风力发电塔及其预装式变电站、干式变压器的制作方法

本实用新型涉及一种风力发电塔及其预装式变电站、干式变压器。

背景技术：

随着技术的发展以及风力发电发展的日益成熟，风电变压设备安装在塔筒内部已经成为未来发展趋势。传统的风电变压设备是安装在塔筒外侧的，其存在以下缺点：

（1）在塔筒外侧设置风电变压设备时需要配置相应的土建基础，占用占地面积；

（2）风电变压设备设置于塔筒外侧，长期处于露天状态，因此风电变压设备需要较高的防护等级，这也导致其制造成本大大提高，并且长期处于露天状态，容易受损，维修成本较高。

针对上述情况，授权公告号为cn208089472u的中国实用新型专利公开了一种风力发电塔筒内置变压器系统和风力发电机塔。该风力发电机塔筒内置变压器系统采用上下两层布置方式，高压设备子系统和低压设备子系统布置在下层，变压器子系统布置在上层，变压器子系统的下方设有支撑结构，支撑结构支撑于塔筒的内壁，从而保证变压器子系统的支撑牢靠。变压器子系统包括箱体和设置在箱体内的干式变压器，支撑结构上设有用于固定变压器的槽钢，槽钢作为支撑底座，在干式变压器损坏时需要与干式变压器的铁芯一同从塔筒内拆出；另外，为了保证干式变压器固定的稳定性，槽钢的长度尺寸必须达到设定要求，这就需要开设较大的维修口，但是，维修口开的越大，塔筒的结构强度则会相应降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种风力发电塔用干式变压器，以解决现有技术中维修位于风力发电塔塔筒内的干式变压器时，不易保证塔筒结构强度的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种风力发电塔及其预装式变电站。

为实现上述目的，本实用新型的风力发电塔用干式变压器的技术方案是：

风力发电塔用干式变压器包括铁芯、上夹架和下夹架，上夹架和下夹架均包括设置在铁芯相对两侧的条形夹件，风力发电塔用干式变压器还包括：

夹架固定座，与下夹架固定连接，呈条形且垂直于条形夹件的延伸方向，沿条形夹件延伸方向间隔设置至少两个；

变压器底座，呈条形且垂直于条形夹件的延伸方向，沿条形夹件延伸方向间隔设置至少两个，变压器底座对应至少一个夹架固定座，夹架固定座可拆固定在对应的变压器底座上，在变压器底座的延伸方向上，变压器底座的长度尺寸大于夹架固定座的长度尺寸。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的风力发电塔用干式变压器通过夹架固定座固定下夹架，并支撑铁芯，通过设置尺寸更大的变压器底座保证风力发电塔用干式变压器固定的稳定性。当风力发电塔用干式变压器损坏而需要维修时，只需拆除夹架固定座与变压器底座之间的连接结构即可整体将夹架固定座和铁芯一同从维修口处取出维修。由于夹架固定座和变压器底座的延伸方向相同，并且变压器底座在其延伸方向上的长度尺寸大于夹架固定座的长度尺寸，这样一来，便能减小维修口的尺寸，相比于现有技术来讲，本实用新型在实际维修时，维修口能使夹架固定座通过即可，并且维修口越小时，对于塔筒的结构强度影响就越小。

进一步地，所述夹架固定座包括夹架固定槽钢，变压器底座包括与夹架固定槽钢上下叠设的底座槽钢，底座槽钢和夹架固定槽钢的槽口均朝向水平方向。

有益效果：槽钢的结构简单，在上下叠设时容易固定，两槽钢的槽口均朝向水平方向，便于夹架固定座和变压器底座的布置和安装。

进一步地，相叠设的夹架固定槽钢和底座固定槽钢的槽口朝向相同，并且夹架固定槽钢和底座槽钢一一对应设置。

有益效果：两者槽口朝向相同，这样的话在设置连接结构时不容易与两个槽钢发生碰撞干涉，便于夹架固定座和变压器底座的固定。

进一步地，所述夹架固定槽钢成对设置，成对的两个夹架固定槽钢的槽口朝向相反，所述底座槽钢成对设置，成对两个底座槽钢的槽口朝向相反，夹架固定座还包括设置在成对的两个夹架固定槽钢之间并与两夹架固定槽钢连接的夹架固定槽钢连接块，和/或变压器底座还包括设置在成对的两个底座槽钢之间并与两个底座槽钢连接的底座槽钢连接块。

