海上风电用变压器及其散热器件的制作方法

1.本技术涉及变压器领域，特别是涉及海上风电用变压器及其散热器件。


背景技术：

2.由于陆地上经济可开发的风资源越来越少，全球风电场建设已出现从陆地向近海发展的趋势。海上风电相对于陆上风电而言，不占用土地资源，基本不受地形地貌影响，风速更高，风能资源更丰富，风电机组单机容量更大，年利用小时数更高，且海上风电风能资源的能量效益比陆地风电场高20％～40％。
3.海上风电用变压器的应用环境相对于陆地用的变压器更为恶劣，且维护困难，为了保证使用寿命及减少维护，传统思路是对散热器件增加防腐蚀层及避免接触海水等；项目组通过头脑风暴方法另辟蹊径，反其道而提出了可行方案，还进行了多个方案的对比优选及设计优化。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种海上风电用变压器及其散热器件。
5.一种海上风电用变压器的散热器件，其包括散热本体及上安装体；
6.所述散热本体向上开设有安装槽及连通所述安装槽的输入口及输出口，所述输入口及所述输出口均设置于所述散热本体上表面的位置处；
7.所述上安装体至少部分设置于所述安装槽中，且所述上安装体密封所述安装槽；
8.所述散热本体与所述上安装体之间形成有过油通道，所述过油通道为所述安装槽的一部分且所述过油通道连通所述输入口及所述输出口；
9.所述散热本体具有用于设置在海水中的淹没部及露置在海水上的海上部，且所述散热本体的上表面位于所述海上部上。
10.上述海上风电用变压器的散热器件，打破了传统避水的思想桎梏，不但克服了避免接触海水的行业偏见，而且主动地将部分结构直接设置在海水中，形成了牺牲外部保护内部的创新设计，一方面有利于提升散热效果，从而保证了油箱内部结构的相对低温使用环境，进而降低了油箱内部变压油的老化速率及绝缘物质的氧化速率，进一步保障了器身的安全使用寿命；另一方面通过上安装体的设计，有利于减少更换材料用量，在维护时只需更换散热本体配合抽真空操作即可，且散热本体可以回收再利用。
11.在其中一个实施例中，所述海上风电用变压器的散热器件还包括两个安装管及其密封盖，两个安装管包括第一安装管及第二安装管；
12.所述第一安装管的一端连通所述输入口，另一端可拆卸地密封安装一个所述密封盖；
13.所述第二安装管的一端连通所述输出口，另一端可拆卸地密封安装一个所述密封盖；
14.所述输入口用于通过其所连接的第一安装管连通海上风电用变压器的出油管道
以输入变压器油，所述输出口用于通过其所连接的第二安装管连通海上风电用变压器的进油管道以输出变压器油。
15.在其中一个实施例中，所述淹没部开设有用于被海水流过的流道；及/或，多个所述流道相互连通设置。
16.在其中一个实施例中，所述海上部上延伸设有挡水墙结构；及/或，所述挡水墙结构围合设置。
17.在其中一个实施例中，所述上安装体亦向上开设有至少一个空槽；及/或，所述上安装体的上表面凸出设有规则排列的多个散热片。
18.在其中一个实施例中，所述上安装体全部设置于所述安装槽中；及/或，所述散热本体与所述上安装体一体成型设置；或者，所述安装槽形成上大下小的形状，所述上安装体具有与所述安装槽相应的形状，所述上安装体通过重力作用紧密设置于所述安装槽中。
19.在其中一个实施例中，所述海上风电用变压器的散热器件还包括支架结构；
20.所述散热本体及所述上安装体的数量为多个，各所述散热本体分别安装于所述支架结构上且各所述散热本体相互间隔设置。
21.在其中一个实施例中，一种海上风电用变压器，其包括油箱、出油管道、进油管道以及任一项所述散热器件；
22.所述出油管道连通所述油箱的出油口及所述散热器件的输入口；
23.所述进油管道连通所述油箱的进油口及所述散热器件的输出口。
24.在其中一个实施例中，采用植物油作为变压器油。
25.在其中一个实施例中，所述海上风电用变压器还包括热油输送泵，所述出油管道通过所述热油输送泵连通所述输入口；及/或，所述进油管道通过所述热油输送泵连通所述输出口。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术所述海上风电用变压器的散热器件一实施例的部分结构示意图。
