專利名稱：風機機組試驗臺用變壓器和風機機組試驗臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風力發(fā)電技術，尤其涉及一種風機機組試驗臺用變壓器和風機機組試驗臺。
技術背景風機機組試驗臺用于對發(fā)電機組的輸出功率及帶載能力進行測試，變壓器是風機機組試驗臺中必不可少的設備。目前，風機機組試驗臺中用到的大型變壓器主要有啟動電機變壓器、風機定子側變壓器和風機轉子側變壓器，在變壓器布置上是采用三臺獨立的變壓器。啟動電機變壓器的原邊繞組連接電網(wǎng)，副邊繞組連接啟動電機，該變壓器可將電網(wǎng)的高壓電降到啟動電機的額定電壓后傳輸給啟動電機。啟動電機帶動待測的風機發(fā)電，風機定子側發(fā)出的交流電輸入到風機定子側變壓器的原邊繞組，經(jīng)過風機定子側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形成自循環(huán)，風機轉子側發(fā)出的交流電輸入到風機轉子側變壓器的原邊繞組，經(jīng)過風機轉子側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形成自循環(huán)，通過檢測風機的穩(wěn)定轉速可測得風機的輸出功率及帶載能力。然而，隨著風機的裝機容量的不斷增大，風機機組試驗臺也變得越來越復雜，變壓器容量也隨之越來越大，而三臺獨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。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種風機機組試驗臺用變壓器和風機機組試驗臺，用以克服上述現(xiàn)有技術中的變壓器體積大、成本高，而且占用空間大，現(xiàn)場布置困難的問題。本實用新型提供了一種風機機組試驗臺用變壓器，包括原邊繞組和用于與啟動電機連接的副邊繞組，所述原邊繞組包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組、用于與風機定子繞組連接的第二繞組和用于與風機轉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。所述磁芯上設有用于對所述磁芯預充磁的第四繞組。所述第四繞組設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。所述風機機組試驗臺用變壓器包括構成三相變壓器的三套原邊繞組和三套副邊繞組，每套原邊繞組對應一套副邊繞組。本實用新型還提供了一種風機機組試驗臺，包括啟動電機和上述的風機機組試驗臺用變壓器，所述啟動電機的輸出用于連接風機的輸入，所述變壓器的副邊繞組連接所述啟動電機的輸入，所述變壓器的輸入用于連接所述風機的輸出和電網(wǎng)。[0013]由上述技術方案可知，本實用新型通過原邊的三個繞組實現(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置預充磁的第四繞組，可對磁芯在變壓器合間前進行預充磁，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用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，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為本實用新型風機機組試驗臺用變壓器實施例一的結構示意圖；圖2為本實用新型風機機組試驗臺用變壓器實施例二的主視圖；圖3為圖2所示變壓器的俯視圖；圖4為圖2所示變壓器的側視圖；圖5為本實用新型風機機組試驗臺實施例的拓撲結構示意圖。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；30-原邊繞組； 40-電網(wǎng)；50-風機；60-第四繞組；61-接線端子； 70-斷路器。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。圖1為本實用新型風機機組試驗臺用變壓器實施例一的結構示意圖，如圖1所示， 本實施例的變壓器10包括原邊繞組30和用于與啟動電機連接的副邊繞組13，原邊繞組 30包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組15、用于與風機定子繞組連接的第二繞組14和用于與風機轉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所示實施例是采用0形磁芯，原邊繞組30和副邊繞組13設置在磁芯11的不同部分，實際應用中，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，從而可以進一步減小變壓器的體積。本實施例采用了共磁心四繞組設計方式，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連接高壓電網(wǎng)側、中壓風機定子側和低壓風機轉子側，副邊繞組對應試驗臺的中壓啟動電機側。通過磁路耦合，原邊的三個繞組實現(xiàn)共用副邊的一個副邊繞組，相比現(xiàn)有技術中采用三個獨立的變壓器，本實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，原邊高壓側先連接電網(wǎng)，將來自電網(wǎng)的如20千伏的高壓電轉變成如 3. 3千伏的啟動中壓電，并傳輸給啟動電機，帶動風機轉動。當風機達到最低發(fā)電轉速后開始發(fā)電，而風機發(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機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機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進一步加大啟動電機轉速。 這一過程將不斷循環(huán)，最終使風機達到額定轉速并持續(xù)一段時間。