專利名稱：風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器和風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，尤其涉及一種風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器和風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺。
技術(shù)背景風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用于對發(fā)電機(jī)組的輸出功率及帶載能力進(jìn)行測試，變壓器是風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺中必不可少的設(shè)備。目前，風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺中用到的大型變壓器主要有啟動電機(jī)變壓器、風(fēng)機(jī)定子側(cè)變壓器和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變壓器，在變壓器布置上是采用三臺獨(dú)立的變壓器。啟動電機(jī)變壓器的原邊繞組連接電網(wǎng)，副邊繞組連接啟動電機(jī)，該變壓器可將電網(wǎng)的高壓電降到啟動電機(jī)的額定電壓后傳輸給啟動電機(jī)。啟動電機(jī)帶動待測的風(fēng)機(jī)發(fā)電，風(fēng)機(jī)定子側(cè)發(fā)出的交流電輸入到風(fēng)機(jī)定子側(cè)變壓器的原邊繞組，經(jīng)過風(fēng)機(jī)定子側(cè)變壓器變壓后由該變壓器的副邊繞組輸出傳輸給啟動電機(jī)形成自循環(huán)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)發(fā)出的交流電輸入到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變壓器的原邊繞組，經(jīng)過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變壓器變壓后由該變壓器的副邊繞組輸出傳輸給啟動電機(jī)形成自循環(huán)，通過檢測風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可測得風(fēng)機(jī)的輸出功率及帶載能力。然而，隨著風(fēng)機(jī)的裝機(jī)容量的不斷增大，風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺也變得越來越復(fù)雜，變壓器容量也隨之越來越大，而三臺獨(dú)立的變壓器由于體積大，需要占用的空間非常大，不僅成本高而且現(xiàn)場布置也具有很大困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器和風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺，用以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的變壓器體積大、成本高，而且占用空間大，現(xiàn)場布置困難的問題。本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器，包括原邊繞組和用于與啟動電機(jī)連接的副邊繞組，所述原邊繞組包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組、用于與風(fēng)機(jī)定子繞組連接的第二繞組和用于與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組連接的第三繞組，所述第一繞組、所述第二繞組、 所述第三繞組共用所述副邊繞組。所述第一繞組、所述第二繞組、所述第三繞組和所述副邊繞組共磁芯。所述磁芯上設(shè)有用于對所述磁芯預(yù)充磁的第四繞組。所述第四繞組設(shè)置在所述原邊繞組和/或所述副邊繞組的端部。所述第三繞組、所述副邊繞組、所述第二繞組和所述第一繞組從所述磁芯表面向外依次繞制。所述風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器包括構(gòu)成三相變壓器的三套原邊繞組和三套副邊繞組，每套原邊繞組對應(yīng)一套副邊繞組。本實(shí)用新型還提供了一種風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺，包括啟動電機(jī)和上述的風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器，所述啟動電機(jī)的輸出用于連接風(fēng)機(jī)的輸入，所述變壓器的副邊繞組連接所述啟動電機(jī)的輸入，所述變壓器的輸入用于連接所述風(fēng)機(jī)的輸出和電網(wǎng)。[0013]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型通過原邊的三個繞組實(shí)現(xiàn)共用副邊的一個副邊繞組，大大減小變壓器的體積，節(jié)約了成本，同時還便于變壓器現(xiàn)場布置；通過在變壓器的磁芯上設(shè)置預(yù)充磁的第四繞組，可對磁芯在變壓器合間前進(jìn)行預(yù)充磁，以降低變壓器的啟動電流，從而減少對上端斷路器的沖擊。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器實(shí)施例二的主視圖；圖3為圖2所示變壓器的俯視圖；圖4為圖2所示變壓器的側(cè)視圖；圖5為本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號說明10-變壓器；11-磁芯；12-第三繞組； 13-副邊繞組；14-第二繞組； 15-第一繞組；16 19-接線端子；20-啟動電機(jī)；30-原邊繞組； 40-電網(wǎng)；50-風(fēng)機(jī)；60-第四繞組；61-接線端子； 70-斷路器。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。