四分裂光伏发电防雷型预装变电站的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电站技术领域，特别是涉及一种四分裂光伏发电防雷型预装变电站。
【背景技术】
[0002]目前，光伏逆变技术已臻成熟，市场上大型逆变器单机最常用机型为500kW型，由此而知，大型光伏电站中500kW为最小发电单元。而发电单元4与升压变的接线(主要指的是逆变器与变压器的接线)，是光伏电站与电网衔接的第一步，也是最为关键的一环。对于大型集中式光伏系统，主流的接线方式为:两个500kW发电单元与一台100kVA双分裂三绕组升压变组成发电机-双分裂变压器扩大单元接线。如图1所示，分别有2组发电单元，2套低压配电装置，I台100kVA双分裂升压变和I套高压配电装置。这种接线方案虽然在一定程度上减少了占地面积，节约了投资成本，但仍然有很大的改进空间。而且，由于光伏发电系统本身安装位置和环境的特殊性，其设备遭受雷电电磁脉冲损坏的隐患也越来越突出。因此提高光伏发电变压器本身的防雷特性有助于提高整个发电设备系统安全、高效的运行。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，提供一种可增强光伏发电变压器的防雷特性，提高光伏发电预装变电站的运行可靠性，减少光伏预装变电站的基础设施投入和单位占地面积，降低单位容量光伏预装变电站的生产制造成本及运营成本的四分裂光伏发电防雷型预装变电站。
[0004]采用的技术方案是:
四分裂光伏发电防雷型预装变电站，包括分裂变压器、装在分裂变压器高压端的高压配电装置、装在分裂变压器低压端的低压配电装置。所述的分裂变压器由铁心、分别绕制在铁心外侧的高压绕组和分别绕制在高压绕组外侧的低压绕组构成。所述高压绕组分为第一高压绕组和第二高压绕组，第一高压绕组和第二高压绕组沿辅向排列在铁心外侧，并在第一高压绕组和第二高压绕组之间放置相间绝缘。所述低压绕组为第一低压绕组、第二低压绕组、第三低压绕组和第四低压绕组构成的四分裂结构。第一低压绕组、第二低压绕组、第三低压绕组和第四低压绕组相互绝缘，在电气上相互独立。
[0005]上述的第一高压绕组和第二高压绕组匝数相等，绕向相同，并分别抽出分接。任一相的第一高压绕组通过分接开关与其他两相中的任意一相的第二高压绕组反串联。通过主线段串联，分接区并联的方法实现高压绕组的“Z”形连接，使两组高压绕组无论在任何分接下匝数都相同。
[0006]上述的低压绕组绕制在高压绕组外侧，高压绕组与低压绕组之间放置主绝缘。
[0007]上述的低压绕组采用双饼式结构，每个双饼构成一个低压绕组的一个支路，若干之路并联构成一个低压绕组，四个分裂的低压绕组以每个双饼为单位，在轴向上交替排列，然后各自并联，组成一个四分裂的低压绕组。
[0008]上述的四个分裂的低压绕组的三相绕组分别首尾相接，各自接成“D”接法。
[0009]本发明的设计思想是，高、低压绕组分别采用主线段反串联、分接区并联的绕组“Z”形接法和双饼线圈交替排列结构，实现防雷型四分裂变压器。进而提高了光伏发电变压器的防雷特性，降低了光伏发电变压器的生产成本，减少光伏电站单位占地面积，节约投资成本。
[0010]本发明增强了光伏发电变压器的防雷特性，提高光伏发电预装变电站的运行可靠性，减少了光伏预装变电站的基础设施投入和单位占地面积，节约投资成本，降低了单位容量光伏预装变电站的生产制造成本，降低单位容量光伏预装变电站的运营成本。
【附图说明】
[0011 ]图1是发电机与双分裂光伏发电预装变电站扩大接线单元图。
[0012]图2是发电机与四分裂光伏发电防雷型预装变电站扩大接线单元图。
[0013]图3是四分裂光伏发电防雷型变压器绕组接线图。
[0014]图4是四分裂光伏发电防雷型变压器绕组结构图(一相低压两分支为例)。
【具体实施方式】
[0015]四分裂光伏发电防雷型预装变电站，包括分裂变压器2、装在分裂变压器高压端的高压配电装置1、装在分裂变压器低压端的低压配电装置3。所述的分裂变压器2由铁心12、分别绕制在铁心外侧的高压绕组和分别绕制在高压绕组外侧的低压绕组构成。所述高压绕组分为第一高压绕组5和第二高压绕组6，第一高压绕组5和第二高压绕组6沿辅向排列在铁心12外侧，并在第一高压绕组5和第二高压绕组6之间放置相间绝缘13(见图4)。所述低压绕组为第一低压绕组7、第二低压绕组8、第三低压绕组9和第四低压绕组10构成的四分裂结构。第一低压绕组7、第二低压绕组8、第三低压绕组9和第四低压绕组10相互绝缘，在电气上相互独立。所述低压绕组绕制在高压绕组外侧，高压绕组与低压绕组之间放置主绝缘14(见图4)。所述第一高压绕组5和第二高压绕组6匝数相等，绕向相同，并分别抽出分接。任一相的第一高压绕组通过分接开关11与其他两相中的任意一相的第二高压绕组反串联。通过主线段串联，分接区并联的方法实现高压绕组的“Z”形连接，使两组高压绕组无论在任何分接下匝数都相同(见图3)。所述低压绕组采用双饼式结构，每个双饼构成一个低压绕组的一个支路，若干之路并联构成一个低压绕组，四个分裂的低压绕组以每个双饼为单位，在轴向上交替排列，然后各自并联，组成一个四分裂的低压绕组(见图4)。所述四个分裂的低压绕组的三相绕组分别首尾相接，各自接成“D”接法(见图3)，所述构成四分裂光伏发电防雷型预装变电站。