28.图2为本技术所述海上风电用变压器的散热器件一实施例的结构示意图。
29.图3为本技术所述海上风电用变压器的散热器件另一实施例的结构示意图。
30.图4为本技术所述海上风电用变压器的散热器件另一实施例的结构示意图。
31.图5为本技术所述海上风电用变压器的散热器件另一实施例的结构示意图。
32.图6为本技术所述海上风电用变压器的散热器件另一实施例的结构示意图。
33.图7为本技术所述海上风电用变压器的散热器件另一实施例的结构示意图。
34.图8为本技术所述海上风电用变压器的散热器件另一实施例的结构示意图。
35.图9为本技术所述海上风电用变压器的散热器件另一实施例的结构示意图。
36.图10为本技术所述海上风电用变压器的散热器件另一实施例的结构示意图。
37.图11为本技术所述海上风电用变压器一实施例的结构示意图。
38.附图标记：散热本体100、上安装体200、安装槽300、安装管400、油箱500、出油管道600、进油管道700、热油输送泵800、支架结构900、海水999；
39.输入口110、输出口120、上表面130、淹没部140、海上部150、挡水墙结构151、空槽210、散热片220、过油通道310、第一安装管410、第二安装管420、密封盖430、出油口510、进油口520。
具体实施方式
40.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
41.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本技术的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
43.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.除非另有定义，本技术的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本技术的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
45.本技术公开了一种海上风电用变压器及其散热器件，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，所述海上风电用变压器及其散热器件包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件，其包括散热本体及上安装体；所述散热本体向上开设有安装槽及连通所述安装槽的输入口及输出口，所述输入口及所述输出口均设置于所述散热本体上表面的位置处；所述上安装体至少部分设置于所述安装槽中，且所述上安装体密封所述安装槽；所述散热本体与所述上安装体之间形成有过油通道，所述过油通道为所述安装槽的一部分且所述过油通道连通所述输入口及所述输出口；所述散热本体具有用于设置在海水中的淹没部及露置在海水上的海上部，且所述散热本体的上表面位于所述海上部上。上述海上风电用变压器的散热器件，打破了传统避水的思想桎梏，不但克服了避免接触海水的行业偏见，而且主动地将部分结构直接设置在
海水中，形成了牺牲外部保护内部的创新设计，一方面有利于提升散热效果，从而保证了油箱内部结构的相对低温使用环境，进而降低了油箱内部变压油的老化速率及绝缘物质的氧化速率，进一步保障了器身的安全使用寿命；另一方面通过上安装体的设计，有利于减少更换材料用量，在维护时只需更换散热本体配合抽真空操作即可，且散热本体可以回收再利用。