有益效果：能够增强夹架固定座和变压器底座的强度，并且在垂直于条形夹件延伸方向上保证夹架固定座和变压器底座的连接强度。

进一步地，夹架固定槽钢连接块和/或底座槽钢连接块沿条形夹件的延伸方向间隔设置。

有益效果：能够减轻整个干式变压器的重量，便于安装和拆卸。

进一步地，所述条形夹件包括管体和设置在管体下侧的转接件，转接件设置至少两个且沿管体的延伸方向间隔布置，夹架固定座通过转接件与条形夹件固定。

有益效果：通过转接件方便夹架固定座与管体的固定连接，减少工人的操作难度。

进一步地，所述转接件为沿垂直于条形夹件管体方向延伸的u形钢，转接件与管体焊接固定。

有益效果：转接件的结构简单，便于加工制造。

本实用新型的风力发电塔用预装式变电站的技术方案是：

风力发电塔用预装式变电站，包括用于安装在塔筒内的干变箱体和安装在干变箱体内的干式变压器，干式变压器包括铁芯、上夹架和下夹架，干式变压器还包括：

夹架固定座，与下夹架固定连接，呈条形且垂直于条形夹件的延伸方向，沿条形夹件延伸方向间隔设置至少两个；

变压器底座，呈条形且垂直于条形夹件的延伸方向，沿条形夹件延伸方向间隔设置至少两个，变压器底座对应至少一个夹架固定座，夹架固定座可拆固定在对应的变压器底座上，在变压器底座的延伸方向上，变压器底座的长度尺寸大于夹架固定座的长度尺寸。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的风力发电塔用预装式变电站的干式变压器通过夹架固定座固定下夹架，并支撑铁芯，通过设置尺寸更大的变压器底座保证风力发电塔用干式变压器固定的稳定性。当风力发电塔用干式变压器损坏而需要维修时，只需拆除夹架固定座与变压器底座之间的连接结构即可整体将夹架固定座和铁芯一同从维修口处取出维修。由于夹架固定座和变压器底座的延伸方向相同，并且变压器底座在其延伸方向上的长度尺寸大于夹架固定座的长度尺寸，这样一来，便能减小维修口的尺寸，相比于现有技术来讲，在实际维修时，维修口能使夹架固定座通过即可，并且维修口越小时，对于塔筒的结构强度影响就越小。

进一步地，所述夹架固定座包括夹架固定槽钢，变压器底座包括与夹架固定槽钢上下叠设的底座槽钢，底座槽钢和夹架固定槽钢的槽口均朝向水平方向。

有益效果：槽钢的结构简单，在上下叠设时容易固定，两槽钢的槽口均朝向水平方向，便于夹架固定座和变压器底座的布置和安装。

进一步地，相叠设的夹架固定槽钢和底座固定槽钢的槽口朝向相同，并且夹架固定槽钢和底座槽钢一一对应设置。

有益效果：两者槽口朝向相同，这样的话在设置连接结构时不容易与两个槽钢发生碰撞干涉，便于夹架固定座和变压器底座的固定。

进一步地，所述夹架固定槽钢成对设置，成对的两个夹架固定槽钢的槽口朝向相反，所述底座槽钢成对设置，成对两个底座槽钢的槽口朝向相反，夹架固定座还包括设置在成对的两个夹架固定槽钢之间并与两夹架固定槽钢连接的夹架固定槽钢连接块，和/或变压器底座还包括设置在成对的两个底座槽钢之间并与两个底座槽钢连接的底座槽钢连接块。

有益效果：能够增强夹架固定座和变压器底座的强度，并且在垂直于条形夹件延伸方向上保证夹架固定座和变压器底座的连接强度。

进一步地，夹架固定槽钢连接块和/或底座槽钢连接块沿条形夹件的延伸方向间隔设置。

有益效果：能够减轻整个干式变压器的重量，便于安装和拆卸。

进一步地，所述条形夹件包括管体和设置在管体下侧的转接件，转接件设置至少两个且沿管体的延伸方向间隔布置，夹架固定座通过转接件与条形夹件固定。

有益效果：通过转接件方便夹架固定座与管体的固定连接，减少工人的操作难度。

进一步地，所述转接件为沿垂直于条形夹件管体方向延伸的u形钢，转接件与管体焊接固定。

有益效果：转接件的结构简单，便于加工制造。

本实用新型的风力发电塔的技术方案是：

风力发电塔包括塔筒，塔筒内设有隔板，隔板上设有预装式变电站，隔板上开设有用于维修预装式变电站的维修口，维修口处设有活动板，预装式变电站包括安装在塔筒内的干变箱体和安装在干变箱体内的干式变压器，干式变压器包括铁芯、上夹架和下夹架，干式变压器还包括：