[0016]本发明优点在于:
1.高压绕组采用主线段反串联，分接段并联的“Z”形接法，不同相的两个高压绕组绕制在同一铁心柱上。无论在任何分接时，两个绕组都匝数相等，流过的电流方向相反。这样，在变压器遭受雷电冲击而产生感应过电压时，在同一铁心柱上的两个高压绕组，由于匝数相同，电流方向相反而使雷电脉冲的感应过电压相互抵消，从而起到保护整体光伏预装变电站的作用。(如图3)
2.由于变压器采用四分裂结构，原两台100kVA的双分裂光伏预装变电站可合并为一台2000kVA的四分裂光伏预装变电站，使光伏变压器的硅钢片、电磁线、变压器油及绝缘材料和附件的用量相对减少；同时使整体预装式变电站减少一套高压配电装置，降低了光伏预装变电站单位容量的生产制造成本和设备的总体体积。(如图1、2所示)
3.由于变压器采用四分裂结构，原两台100kVA的双分裂光伏预装变电站可合并为一台2000kVA的四分裂光伏预装变电站，使单位容量的变压器空载损耗和负载损耗相对减少，降低了变压器单位容量的能量消耗，进而降低了光伏预装变电站的运营成本。
[0017]4.由于变压器采用四分裂结构，原两台100kVA的双分裂光伏预装变电站可合并为一台2000kVA的四分裂光伏预装变电站，减小了设备总体数量和总体的体积，使产品安装维护更加方便，同时也大大降低了基建成本。(如图1、2所示)
【主权项】
1.四分裂光伏发电防雷型预装变电站，包括分裂变压器(2)、装在分裂变压器高压端的高压配电装置(I)、装在分裂变压器低压端的低压配电装置(3)，其特征在于所述的分裂变压器(2)由铁心(12)、分别绕制在铁心外侧的高压绕组和分别绕制在高压绕组外侧的低压绕组构成，所述高压绕组分为第一高压绕组(5)和第二高压绕组(6)，第一高压绕组(5)和第二高压绕组(6)沿辅向排列在铁心(12)外侧，并在第一高压绕组(5)和第二高压绕组(6)之间放置相间绝缘(13)，所述低压绕组为第一低压绕组(7)、第二低压绕组(8)、第三低压绕组(9)和第四低压绕组(10)构成的四分裂结构，第一低压绕组(7)、第二低压绕组(8)、第三低压绕组(9)和第四低压绕组(10)相互绝缘，在电气上相互独立。2.根据权利要求1所述的四分裂光伏发电防雷型预装变电站，其特征在于所述的第一高压绕组(5)和第二高压绕组(6)匝数相等，绕向相同，并分别抽出分接;任一相的第一高压绕组通过分接开关(11)与其他两相中的任意一相的第二高压绕组反串联，通过主线段串联，分接区并联的方法实现高压绕组的“Z”形连接，使两组高压绕组无论在任何分接下匝数都相同。3.根据权利要求1所述的四分裂光伏发电防雷型预装变电站，其特征在于所述的低压绕组绕制在高压绕组外侧，高压绕组与低压绕组之间放置主绝缘(14)。4.根据权利要求1所述的四分裂光伏发电防雷型预装变电站，其特征在于所述的低压绕组采用双饼式结构，每个双饼构成一个低压绕组的一个支路，若干之路并联构成一个低压绕组，四个分裂的低压绕组以每个双饼为单位，在轴向上交替排列，然后各自并联，组成一个四分裂的低压绕组。5.根据权利要求1所述的四分裂光伏发电防雷型预装变电站，其特征在于所述的四个分裂的低压绕组的三相绕组分别首尾相接，各自接成“D”接法。
【专利摘要】四分裂光伏发电防雷型预装变电站，包括分裂变压器、分别装在分裂变压器高低压端的高压配电装置和低压配电装置。所述的分裂变压器由铁心、分别绕制在铁心外侧的高压绕组和分别绕制在高压绕组外侧的低压绕组构成。所述高压绕组分为第一高压绕组和第二高压绕组。所述低压绕组为第一低压绕组、第二低压绕组、第三低压绕组和第四低压绕组构成的四分裂结构。高、低压绕组分别采用主线段反串联、分接区并联的绕组“Z”形接法和双饼线圈交替排列结构，实现防雷型四分裂变压器。进而提高了光伏发电变压器的防雷特性，降低了光伏发电变压器的生产成本，减少光伏电站单位占地面积，节约投资成本。
【IPC分类】H01F27/30, H02S10/00, H01F27/28, H01F27/32, H02B7/06
【公开号】CN105513766
【申请号】CN201610002524
【发明人】王德元, 贝晓东, 尹文, 王本会, 于超群, 王岩
【申请人】沈阳飞驰电气设备有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月6日