圖1為本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示， 本實(shí)施例的變壓器10包括原邊繞組30和用于與啟動電機(jī)連接的副邊繞組13，原邊繞組 30包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組15、用于與風(fēng)機(jī)定子繞組連接的第二繞組14和用于與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組連接的第三繞組12，第一繞組15、第二繞組14、第三繞組12共用副邊繞組 13。具體應(yīng)用中，為減小變壓器的體積，第一繞組15、第二繞組14、第三繞組12和副邊繞組13可繞制在同一個磁芯11上，磁芯具體可選用鐵芯。圖1所示實(shí)施例是采用0形磁芯，原邊繞組30和副邊繞組13設(shè)置在磁芯11的不同部分，實(shí)際應(yīng)用中，磁芯11也可為條形磁芯，第一繞組15、第二繞組14、第三繞組12和副邊繞組13可繞制在該條形磁芯上的不同部分，也可從磁芯表面向外依次繞制，從而可以進(jìn)一步減小變壓器的體積。本實(shí)施例采用了共磁心四繞組設(shè)計(jì)方式，并且是特殊的三原邊輸入，一副邊輸出的型式。其中原邊繞組包括的三個繞組分別對應(yīng)連接高壓電網(wǎng)側(cè)、中壓風(fēng)機(jī)定子側(cè)和低壓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)，副邊繞組對應(yīng)試驗(yàn)臺的中壓啟動電機(jī)側(cè)。通過磁路耦合，原邊的三個繞組實(shí)現(xiàn)共用副邊的一個副邊繞組，相比現(xiàn)有技術(shù)中采用三個獨(dú)立的變壓器，本實(shí)施例可大大減小變壓器的體積，節(jié)約了成本，同時還便于現(xiàn)場變壓器布置。 具體使用時，原邊高壓側(cè)先連接電網(wǎng)，將來自電網(wǎng)的如20千伏的高壓電轉(zhuǎn)變成如 3. 3千伏的啟動中壓電，并傳輸給啟動電機(jī)，帶動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動。當(dāng)風(fēng)機(jī)達(dá)到最低發(fā)電轉(zhuǎn)速后開始發(fā)電，而風(fēng)機(jī)發(fā)出的電能分別會返送回變壓器10原邊，即通過發(fā)出如6. 3千伏的中壓電的風(fēng)機(jī)定子繞組連接第二繞組14和發(fā)出如0. 69千伏的低壓電的風(fēng)機(jī)定子繞組連接第三繞組12。經(jīng)變壓器10的副邊將電能變?yōu)閱又袎弘娸斚騿与姍C(jī)進(jìn)一步加大啟動電機(jī)轉(zhuǎn)速。 這一過程將不斷循環(huán)，最終使風(fēng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速并持續(xù)一段時間。整個系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)過程中處于是一個動態(tài)平衡狀態(tài)，即在實(shí)驗(yàn)過程中變壓器的原邊輸入功率一直處于一個增長過程，直到風(fēng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，變壓器的原邊輸入功率與副邊輸出功率才達(dá)到平衡。本實(shí)施例的變壓器，由于轉(zhuǎn)速的變化，中壓風(fēng)機(jī)定子側(cè)和低壓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的發(fā)電容量并不是一個固定值，而是隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化的，且定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)的功率最高點(diǎn)并不在同時出現(xiàn)，即原邊中中壓第二繞組14和低壓第三繞組12不可能同時達(dá)到額定功率，因此總是能夠保證任意時刻原邊三個繞組的實(shí)際總?cè)萘啃∮诘扔诟边叺念~定容量，實(shí)際中通過使啟動中壓側(cè)的副邊繞組13額定容量小于原邊三個繞組的額定總?cè)萘浚?即原邊和副邊額定容量不相等，可保證變壓器不會發(fā)生危險(xiǎn)。本實(shí)施例的變壓器經(jīng)實(shí)驗(yàn)臺運(yùn)行后證明，完全能夠完成現(xiàn)有技術(shù)中需要三臺獨(dú)立的變壓器才能完成的工作，且沒有對實(shí)驗(yàn)過程或電網(wǎng)產(chǎn)生任何不好的影響，而且安全高效。本實(shí)施例中，變壓器10為單相變壓器，在其他實(shí)施例中，變壓器10也可以為三相變壓器，三相變壓器包括三套原邊繞組和三套副邊繞組，分別繞制在三個磁芯上，每套原邊繞組對應(yīng)一套副邊繞組，每套副邊繞組連接到啟動電機(jī)的一相輸入，每套原邊繞組分別與風(fēng)機(jī)及電網(wǎng)的一相連接，本實(shí)施例的變壓器可適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)臺用的三相、四繞組大功率的干式變壓器。本實(shí)施例通過原邊的三個繞組共用副邊的一個副邊繞組，大大減小變壓器的體積，節(jié)約了成本，同時還便于變壓器現(xiàn)場布置。圖2為本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器實(shí)施例二的主視圖，圖3為圖2所示變壓器的俯視圖，圖4為圖2所示變壓器的側(cè)視圖，如圖2 圖4所示，在上述圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，變壓器10中第三繞組12、副邊繞組13、第二繞組14和第一繞組15是采用從磁芯11表面向外依次繞制，進(jìn)一步減小變壓器的體積。第一繞組15可從接線端子17引出連接電網(wǎng)，第二繞組14可從接線端子16引出連接風(fēng)機(jī)的定子繞組，第三繞組12可從接線端子19引出連接風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組，副邊繞組13可從接線端子18引出連接啟動電機(jī)的輸入。實(shí)際應(yīng)用中，為避免變壓器在合閘的瞬間啟動電流過大引起的不良后果，可以在變壓器10的磁芯11上設(shè)置第四繞組60，第四繞組60可對磁芯在變壓器合間前進(jìn)行預(yù)充磁，以降低變壓器的啟動電流，減少對上端斷路器的沖擊。