一種光伏發(fā)電用干式變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏發(fā)電用干式變壓器，包括同心排列的低壓繞組和高壓繞組，低壓繞組采用雙分裂的排列結構，設置在所述光伏發(fā)電用干式變壓器內(nèi)部的鐵心為非晶合金鐵心。非晶合金的帶材厚度小，因此，其渦流損耗很小，用非晶合金材料代替硅鋼片制造變壓器鐵心，非晶合金材料的單位損耗僅為硅鋼片鐵心的20％～30％，所以，光伏發(fā)電用雙分裂變壓器采用導磁性能好的非晶合金帶材制成鐵心，使光伏發(fā)電用雙分裂干式變壓器獲得較低的空載電流，空載損耗較普通硅鋼片鐵心變壓器下降了約70％～80％，極大的提高了輸電效率，減少了電能損失，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)整體的效率和效益。
【專利說明】一種光伏發(fā)電用干式變壓器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于變壓器領域，具體涉及一種光伏發(fā)電用干式變壓器。
【背景技術】
[0002]光伏發(fā)電有離網(wǎng)(獨立電站)和并網(wǎng)(市電并網(wǎng)電站)兩種工作方式，并網(wǎng)系統(tǒng)是將太陽能電池板發(fā)出的直流電通過匯流箱、逆變器、升壓變壓器直接饋入電網(wǎng)，從而將分散的電能最終匯入電網(wǎng)，實現(xiàn)后續(xù)的輸送、分配和使用。目前，光伏電站為節(jié)約投資、節(jié)省安裝空間，多選用兩臺逆變器共用一臺雙分裂變壓器的方式(該方式相比一臺逆變器配一臺升壓變壓器將節(jié)約變壓器投資近50 %，安裝空間將節(jié)約近一半)，將兩臺逆變器逆變出的交流低壓經(jīng)由雙分裂變壓器的兩路低壓繞組分別輸入升壓變壓器，再由升壓變壓器升為一路符合并網(wǎng)要求的高壓，最終將太陽能電池板轉(zhuǎn)化的電能匯入電網(wǎng)。
[0003]由于國家對光伏發(fā)電上網(wǎng)電價執(zhí)行特殊的補貼政策，目前光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價，遠遠高于水電、火電的上網(wǎng)電價，因此，光伏電站的運營商更加關注光伏發(fā)電中各個環(huán)節(jié)的能效提升。太陽能電池板產(chǎn)生的涓涓細流幾經(jīng)周折最終在升壓變壓器處得以匯集、升壓、送出，因此，變壓器是流經(jīng)電能最為集中的一個環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)效率的提升對于整個太陽能電站的效率影響非?？捎^。
[0004]目前，光伏電站所使用的雙分裂變壓器的鐵心均為傳統(tǒng)的硅鋼片鐵心，其缺點是變壓器空載損耗高，效率低，使大量的太陽能電池板轉(zhuǎn)化的綠色能源被白白消耗無法產(chǎn)生效益，不利于光伏發(fā)電系統(tǒng)整體效率、效益的提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種光伏發(fā)電用干式變壓器，該變壓器可以有效的降低空載損耗和空載電流，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)整體的效率和效益。
[0006]解決本發(fā)明技術問題所采用的技術方案為提供一種光伏發(fā)電用干式變壓器，包括同心排列的低壓繞組和高壓繞組，低壓繞組采用雙分裂的排列結構，設置在所述光伏發(fā)電用干式變壓器內(nèi)部的鐵心為非晶合金鐵心。
[0007]優(yōu)選的是，所述非晶合金鐵心為鐵基非晶合金鐵心、鐵鎮(zhèn)非晶合金鐵心、鉆基非晶合金鐵心中的任意一種。