夹架固定座，与下夹架固定连接，呈条形且垂直于条形夹件的延伸方向，沿条形夹件延伸方向间隔设置至少两个；

变压器底座，呈条形且垂直于条形夹件的延伸方向，沿条形夹件延伸方向间隔设置至少两个，变压器底座对应至少一个夹架固定座，夹架固定座可拆固定在对应的变压器底座上，在变压器底座的延伸方向上，变压器底座的长度尺寸大于夹架固定座的长度尺寸。

本实用新型的有益效果是：若需要对塔筒内的干式变压器进行维修，只需拆除夹架固定座与变压器底座之间的连接结构即可整体将夹架固定座和铁芯一同从维修口处取出维修。由于夹架固定座和变压器底座的延伸方向相同，并且变压器底座在其延伸方向上的长度尺寸大于夹架固定座的长度尺寸，这样一来，便能减小维修口的尺寸，相比于现有技术来讲，在实际维修时，维修口能使夹架固定座通过即可，并且维修口越小时，对于塔筒的结构强度影响就越小。

进一步地，所述夹架固定座包括夹架固定槽钢，变压器底座包括与夹架固定槽钢上下叠设的底座槽钢，底座槽钢和夹架固定槽钢的槽口均朝向水平方向。

有益效果：槽钢的结构简单，在上下叠设时容易固定，两槽钢的槽口均朝向水平方向，便于夹架固定座和变压器底座的布置和安装。

进一步地，相叠设的夹架固定槽钢和底座固定槽钢的槽口朝向相同，并且夹架固定槽钢和底座槽钢一一对应设置。

有益效果：两者槽口朝向相同，这样的话在设置连接结构时不容易与两个槽钢发生碰撞干涉，便于夹架固定座和变压器底座的固定。

进一步地，所述夹架固定槽钢成对设置，成对的两个夹架固定槽钢的槽口朝向相反，所述底座槽钢成对设置，成对两个底座槽钢的槽口朝向相反，夹架固定座还包括设置在成对的两个夹架固定槽钢之间并与两夹架固定槽钢连接的夹架固定槽钢连接块，和/或变压器底座还包括设置在成对的两个底座槽钢之间并与两个底座槽钢连接的底座槽钢连接块。

有益效果：能够增强夹架固定座和变压器底座的强度，并且在垂直于条形夹件延伸方向上保证夹架固定座和变压器底座的连接强度。

进一步地，夹架固定槽钢连接块和/或底座槽钢连接块沿条形夹件的延伸方向间隔设置。

有益效果：能够减轻整个干式变压器的重量，便于安装和拆卸。

进一步地，所述条形夹件包括管体和设置在管体下侧的转接件，转接件设置至少两个且沿管体的延伸方向间隔布置，夹架固定座通过转接件与条形夹件固定。

有益效果：通过转接件方便夹架固定座与管体的固定连接，减少工人的操作难度。

进一步地，所述转接件为沿垂直于条形夹件管体方向延伸的u形钢，转接件与管体焊接固定。

有益效果：转接件的结构简单，便于加工制造。

进一步地，塔筒包括至少两个筒节，隔板固定在相邻两个筒节中位于下方筒节的顶部，固定隔板的筒节顶部的侧壁上开设有处于隔板下方用于将预装式变电站产生的热量排出塔筒外的出风口，出风口处设有轴流风机。