46.在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件如图1及图2所示，其包括散热本体100及上安装体200；所述散热本体100向上开设有安装槽300及连通所述安装槽300的输入口110及输出口120，所述输入口110及所述输出口120均设置于所述散热本体100的上表面130的位置处，亦可称为所述输入口110及所述输出口120均设置于所述散热本体100的上表面130处；所述上安装体200至少部分设置于所述安装槽300中，结合图3，所述上安装体200密封所述安装槽300；所述散热本体100与所述上安装体200之间形成有过油通道310，所述过油通道310为所述安装槽300的一部分且所述过油通道310连通所述输入口110及所述输出口120；所述散热本体100具有用于设置在海水中的淹没部140及露置在海水上的海上部150，且所述散热本体100的上表面130位于所述海上部150上。本实施例中，所述上安装体200全部设置于所述安装槽300中。
47.在其中一个实施例中，所述散热本体向上开设有安装槽及连通所述安装槽的输入口及输出口，所述输入口及所述输出口均设置于所述散热本体上表面的位置处；向上开设安装槽中的向上，是相对于重力方向而言的，用于使安装槽远离海水，以使设置于所述安装槽中的上安装体尽可能地不接触海水。在其中一个实施例中，所述海上风电用变压器的散热器件还包括两个安装管及其密封盖，两个安装管包括第一安装管及第二安装管；所述第一安装管的一端连通所述输入口，另一端可拆卸地密封安装一个所述密封盖；所述第二安装管的一端连通所述输出口，另一端可拆卸地密封安装一个所述密封盖；在其中一个实施例中，所述输入口用于通过其所连接的第一安装管连通海上风电用变压器的出油管道以输入变压器油，所述输出口用于通过其所连接的第二安装管连通海上风电用变压器的进油管道以输出变压器油。在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件如图4所示，与图2所示实施例不同的是，本实施例中，所述海上风电用变压器的散热器件还包括两个安装管400及其密封盖430，两个安装管400包括第一安装管410及第二安装管420；所述第一安装管410的一端连通所述输入口110，另一端可拆卸地密封安装一个所述密封盖430；所述第二安装管420的一端连通所述输出口120，另一端可拆卸地密封安装一个所述密封盖430。进一步地，所述第一安装管的一端紧密连接所述输入口，所述第二安装管的一端紧密连接所述输出口，连接位置的周边设有密封套件，以免水汽经连接位置进入安装槽及其过油通道中，以保证被散热的变压器油的品质。这样的设计，有利于接入所述海上风电用变压器的出油管道及进油管道，实现准确定位安装，确保安装的相对密封效果。
48.在其中一个实施例中，所述上安装体至少部分设置于所述安装槽中，且所述上安装体密封所述安装槽；即除了所述输入口及所述输出口之外，所述安装槽被所述散热本体及所述上安装体共同密封；所述安装槽仅通过所述输入口及所述输出口对外连通。在其中一个实施例中，所述上安装体全部设置于所述安装槽中；在其中一个实施例中，所述散热本体与所述上安装体一体成型设置。对于一体成型的实施例，在更换所述散热本体时，需要将所述上安装体一同更换，在制造及安装方面具有简单方便的优点，但在成本方面略微浪费
材料。
49.在其中一个实施例中，所述安装槽形成上大下小的形状，所述上安装体具有与所述安装槽相应的形状，所述上安装体通过重力作用紧密设置于所述安装槽中。在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件如图5所示，与图3所示实施例不同的是，本实施例中，所述海上风电用变压器的散热器件的所述安装槽300形成上大下小的形状，所述上安装体200具有与所述安装槽300相应的形状，所述上安装体200通过重力作用紧密设置于所述安装槽300中。这样的设计，有利于提升密封效果，且上安装体的安装非常稳固，不惧波浪冲击。
50.为了提升所述上安装体的散热性能，在其中一个实施例中，所述上安装体的上表面凸出设有规则排列的多个散热片。在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件如图7所示，与图2所示实施例不同的是，本实施例中，所述上安装体200的上表面凸出设有规则排列的多个散热片220。具体的排列方式根据常规方式设置即可，所述上安装体具有散热片的实施例，配合所述上安装体内部设有辅助通道的实施例，提升了上安装体对于变压器油的散热性能。