該第四繞組60可從廠用電取電， 具體為第四繞組60可從接線端子61弓丨出連接廠用電線路，預(yù)充磁的第四繞組60可安裝在線圈的端部，即第四繞組設(shè)置在原邊繞組和/或副邊繞組的端部，一般預(yù)充磁時間在10秒內(nèi)。本實(shí)施例在達(dá)到上時實(shí)施例一的技術(shù)效果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，通過在變壓器的磁芯上設(shè)置預(yù)充磁的第四繞組，可對磁芯在變壓器合間前進(jìn)行預(yù)充磁，以降低變壓器的啟動電流，從而減少對上端斷路器的沖擊。圖5為本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，本實(shí)施例的試驗(yàn)臺，包括啟動電機(jī)20和上述圖1或圖2所示的風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器10，啟動電機(jī)20的輸出用于連接待測的風(fēng)機(jī)50的輸入，具體可通過啟動電機(jī)的輸出軸將動能傳遞給風(fēng)機(jī)50的轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動風(fēng)機(jī)50旋轉(zhuǎn)發(fā)電，變壓器10的副邊繞組13連接啟動電機(jī)20的輸入，變壓器10的輸入用于連接風(fēng)機(jī)50的輸出和電網(wǎng)40。變壓器10包括原邊繞組30和副邊繞組13，原邊繞組30包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組15、用于與風(fēng)機(jī)50的定子繞組連接的第二繞組14和用于與風(fēng)機(jī)50的轉(zhuǎn)子繞組連接的第三繞組12，第一繞組15、第二繞組14、第三繞組12共用副邊繞組13。具體應(yīng)用中，第一繞組15、第二繞組14、第三繞組12 和副邊繞組13可以繞制在同一個磁芯11 (如圖1或圖3所示)上。在變壓器10和電網(wǎng)之間設(shè)置有斷路器70，用于連通和斷開變壓器的電網(wǎng)供電，在變壓器10的磁芯上設(shè)置預(yù)充磁的第四繞組60(如圖2所示)，在每次斷路器合閘之前對變壓器的磁芯預(yù)充磁，可減少大電流對斷路器70的沖擊。本實(shí)施例可以執(zhí)行上述變壓器的全部功能，其工作原理及技術(shù)效果類似，不再贅述。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器，其特征在于，包括原邊繞組和用于與啟動電機(jī)連接的副邊繞組，所述原邊繞組包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組、用于與風(fēng)機(jī)定子繞組連接的第二繞組和用于與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組連接的第三繞組，所述第一繞組、所述第二繞組、所述第三繞組共用所述副邊繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于，所述第一繞組、所述第二繞組、所述第三繞組和所述副邊繞組共磁芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器，其特征在于，所述磁芯上設(shè)有用于對所述磁芯預(yù)充磁的第四繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器，其特征在于，所述第四繞組設(shè)置在所述原邊繞組和/ 或所述副邊繞組的端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器，其特征在于，所述第三繞組、所述副邊繞組、所述第二繞組和所述第一繞組從所述磁芯表面向外依次繞制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的變壓器，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器包括構(gòu)成三相變壓器的三套原邊繞組和三套副邊繞組，每套原邊繞組對應(yīng)一套副邊繞組。
7.—種風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺，其特征在于，包括啟動電機(jī)和權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器，所述啟動電機(jī)的輸出用于連接風(fēng)機(jī)的輸入，所述變壓器的副邊繞組連接所述啟動電機(jī)的輸入，所述變壓器的輸入用于連接所述風(fēng)機(jī)的輸出和電網(wǎng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器和風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺，其中風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器，包括原邊繞組和用于與啟動電機(jī)連接的副邊繞組，所述原邊繞組包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組、用于與風(fēng)機(jī)定子繞組連接的第二繞組和用于與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組連接的第三繞組，所述第一繞組、所述第二繞組、所述第三繞組共用所述副邊繞組。風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺包括啟動電機(jī)和上述的風(fēng)機(jī)機(jī)組試驗(yàn)臺用變壓器，所述啟動電機(jī)的輸出用于連接風(fēng)機(jī)的輸入，所述變壓器的副邊繞組連接所述啟動電機(jī)的輸入，所述變壓器的輸入用于連接所述風(fēng)機(jī)的輸出和電網(wǎng)。本實(shí)用新型可用于減小變壓器的體積，節(jié)約了成本，同時還便于變壓器現(xiàn)場布置。
文檔編號G01R31/00GK202041597SQ20112009907
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者張繼, 芮守娟, 蘇麗營 申請人:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司