有益效果：处于隔板下方筒节的强度高，在该筒节上开设出风口，对整个塔筒的强度影响较小；另外，通过轴流风机能够加快塔筒内空气的流动，使热量快速被抽至塔筒外。

附图说明

图1为本实用新型的风力发电塔中预装式变电站的布置示意图；

图2为本实用新型的风力发电塔的正面剖视结构示意图；

图3为本实用新型的风力发电塔的侧面剖视结构示意图；

图4为本实用新型的风力发电塔中能够显示夹架固定座与变压器底座连接关系的其中一个视角的示意图；

图5为本实用新型的风力发电塔中能够显示夹架固定座与变压器底座连接关系的另一个视角的示意图。

附图标记说明：1-塔筒，2-干变箱体，3-干式变压器，4-条形夹件，5-铁芯，6-夹架固定槽钢，7-底座槽钢，8-高压开关柜，9-离心风机，10-轴流风机，11-百叶窗，12-管体，13-转接件，14-上筒节，15-下筒节，16-隔板，17-低压室，18-控制变压器，19-箱变测控装置，20-出风口，21-活动板，22-通风管道，23-螺栓，24-螺母，25-封板，26-夹架固定槽钢连接块，27-底座槽钢连接块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的风力发电塔的具体实施例：

如图1、图2和图3所示，风力发电塔包括塔筒1，塔筒1包括上筒节14和与上筒节14连接的下筒节15，下筒节15相当于塔筒1的基座，下筒节15的顶部固设有隔板16，隔板16与下筒节15的内壁固定连接。

风力发电塔还包括安装在塔筒1内的预装式变电站，预装式变电站主要包括设置在隔板16上高压开关柜8、干变箱体2和设置在干变箱体2内的干式变压器3。具体的，干变箱体2由可以相互拼装的板体围成，干式变压器3包括铁芯5、上夹架、和下夹架，上夹架和下夹架均包括设置在铁芯相对两侧的条形夹件4。条形夹件4包括管体12和焊接固定在管体12下侧的转接件13，本实施例中，转接件13为沿垂直于管体12方向延伸的u形钢，u形钢上焊接有一块将u形钢的其中一侧u形开口封闭的封板25，以加强转接件的连接强度。干式变压器3包括沿垂直于上夹架和下夹架布置方向间隔布置的三个铁芯5，每个铁芯5的下方均设有用于固定下夹架的夹架固定座，夹架固定座沿垂直于条形夹件4的方向延伸。转接件13设有三个，并且沿管体的延伸方向间隔布置。干式变压器3还包括与夹架固定座一一对应设置且设置在夹架固定座下方的变压器底座，变压器底座垂直于条形夹件4的延伸方向，与夹架固定座的延伸方向相同，用于保持整个干式变压器固定的稳定性。

如图4和图5所示，夹架固定座包括成对设置的夹架固定槽钢6和焊接固定在两夹架固定槽钢6之间的夹架固定槽钢连接块26，变压器底座包括成对设置的底座槽钢7和焊接固定在两底座槽钢7之间的底座槽钢连接块27。其中，成对设置的两个夹架固定槽钢6共用一个转接件13。夹架固定槽钢6与底座槽钢7均沿条形夹件的延伸方向延伸并且两者上下叠设，两槽钢叠放在一起的槽壁通过螺纹紧固件固定连接在一起。上下叠设的夹架固定槽钢6和底座槽钢7的槽口朝向相同且均朝向水平方向，但成对设置的两个夹架固定槽钢6的槽口朝向相反，成对设置的两个底座槽钢7的槽口朝向也相反，以给操作人员留出操作空间。在两者的延伸方向上，底座槽钢7的长度尺寸要大于夹架固定槽钢6的长度尺寸。

本实施例中，螺纹紧固件采用螺栓23和螺母24，即螺栓23同时穿过夹架固定槽钢6和底座槽钢7叠放在一起的槽壁，并通过螺母24将两者紧固。夹架固定槽钢6的另一侧槽壁与条形夹件4的转接件13通过螺栓和螺母固定连接；底座槽钢7的另一侧槽壁通过螺栓和螺母与干变箱体2的底板固定连接。夹架固定槽钢连接块26和底座槽钢连接块27能够在垂直于夹架固定槽钢6的延伸方向上增强夹架固定座与变压器底座之间、夹架固定座与转接件之间以及变压器底座与干变箱体之间的连接强度。夹架固定槽钢连接块26与底座槽钢连接块27的结构相同，两者在垂直于条形夹件4的延伸方向上一一对应叠放设置，并且夹架固定槽钢连接块26与底座槽钢连接块27沿转接件13的延伸方向上间隔设置，这样能减小整个干式变压器的重量，方便安装和拆卸。干式变压器的其他结构与现有技术中的干式变压器相同，在此不再赘述。