[0008]優(yōu)選的是，所述鐵心為三相三柱結構或三相五柱結構。優(yōu)選的是，所述鐵心結構采用疊環(huán)式卷鐵心、單環(huán)式卷鐵心、氣隙分布式卷鐵心、搭接式卷鐵心和疊片式鐵心。
[0009]優(yōu)選的是，所述非晶合金鐵心的橫截面采用矩形截面。
[0010]優(yōu)選的是，所述高壓繞組與所述低壓繞組之間設置有屏蔽繞組。
[0011]優(yōu)選的是，所述低壓繞組采用幅向雙分裂的排列結構，所述低壓繞組分裂成兩個分裂繞組，所述分裂繞組分別位于所述高壓繞組的內(nèi)外兩側。
[0012]優(yōu)選的是，所述低壓繞組采用軸向雙分裂的排列結構，所述低壓繞組分裂成兩個分裂繞組，所述高壓繞組采用兩個支路并聯(lián)的結構，所述高壓繞組的兩個支路分別繞制在對應的分裂繞組的外側。
[0013]優(yōu)選的是，所述高壓繞組采用角接方式，所述低壓繞組采用星接方式。低壓側中性點可引出，也可以不引出。
[0014]優(yōu)選的是，所述變壓器為干式變流變壓器。
[0015]優(yōu)選的是，變壓器額定容量依據(jù)所配逆變器容量而定，高壓側電壓等級多為10kV、35kV，兩路低壓繞組額定電壓相同，電壓值依據(jù)逆變器輸出電壓不同而不同。
[0016]節(jié)能降耗是變壓器發(fā)展的方向，采用非晶合金鐵心的光伏發(fā)電用雙分裂干式變壓器是一種新型節(jié)能型變壓器。非晶合金的帶材厚度小，因此，其渦流損耗很小，用非晶合金材料代替硅鋼片制造變壓器鐵心，非晶合金材料的單位損耗僅為硅鋼片鐵心的20%?30%，所以，光伏發(fā)電用雙分裂變壓器采用導磁性能好的非晶合金帶材制成鐵心，使光伏發(fā)電用雙分裂干式變壓器獲得較低的空載電流，空載損耗較普通硅鋼片鐵心變壓器下降了約70 %?80 %，極大的提高了輸電效率，減少了電能損失，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)整體的效率和效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1三相三柱非晶合金鐵心結構示意圖；
[0018]圖2采用三相三柱非晶合金鐵心的光伏發(fā)電用干式變壓器的外形圖的正視圖；
[0019]圖3采用三相三柱非晶合金鐵心的光伏發(fā)電用干式變壓器的外形圖的左視圖；
[0020]圖4三相五柱非晶合金鐵心結構示意圖；
[0021]圖5采用三相五柱非晶合金鐵心的伏發(fā)電用干式變壓器的外形圖的正視圖；
[0022]圖6采用三相五柱非晶合金鐵心的光伏發(fā)電用干式變壓器的外形圖的左視圖；
[0023]圖7光伏發(fā)電用干式變壓器的接線原理圖；
[0024]圖8采用三相三柱非晶合金鐵心的光伏發(fā)電用干式變壓器的低壓繞組軸向分裂圖；
[0025]圖9采用三相五柱非晶合金鐵心的光伏發(fā)電用干式變壓器的低壓繞組幅向分裂圖。
[0026]圖中:1，2，3，4，5，6，7-鐵心框;8，9，11，12-低壓輸入端;10，13_高壓輸出端;14，15-低壓分裂繞組；16_低壓繞組；17_高壓繞組；18，19-高壓繞組支路；20_三相三柱非晶合金鐵心；21_三相五柱非晶合金鐵心。
【具體實施方式】
[0027]為使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0028]實施例
[0029]如圖1至9所示，本實施例提供一種光伏發(fā)電用干式變壓器，包括同心排列的低壓繞組16和高壓繞組17，低壓繞組16采用雙分裂的排列結構，設置在所述光伏發(fā)電用干式變壓器內(nèi)部的鐵心為非晶合金鐵心。
[0030]優(yōu)選的是，所述非晶合金鐵心為鐵基非晶合金鐵心。當然，所述非晶合金鐵心也可以選用鐵鎳非晶合金鐵心或鈷基非晶合金鐵心。
