一种内置于风机塔筒中的变压设备及其冷却方法与流程

本发明涉及一种风机塔筒，特别涉及一种内置于风机塔筒中的变压设备及其冷却方法。

背景技术：

随着技术的发展，以及风力发电发展的日益成熟，风电变压器集成于风机塔筒内部已经成为未来发展趋势；传统风电变压设备是安装在塔筒外侧的，其存在以下缺点：1.在设置风电变压设备时需要配置相应的土建基础；2.传统风电变压设备与塔筒内的风力发电装置之间需要配置低压开关设备，不但成本高，而且在设置风电变压设备时需要考虑低压开关设备与风力发电装置连接所需的电缆距离；3.由于传统的风电变压设备设置于塔筒外侧，长期处于露天状态，所述风电变压设备的外壳需要以户外要求设计，导致制造成本高，而且容易受损，所以维护成本高；4.设置风电变压设备时需要配套合适的场地空间，导致整体占地面积大。因此，有必要做进一步改进。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理，占地面积小，适用于空间狭小、环境温度较高的地方，防火等级高，绿色环保的内置于风机塔筒中的变压设备及其冷却方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种内置于风机塔筒中的变压设备，包括高压柜、二次柜和变压柜，二次柜和变压柜分别电连接变压柜内的变压器；其特征在于：由高压柜、二次柜和变压柜组成的变压设备整体设置于风机塔筒内；所述变压柜直接与风机塔筒上的风力发电装置连接，高压柜与外界的电网连接；所述变压柜内还设置有油水冷却系统，该油水冷却系统包括油冷却管路和水冷却管路；所述油冷却管路包括油泵和油管，油管两端分别连接油泵的进出口，油管经过变压器并带走热量；所述水冷却管路包括水泵、储水箱和水管，水泵与储水箱通过水管循环连接；所述油管与水管在换热区交汇并换热。

所述变压器为油浸式电力变压器。

所述高压柜内设置有断路器，该断路器分别连接变压器和电网。

所述水冷却管路还包括用于对换热后的水管进行降温的二次冷却器。

所述变压柜内设置有换热套管，换热区为换热套管内腔，油管和水管接触式交汇于换热套管内腔；换热区内油于油管内的流动方向与水于水管内的流动方向同向或互逆。

上述内置于风机塔筒中的变压设备的冷却方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)油泵工作，使得油在油管内按设定速率循环；水泵工作，使得水在水管内按设定速率循环；

b)油经过变压器换热升温，随后到达换热区；

c)油和水在换热区内换热，使得油温度下降；

d)离开换热区后，油再次经过变压器，实现循环冷却的效果。

本发明具有以下有益效果：

1.通过将变压设备设置于风机塔筒内，因此不需要在风机塔筒外架设相关的支撑架或设置土建基础；

2.取消了传统的低压柜，可缩短低压开关设备与风力发电装置连接所需的电缆距离，且整体外形尺寸变小，以便风机塔筒设置相应的门口供变压设备整体进出，保证维修时变压设备可以自由进出，便于维护；

3.变压设备的内置结构可不受户外环境的影响，其防护等级可适当降低，维护、操作等均可按户内要求，制造成本和制造要求降低；

4.变压器采用性能优越的绿色环保难燃油工作，在同样环境运行下，使用这种性能优越的绿色环保难燃油比使用普通的矿物油的变压器寿命要长，而且这种难燃油可降解无污染，符合绿色环保要求；

5.油水冷却系统采用强油水的冷却方式为变压器进行冷却降温，常规电压等级达到超高压的电压等级才会使用到水冷却设备，而本发明的电压等级在远未达到超高压的水平上运用到水冷设备，使得保证变压器能在密闭空间长期稳定运行，性能可靠，并且进一步降低了整体外形尺寸。

附图说明

图1-图3分别为本发明一实施例不同方位的立体图。

图4为本发明一实施例中变电装置的内部结构示意图。

图5为本发明一实施例的主视图。

图6为本发明一实施例的左视图。

图7为本发明一实施例安装于风机塔筒中的示意图。

图8为本发明一实施例的连接框线图。

图9为本发明一实施例中油水冷却系统的结构简图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1-图3，本内置于风机塔筒中的变压设备，包括高压柜2、二次柜4和变压柜5，二次柜4和变压柜5分别电连接变压柜5内的变压器1；由高压柜2、二次柜4和变压柜5组成的变压设备b整体设置于风机塔筒a内；所述变压柜5直接与风机塔筒a上的风力发电装置连接，高压柜与外界的电网连接；变压柜5内还设置有油水冷却系统3，该油水冷却系统3包括油冷却管路和水冷却管路；所述油冷却管路包括油泵6和油管7，油管7两端分别连接油泵6的进出口，油管7经过变压器1并带走热量；所述水冷却管路包括水泵9、储水箱10和水管11，水泵9与储水箱10通过水管11循环连接；油管7与水管11在换热区c交汇并换热。本结构的变压设备可将风电电压升高，并供出电网；由于本变压设备整体设置于风机塔筒a内，因此不需要在风机塔筒a外架设相关的支撑架或设置土建基础；由于取消了传统的低压柜，所以可缩短低压开关设备与风力发电装置连接所需的电缆距离，且整体外形尺寸变小，以便风机塔筒a设置相应的门口供变压设备整体进出，保证维修时变压设备可以自由进出；由于变压设备内置于风机塔筒a内，所以其不受户外环境的影响，防护等级可适当降低，维护、操作等均可按户内要求，制造成本和制造要求降低；由于变压器1采用性能优越的绿色环保难燃油工作，所以在同样环境运行下，使用这种性能优越的绿色环保难燃油比使用普通的矿物油的变压器寿命要长，而且这种难燃油可降解无污染，符合绿色环保要求；由于油水冷却系统3采用强油水的冷却方式为变压器1进行冷却降温，因此能保证变压器1能在密闭空间长期稳定运行，性能可靠。

进一步说，变压器1为油浸式电力变压器；二次柜4可监控油水冷却系统3的工作状态。

进一步说，高压柜2内设置有断路器，该断路器分别连接变压器1和电网，该断路器起到有效的保护和并网作用。

进一步说，水冷却管路还包括用于对换热后的水管11进行降温的二次冷却器12，该二次冷却器12非风机，即水的二次冷却方式为风冷，以进一步对水冷却，进而增强变压器1的冷却效果。

进一步说，变压柜5内设置有换热套管8，换热区c为换热套管8内腔，油管7和水管11接触式交汇于换热套管8内腔；换热区c内油于油管7内的流动方向与水于水管11内的流动方向互逆，冷却效果更佳。

上述内置于风机塔筒中的变压设备的冷却方法，包括以下步骤：

a)油泵6工作，使得油在油管7内按设定速率循环；水泵9工作，使得水在水管11内按设定速率循环；

b)油经过变压器1换热升温，随后到达换热区c；

c)油和水在换热区c内换热，使得油温度下降；

d)离开换热区c后，油再次经过变压器1，实现循环冷却的效果。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。