整個系統(tǒng)在實驗過程中處于是一個動態(tài)平衡狀態(tài)，即在實驗過程中變壓器的原邊輸入功率一直處于一個增長過程，直到風機達到額定轉速后，變壓器的原邊輸入功率與副邊輸出功率才達到平衡。本實施例的變壓器，由于轉速的變化，中壓風機定子側和低壓風機轉子側的發(fā)電容量并不是一個固定值，而是隨著風力發(fā)電機轉速的變化而變化的，且定子側和轉子側的功率最高點并不在同時出現(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際總容量小于等于副邊的額定容量，實際中通過使啟動中壓側的副邊繞組13額定容量小于原邊三個繞組的額定總容量， 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。本實施例的變壓器經(jīng)實驗臺運行后證明，完全能夠完成現(xiàn)有技術中需要三臺獨立的變壓器才能完成的工作，且沒有對實驗過程或電網(wǎng)產(chǎn)生任何不好的影響，而且安全高效。本實施例中，變壓器10為單相變壓器，在其他實施例中，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，每套原邊繞組對應一套副邊繞組，每套副邊繞組連接到啟動電機的一相輸入，每套原邊繞組分別與風機及電網(wǎng)的一相連接，本實施例的變壓器可適用于風力發(fā)電機組試驗臺用的三相、四繞組大功率的干式變壓器。本實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為本實用新型風機機組試驗臺用變壓器實施例二的主視圖，圖3為圖2所示變壓器的俯視圖，圖4為圖2所示變壓器的側視圖，如圖2 圖4所示，在上述圖1所示實施例的基礎上，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引出連接風機的定子繞組，第三繞組12可從接線端子19引出連接風機的轉子繞組，副邊繞組13可從接線端子18引出連接啟動電機的輸入。實際應用中，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上設置第四繞組60，第四繞組60可對磁芯在變壓器合間前進行預充磁，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，預充磁的第四繞組60可安裝在線圈的端部，即第四繞組設置在原邊繞組和/或副邊繞組的端部，一般預充磁時間在10秒內(nèi)。本實施例在達到上時實施例一的技術效果的基礎上，進一步地，通過在變壓器的磁芯上設置預充磁的第四繞組，可對磁芯在變壓器合間前進行預充磁，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為本實用新型風機機組試驗臺實施例的拓撲結構示意圖，如圖5所示，本實施例的試驗臺，包括啟動電機20和上述圖1或圖2所示的風機機組試驗臺用變壓器10，啟動電機20的輸出用于連接待測的風機50的輸入，具體可通過啟動電機的輸出軸將動能傳遞給風機50的轉軸，驅動風機50旋轉發(fā)電，變壓器10的副邊繞組13連接啟動電機20的輸入，變壓器10的輸入用于連接風機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、用于與風機50的定子繞組連接的第二繞組14和用于與風機50的轉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的磁芯上設置預充磁的第四繞組60(如圖2所示)，在每次斷路器合閘之前對變壓器的磁芯預充磁，可減少大電流對斷路器70的沖擊。本實施例可以執(zhí)行上述變壓器的全部功能，其工作原理及技術效果類似，不再贅述。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其進行限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對本實用新型的技術方案進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方案脫離本實用新型技術方案的精神和范圍。
權利要求1.一種風機機組試驗臺用變壓器，其特征在于，包括原邊繞組和用于與啟動電機連接的副邊繞組，所述原邊繞組包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組、用于與風機定子繞組連接的第二繞組和用于與風機轉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)權利要求2所述的變壓器，其特征在于，所述磁芯上設有用于對所述磁芯預充磁的第四繞組。
4.根據(jù)權利要求3所述的變壓器，其特征在于，所述第四繞組設置在所述原邊繞組和/ 或所述副邊繞組的端部。
5.根據(jù)權利要求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)權利要求1 5中任一項所述的變壓器，其特征在于，所述風機機組試驗臺用變壓器包括構成三相變壓器的三套原邊繞組和三套副邊繞組，每套原邊繞組對應一套副邊繞組。
7.—種風機機組試驗臺，其特征在于，包括啟動電機和權利要求1 6中任一項所述的風機機組試驗臺用變壓器，所述啟動電機的輸出用于連接風機的輸入，所述變壓器的副邊繞組連接所述啟動電機的輸入，所述變壓器的輸入用于連接所述風機的輸出和電網(wǎng)。
專利摘要本實用新型公開了一種風機機組試驗臺用變壓器和風機機組試驗臺，其中風機機組試驗臺用變壓器，包括原邊繞組和用于與啟動電機連接的副邊繞組，所述原邊繞組包括用于與電網(wǎng)連接的第一繞組、用于與風機定子繞組連接的第二繞組和用于與風機轉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。風機機組試驗臺包括啟動電機和上述的風機機組試驗臺用變壓器，所述啟動電機的輸出用于連接風機的輸入，所述變壓器的副邊繞組連接所述啟動電機的輸入，所述變壓器的輸入用于連接所述風機的輸出和電網(wǎng)。本實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:華銳風電科技(集團)股份有限公司