[0031]變壓器損耗由空載損耗和負載損耗兩部分組成。變壓器運行狀態(tài)分為空載運行和負載運行兩種運行狀態(tài)，變壓器空載運行時，所產(chǎn)生的損耗即為空載損耗；變壓器負載運行時，所產(chǎn)生的損耗為空載損耗和負載損耗的和。光伏電站借助于陽光發(fā)電，白天有光照的時候，光伏發(fā)電用雙分裂干式變壓器投入運行將低壓電轉(zhuǎn)換成高壓電，此時變壓器所產(chǎn)生的損耗即為空載損耗和負載損耗之和；當夜晚沒有光照的時候，變壓器空載運行，此時變壓器只有空載損耗。由此可見，在夜間光伏發(fā)電用變壓器不工作，電站并不向電網(wǎng)輸出電能，此時變壓器僅消耗電網(wǎng)能量而不輸出能量。因此，將變壓器的空載損耗降到最低，對光伏電站整體的經(jīng)濟運行具有非常重要的意義，與普通的二十四小時均處于負載運行狀態(tài)的配電變壓器相比，針對于光伏電站用干式變壓器進行的空載損耗的降低所取得的經(jīng)濟效益更明顯。
[0032]節(jié)能降耗是變壓器發(fā)展的方向，采用非晶合金鐵心的光伏發(fā)電用雙分裂干式變壓器是一種新型節(jié)能型變壓器。非晶合金的帶材厚度小，因此，其渦流損耗很小，用非晶合金材料代替硅鋼片制造變壓器鐵心，非晶合金材料的單位損耗僅為硅鋼片鐵心的20%?30 %，所以，光伏發(fā)電用雙分裂變壓器采用導磁性能好的非晶合金帶材制成鐵心，使光伏發(fā)電用雙分裂干式變壓器獲得較低的空載電流，空載損耗較普通硅鋼片鐵心變壓器下降了約70 %?80 %，極大的提高了輸電效率，減少了電能損失，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)整體的效率和效益。
[0033]非晶合金由于沒有晶格和晶界的存在，因此，其磁化功率小，并具有良好的溫度穩(wěn)定性。由于非晶合金為無取向材料，所以使用非晶合金材料作為光伏發(fā)電用雙分裂干式變壓器的鐵心故可采用直接縫，且可不分級，使制造鐵心的工藝比較簡單。
[0034]優(yōu)選的是，所述鐵心為三相三柱結構。當然，所述鐵心也可以優(yōu)選為三相五柱結構。由于運輸高度的限制，三相三柱鐵心不能滿足運輸要求，可以通過降低鐵軛的高度，做成三相五柱鐵心。這種鐵心在三個中間的鐵心柱上纏繞A、B、C三相繞組，有三個心柱和兩個各有垂直于水平部分的鐵軛。容量較小時，一般采用三相五柱鐵心；容量較大時由于受到非晶合金帶材寬度的限制，一般采用8個卷鐵心分別前后兩排疊放在一起，形成較大截面積的鐵心結構，采用這種個疊放結構，可以增大非晶合金鐵心變壓器的容量。三相三柱鐵心的空載損耗比三相五柱鐵心的空載損耗低。如圖1所示，三相三柱非晶合金鐵心20包含鐵心框1、鐵心款2和鐵心框3。鐵心框3為大框,鐵心框I和鐵心框2為小框,鐵心框I和鐵心框2并在一起，然后套在鐵心框3中，即構成鐵心結構。如圖2、圖3所示，采用三相三柱非晶合金鐵心20的光伏發(fā)電用變壓器包括低壓輸入端8、低壓輸入端9和高壓輸出端10。如圖4所示，三相五柱非晶合金鐵心21包含鐵心框4、鐵心框5、鐵心框6、鐵心框7，鐵心框5和鐵心框6的兩個邊框挨著形成一根柱子，鐵心框4和鐵心框5的兩個邊框挨著形成一根柱子,鐵心框6和鐵心框7的兩個邊框挨著形成一根柱子，鐵心框4的一個邊框單獨作為一根柱子，鐵心框7單獨作為一根柱子，形成五根柱子，如圖4所示中間的三根柱子套裝線圈，最邊上的柱子不套裝線圈。其中，鐵心框5和鐵心框6稍小，鐵心框4和鐵心框7稍大。如圖5和圖6所示，采用三相五柱非晶合金鐵心21的光伏發(fā)電用變壓器包括低壓輸入端11、低壓輸入端12和高壓輸出端13。
[0035]優(yōu)選的是，所述鐵心結構采用疊環(huán)式卷鐵心。當然，所述鐵心結構也可以采用單環(huán)式卷鐵心、氣隙分布式卷鐵心、搭接式卷鐵心或疊片式鐵心中的任意一種。其中，光伏發(fā)電用非晶合金干式變壓器夾件為槽鋼式，也可制作為折板式。
[0036]優(yōu)選的是，所述非晶合金鐵心的橫截面采用矩形截面。非晶合金鐵心截面積要比同容量的硅鋼片變壓器的鐵心大，這是因為非晶合金帶的工作磁密度比硅鋼片的低。在截面積相同的條件下，矩形的周長比圓形長，因此，非晶合金變壓器高低壓線圈主空道的周長要比同容量硅鋼片鐵心變壓器長得多。