51.为了节省材料及减轻重量，在其中一个实施例中，所述上安装体亦向上开设有至少一个空槽。在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件如图7所示，与图2所示实施例不同的是，本实施例中，所述上安装体200亦向上开设有至少一个空槽210。在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件如图8所示，与图7所示实施例不同的是，本实施例中，所述上安装体200亦向上开设有至少一个空槽210，且所述上安装体200的上表面，包括所述空槽210的上表面，凸出设有规则排列的多个散热片220。这样的设计，有利于减轻上安装体的重量，易于安装，且节省了材料。
52.在其中一个实施例中，所述散热本体与所述上安装体之间形成有过油通道，所述过油通道为所述安装槽的一部分且所述过油通道连通所述输入口及所述输出口；即所述安装槽除了被所述上安装体填充之外的剩余部分，作为所述过油通道，所述过油通道亦仅通过所述输入口及所述输出口对外连通。进一步地，所述过油通道具有弯折形状以增加接触散热的表面积，进一步地，所述过油通道具有空间三维形状，其具有相对于海平面相平行的流道，以及相对于海平面相垂直的流道，以提升与所述散热本体与所述上安装体的接触面积。进一步地，所述过油通道为单径流道或者双径流道，即仅有一条通道或者两条通道，以控制变压器油在所述散热本体与所述上安装体之间的流动；或者，所述过油通道具有相对于海平面相平行的平面状流道，以及相对于海平面相垂直的多个流道。进一步地，所述上安装体内部开设有连通所述过油通道的辅助通道，所述过油通道具有相对于海平面相平行的流道，所述辅助通道具有相对于海平面相垂直的流道，所述过油通道及所述辅助通道形成了相连通的空间三维形状；且所述过油通道及所述辅助通道整体为单径流道或者双径流道或者多径流道，以控制变压器油在所述散热本体与所述上安装体之间的流动。这样的设计，在为变压器油散热的时候，变压器油从油箱流出到所述过油通道中，采用传导方式经所述散热本体与所述上安装体散热，主要是通过所述散热本体将热量传递给外界的海水，过油通道相对于外部海水环境而言是密封的，以保证流入过油通道的变压器油不会增加水分含量，以免油箱内部的器身受潮。项目组还对比了过油通道仅设置在所述上安装体之内以及过油通道还设置在所述散热本体之内的两个方案，在维护阶段拆开所述上安装体与所述散
热本体时，过油通道仅设置在所述上安装体之内的方案存在所述上安装体与所述散热本体难以分离的问题，在以一年或者数年计的维护周期，如果没有所述过油通道相分隔，则所述上安装体与所述散热本体在重力等作用下，容易部分氧化并且卡住。而过油通道除了设在安装槽中还设置在所述散热本体之内的方案存在散热本体被腐蚀导致变压器油被污染而致使变压器受损的可能性，或者散热本体需要增加厚度导致更换成本上升的问题，因此可行的方案主要是过油通道设在安装槽中，以及过油通道设在安装槽中与上安装体之内；主要创新点是主动考虑腐蚀的时间周期，定期维护更换外层的散热本体，且通过安装槽及其过油通道提升更换的易分离性。
53.在其中一个实施例中，所述散热本体具有用于设置在海水中的淹没部及露置在海水上的海上部，且所述散热本体的上表面位于所述海上部上。在其中一个实施例中，所述淹没部开设有用于被海水流过的流道；在其中一个实施例中，所述淹没部开设有多个用于被海水流过的流道；在其中一个实施例中，多个所述流道相互连通设置。其余实施例以此类推，不做赘述。在其中一个实施例中，所述海上部上延伸设有挡水墙结构；在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件如图9所示，与图2所示实施例不同的是，本实施例中，所述海上部150上延伸设有挡水墙结构151。在其中一个实施例中，所述海上部上延伸设有挡水墙结构，且所述挡水墙结构围合设置。进一步地，所述挡水墙内弯设置且所述挡水墙围覆所述输入口及所述输出口或所述挡水墙围覆所述第一安装管及所述第二安装管，以避免海水接触所述输入口及所述输出口，或接触所述第一安装管及所述第二安装管，确保连接位置的密封效果，避免被海水浸泡侵蚀。进一步地，所述挡水墙内弯设置且形成顶部防水位置，所述输入口及所述输出口位于所述顶部防水位置的下方，所述海上部靠近所述顶部防水位置开设有位置低于所述输入口及所述输出口的导引槽，所述导引槽用于将从所述顶部防水位置流下的海水导流入海，以保护所述输入口及所述输出口，以及连接位置，避免接触海水。这样的设计，保护了所述上安装体及安装管与输入输出口的连接位置，有利于在长期使用中确保海上风电用变压器及其上安装体的设计寿命。