预装式变电站还包括与干式变压器并排设置在隔板16上的高压开关柜8，高压开关柜8的上方设有低压室17，控制变压器18和箱变测控装置19等低压元件安装在低压室17内。

干变箱体2的顶部正对于干式变压器3的绝缘筒上部安装有三个离心风机9，下筒节15的筒壁上开设有出风口20，出风口20位于隔板16的下方，不影响塔筒1的结构强度。出风口20处设置有百叶窗11，百叶窗11上具有迷宫式流道，百叶窗11上对应设有三个轴流风机10，离心风机9和轴流风机10之间连接有通风管道22，离心风机9将预装式变电站产生的热量吹入通风管道22中，并通过轴流风机10将通风管道22中的热量抽至塔筒外而排入大气中，以对预装式变电站进行散热。

隔板16上设有维修口，维修口处设有与其尺寸相同的活动板21，维修口的尺寸满足能通过上述高压开关柜8、干式变压器3和干变箱体2，当干式变压器在运行过程发生损坏而需要更换时，只需拆除夹架固定槽钢6与底座槽钢7之间连接的螺栓23，即可将铁芯5和夹架固定槽钢6整体从维修口处取出，无需再将底座槽钢7取出。由于夹架固定槽钢6的长度尺寸小于底座槽钢7的长度尺寸，这样一来，维修口的尺寸可以相应的做小一些，能使夹架固定槽钢6通过即可，既节省了成本，又能保证塔筒的结构强度。

上述实施例中，夹架固定座包括夹架固定槽钢，变压器底座包括底座槽钢，在其他实施例中，夹架固定槽钢和底座槽钢也可以采用矩形管代替。或者在其他实施例中，夹架固定槽钢和底座槽钢的槽口朝向也可以相反，此时两者仍叠放在一起，通过螺栓和螺母固定即可。或者在其他实施例中，两者的槽口也可以朝向竖直方向，此时两者既可以相背设置，也可以上下相对设置；相背设置时，通过在夹架固定槽钢和底座槽钢的槽底同时穿设螺栓，并用螺母将两者固定连接，相对设置时，可以分别在夹架固定槽钢和底座槽钢的槽壁上加工翻边，两者通过翻边连接。

上述实施例中，夹架固定槽钢成对设置，在其他实施例中，夹架固定槽钢也可以单独设置，相应的，底座槽钢也可以单独设置。

上述实施例中，转接件设有三个且沿管体延伸方向间隔布置，在其他实施例中，转接件也可以仅设置一个，此时，所有夹架固定座共用同一个转接件。

上述实施例中，条形夹件包括管体和焊接在管体下侧的转接件，在其他实施例中，条形夹件也可以仅包括管体，而不设置转接件，此时，夹架固定座可直接焊接在管体上。

上述实施例中，变压器底座与夹架固定座一一对应设置，在其他实施例中，一个变压器底座也可以对应两个或三个夹架固定座。

上述实施例中，转接件为u形钢，在其他实施例中，转接件也可以采用槽钢。

上述实施例中，夹架固定座包括相互连接在一起的夹架固定槽钢和夹架固定槽钢连接块，并且变压器底座包括相互连接在一起的底座槽钢和底座槽钢连接块。在其他实施例中，也可以不设置夹架固定槽钢连接块和/或不设置底座槽钢连接块，即此时夹架固定座和变压器底座均为槽钢，或者两者中一个由槽钢和对应的连接块形成，而另一个仅由槽钢形成。

上述实施例中，夹架固定槽钢连接块和底座槽钢连接块沿条形夹件的延伸方向间隔布置，在其他实施例中，所有夹架固定槽钢共用一块夹架固定槽钢连接块，或者所有底座槽钢共用一块底座槽钢连接块，此时，夹架固定槽钢连接块沿条形夹件的延伸方向延伸，底座槽钢连接块沿条形夹件的延伸方向延伸，但会相应增加整个干式变压器的重量。

本实用新型的风力发电塔用预装式变电站的具体实施例：

风力发电塔用预装式变电站的结构与上述风力发电塔的实施例中预装式变电站的结构相同，在此不再赘述。

本实用新型的风力发电塔用干式变压器的具体实施例：

风力发电塔用干式变压器的结构与上述风力发电塔中干式变压器的结构相同，在此不再赘述。