压绕组材料：铝锆合金线；低压绕组匝数：31匝；高压绕组匝数：1409匝；低压导线截面积：196.1mm2；高压导线截面积：10.7mm2；低压绕组重量：60kg；高压绕组重量：147kg；冷却介质：植物油。该示例性的变压器，空载损耗：<0.41kW，负载损耗：<4.52kW热稳定校核最高温度165℃，动稳定校核绕组最大应力78Mpa，均小于铝合金耐热和强度许用值，并有足够的安全裕度。可参阅表4所示，表4为本实施方式的变压器、矿物油变压器、干式变压器对比情况如下。表4几种变压器的对比表由此可知，本实用新型的变压器，相比传统的变压器而言，性能更加优越。本实施方式的一体机200，将变压器100和逆变器101一体化集成，能够在厂内统一安装调试，运输和维护方便，在现场整体吊装即可，不仅能够减少现场安装时间、降低施工成本，效率大大提升，而且变压器100和逆变器101之间的电气线路短，而且还方便于连接逆变器101的母线的连接，尤其能够缩短逆变器101输出端与变压器100输入端的导线连接长度，提高变压器100和逆变器101之间的连接可靠性以及降低损耗，能够集中散热，减少逆变器101及变压器100作为单独的设备而设置的散热风机数量，提高设备利用率。而且，变压器100的绕组采用铝锆合制作，冷却介质采用植物油，具有抗短路能力好、性能优越、节能环保、造价相对较低的优点。本申请的说明书和权利要求中，词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数值、步骤、组件或它们的组合。本实用新型的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然，这些特征也可结合于单一实施例中描述。相反，本实用新型的一些特征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然，这些特征也可分开单独或以任何合适的组合于不同的实施例中进行描述。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3