54.在其中一个实施例中，所述海上风电用变压器的散热器件还包括支架结构；所述散热本体及所述上安装体的数量为多个，各所述散热本体分别安装于所述支架结构上且各所述散热本体相互间隔设置。在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器的散热器件如图10所示，其包括支架结构900，以及安装在所述支架结构900上的四组散热结构，每组散热结构包括一个散热本体100及设置于所述散热本体100上且位于所述安装槽中的一个上安装体200；各所述散热本体100分别安装于所述支架结构900上且各所述散热本体100相互间隔设置。进一步地，各所述输入口通过分支出油管道分别连通所述油箱的出油管道，且各所述输出口通过分支进油管道分别连通所述油箱的进油管道。这样的设计，在增加了连接管道复杂性的前提下，有利于实现所述散热本体的小型化设计，易于更换操作，且分流的分支进出油管道相对于一体的进出油管道而言，配合分隔的散热本体相对于一体的散热本体而言具有更好散热效果。
55.在其中一个实施例中，一种海上风电用变压器，其包括油箱、出油管道、进油管道以及任一实施例所述散热器件；所述出油管道连通所述油箱的出油口及所述散热器件的输入口；所述进油管道连通所述油箱的进油口及所述散热器件的输出口。在其中一个实施例中，所述海上风电用变压器还包括热油输送泵，所述出油管道通过所述热油输送泵连通所
述输入口；及/或，所述进油管道通过所述热油输送泵连通所述输出口。可以理解的是，所述海上风电用变压器还包括其他常规结构，例如储油柜、高低压套管等，在此从略。在本技术一个实施例中，一种海上风电用变压器如图11所示，其包括油箱500、出油管道600、进油管道700以及散热器件；所述出油管道300连通所述油箱500的出油口510及所述散热器件的输入口110；所述进油管道700连通所述油箱500的进油口520及所述散热器件的输出口120。本实施例中，所述输入口110用于通过其所连接的第一安装管连通海上风电用变压器的出油管道600以输入变压器油，所述输出口120用于通过其所连接的第二安装管连通海上风电用变压器的进油管道700以输出变压器油。本实施例中，所述海上风电用变压器还包括热油输送泵800，所述进油管道700通过所述热油输送泵800连通所述输出口120，通过所述热油输送泵800将变压器油从所述输出口120经所述进油管道700泵入所述进油口520且进入所述油箱500内部。这样的设计，打破了传统避水的思想桎梏，不但克服了避免接触海水的行业偏见，而且主动地将散热器件的部分结构直接设置在海水中，形成了牺牲外部保护内部的创新设计，一方面有利于提升散热效果，从而保证了油箱内部结构的相对低温使用环境，进而降低了油箱内部变压油的老化速率及绝缘物质的氧化速率，进一步保障了器身的安全使用寿命；另一方面通过上安装体的设计，有利于减少更换材料用量，在维护时只需更换散热本体配合抽真空操作即可，且对于散热本体与上安装体并非一体设置的实施例，散热本体可以回收再利用。
56.为了避免污染环境，在其中一个实施例中，采用植物油作为变压器油。植物油作为变压器油具有易降解等优点，相对于传统的矿物油，植物油对环境更为友好，应用于海上风电用变压器，即便外渗进入大海亦不会对环境生态造成影响。
57.需要说明的是，本技术的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的海上风电用变压器及其散热器件。
58.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的专利保护范围应以所附权利要求为准。