[0037]優(yōu)選的是，所述高壓繞組17與所述低壓繞組16之間設置有屏蔽繞組。
[0038]如圖7、8所示，優(yōu)選的是，所述低壓繞組16采用軸向雙分裂的排列結構，所述低壓繞組16分裂成兩個分裂繞組，它們分別為低壓分裂繞組14和低壓分裂繞組15 ;所述高壓繞組17采用兩個支路并聯(lián)的結構，這兩個支路分別為高壓繞組支路18和高壓繞組支路19，所述高壓繞組17的兩個支路分別繞制在對應的分裂繞組的外側。該光伏發(fā)電用干式變壓的低壓繞組16的軸向分裂，結構簡單易設計，且能保證低壓繞組對高壓繞組的阻抗一致。當然，如圖9所示，所述低壓繞組16也可以采用幅向雙分裂的排列結構，所述低壓繞組16分裂成兩個分裂繞組，所述分裂繞組分別位于所述高壓繞組17的內(nèi)外兩側。該光伏發(fā)電用干式變壓器的低壓繞組16的幅向分裂，可以有效降低鐵心的高度。
[0039]優(yōu)選的是，所述高壓繞組17采用角接方式，所述低壓繞組16采用星接方式。低壓側中性點可引出，也可以不引出。
[0040]優(yōu)選的是，所述變壓器為干式變流變壓器。
[0041]優(yōu)選的是，變壓器額定容量依據(jù)所配逆變器容量而定，高壓例電壓等級多為10kV、35kV，兩路低壓分裂繞組額定電壓相同，電壓值依據(jù)逆變器輸出電壓不同而不同。
[0042]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種光伏發(fā)電用干式變壓器，包括同心排列的低壓繞組和高壓繞組，低壓繞組采用雙分裂的排列結構，其特征在于，設置在所述光伏發(fā)電用干式變壓器內(nèi)部的鐵心為非晶合金鐵心。
2.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述非晶合金鐵心為鐵基非晶合金鐵心、鐵鎳非晶合金鐵心、鈷基非晶合金鐵心中的任意一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述鐵心為三相三柱結構或三相五柱結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述鐵心結構采用疊環(huán)式卷鐵心、單環(huán)式卷鐵心、氣隙分布式卷鐵心、搭接式卷鐵心或疊片式鐵心中的任意一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述非晶合金鐵心的橫截面采用矩形截面。
6.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述高壓繞組與所述低壓繞組之間設置有屏蔽繞組。
7.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述低壓繞組采用幅向雙分裂的排列結構，所述低壓繞組分裂成兩個分裂繞組，所述分裂繞組分別位于所述高壓繞組的內(nèi)外兩側。
8.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述低壓繞組采用軸向雙分裂的排列結構，所述低壓繞組分裂成兩個分裂繞組，所述高壓繞組采用兩個支路并聯(lián)的結構，所述高壓繞組的兩個支路分別繞制在對應的分裂繞組的外側。
9.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述高壓繞組采用角接方式，所述低壓繞組采用星接方式。
10.根據(jù)權利要求1所述的光伏發(fā)電用干式變壓器，其特征在于，所述變壓器為干式變流變壓器。
【文檔編號】H02S10/00GK103779051SQ201210396646
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月18日 優(yōu)先權日:2012年10月18日
【發(fā)明者】蔣志勇 申請人:特變電工股份有限公司