風(fēng)電場(chǎng)第3章1

1、風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)第第3 3章章 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備1制作：朱永強(qiáng)，張旭，申惠琪制作：朱永強(qiáng)，張旭，申惠琪華北電力大學(xué)華北電力大學(xué)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備第第3 3章章 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備1關(guān)注的問題關(guān)注的問題發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理是什么？發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理是什么？大型發(fā)電機(jī)的種類有哪些？各自有什么特點(diǎn)？大型發(fā)電機(jī)的種類有哪些？各自有什么特點(diǎn)？變壓器的工作原理是什么？其實(shí)際結(jié)構(gòu)式怎樣的？變壓器的工作原理是什么？其實(shí)際結(jié)構(gòu)式怎樣的？變壓器的型號(hào)和參數(shù)有哪些？變壓器的型號(hào)和參數(shù)有哪些？教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)基本掌

2、握發(fā)電機(jī)和變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理基本掌握發(fā)電機(jī)和變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理識(shí)記變壓器的型式、參數(shù)識(shí)記變壓器的型式、參數(shù)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電機(jī)和變壓器有具體認(rèn)知對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電機(jī)和變壓器有具體認(rèn)知風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī) 3.1.1發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 目前風(fēng)電場(chǎng)中應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大都是目前風(fēng)電場(chǎng)中應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大都是三相交流發(fā)電機(jī)三相交流發(fā)電機(jī) 各類發(fā)電機(jī)的主體部分都由各類發(fā)電機(jī)的主體部分都由靜止的定子靜止的定子和和可以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子可以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩兩大部分構(gòu)成大部分構(gòu)成 原動(dòng)機(jī)（例如風(fēng)力發(fā)電中用的風(fēng)原動(dòng)機(jī)（例如風(fēng)力發(fā)電中用的風(fēng)力

3、機(jī)）帶動(dòng)轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)，在力機(jī)）帶動(dòng)轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)，在定定子繞組中感應(yīng)出電勢(shì)子繞組中感應(yīng)出電勢(shì)，在閉合的，在閉合的外電路中形成電流從定子繞組出外電路中形成電流從定子繞組出線端（如圖中的線端（如圖中的A A、B B、C C所示）所示）送出。送出。定子就像一個(gè)空心的圓筒，定子就像一個(gè)空心的圓筒，轉(zhuǎn)子像一個(gè)實(shí)心的滾軸轉(zhuǎn)子像一個(gè)實(shí)心的滾軸風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.1發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 定子和轉(zhuǎn)子一般都由定子和轉(zhuǎn)子一般都由鐵心和繞組鐵心和繞組構(gòu)成。構(gòu)成。 繞組多是用繞組多是用銅線纏繞的金屬線圈銅線纏繞的金屬線圈，當(dāng)然銅線外面要包裹絕緣，當(dāng)然銅線外面要包

4、裹絕緣物質(zhì)。鐵心的功能是物質(zhì)。鐵心的功能是靠鐵磁材料提供磁的通路靠鐵磁材料提供磁的通路，以，以約束磁場(chǎng)約束磁場(chǎng)的分布的分布。 各種發(fā)電機(jī)的定子的基本結(jié)構(gòu)是類似的各種發(fā)電機(jī)的定子的基本結(jié)構(gòu)是類似的定子鐵心由定子鐵心由很薄的圓環(huán)狀硅鋼片疊制而成很薄的圓環(huán)狀硅鋼片疊制而成，內(nèi)，內(nèi)表面開了表面開了若干軸向溝槽若干軸向溝槽，用于嵌放定子繞組。，用于嵌放定子繞組。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.1發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)電機(jī)結(jié)構(gòu)的差別電機(jī)結(jié)構(gòu)的差別可能主要體現(xiàn)在可能主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)子的形狀或轉(zhuǎn)子繞組的形狀轉(zhuǎn)子的形狀或轉(zhuǎn)子繞組的形狀同步機(jī)的轉(zhuǎn)子有同步機(jī)的轉(zhuǎn)子有凸極式和隱

5、極式凸極式和隱極式等類別等類別凸極式轉(zhuǎn)子鐵心，凸極式轉(zhuǎn)子鐵心，有有明顯的磁極凸出明顯的磁極凸出隱極式轉(zhuǎn)子鐵心的截面為圓形。隱極式轉(zhuǎn)子鐵心的截面為圓形。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.1發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 異步機(jī)異步機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組有的轉(zhuǎn)子繞組有鼠籠式和繞線式鼠籠式和繞線式等等繞線式繞線式轉(zhuǎn)子的繞組連接到轉(zhuǎn)子的繞組連接到三三個(gè)固定在轉(zhuǎn)軸上的銅環(huán)個(gè)固定在轉(zhuǎn)軸上的銅環(huán)，通，通過過電刷電刷引出?？梢栽谵D(zhuǎn)子繞引出?？梢栽谵D(zhuǎn)子繞組傳入阻抗，以改善電機(jī)的組傳入阻抗，以改善電機(jī)的啟動(dòng)性能或者調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速啟動(dòng)性能或者調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速鼠籠式鼠籠式轉(zhuǎn)子的繞組由轉(zhuǎn)子的繞組由嵌放在嵌放在

6、轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的金屬導(dǎo)條轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的金屬導(dǎo)條和和兩端的短路環(huán)兩端的短路環(huán)組成組成風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.2發(fā)電機(jī)的工作原理發(fā)電機(jī)的工作原理 發(fā)電機(jī)的工作原理主要是基于發(fā)電機(jī)的工作原理主要是基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 電電 磁磁 當(dāng)導(dǎo)體中通入電流時(shí)，在帶電導(dǎo)體的周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)體中通入電流時(shí)，在帶電導(dǎo)體的周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 如果導(dǎo)體中流過的電流是如果導(dǎo)體中流過的電流是直流電直流電，則產(chǎn)生，則產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)恒定的磁場(chǎng)。如果。如果導(dǎo)體中流過的電流是導(dǎo)體中流過的電流是交流電交流電，則產(chǎn)生，則產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)交變的磁場(chǎng)。 磁磁 電電 當(dāng)處于磁場(chǎng)中的

7、導(dǎo)體做不平行于磁場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體當(dāng)處于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體做不平行于磁場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體切切割磁力線割磁力線，就會(huì)在該導(dǎo)體中，就會(huì)在該導(dǎo)體中感應(yīng)出電勢(shì)感應(yīng)出電勢(shì) 如果該導(dǎo)體與外電路構(gòu)成了閉合回路，則還會(huì)在感應(yīng)電勢(shì)的如果該導(dǎo)體與外電路構(gòu)成了閉合回路，則還會(huì)在感應(yīng)電勢(shì)的作用下形成作用下形成感應(yīng)電流感應(yīng)電流。eblv風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.2.1轉(zhuǎn)子繞組通入直流勵(lì)磁電流同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通入直流勵(lì)磁電流同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中的轉(zhuǎn)子繞組中的直流勵(lì)磁電流直流勵(lì)磁電流，形，形成相對(duì)于成相對(duì)于轉(zhuǎn)子靜止的恒定磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子靜止的恒定磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)（例如風(fēng)力機(jī)）當(dāng)轉(zhuǎn)

8、子在原動(dòng)機(jī)（例如風(fēng)力機(jī)）的驅(qū)動(dòng)下以的驅(qū)動(dòng)下以轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，那么時(shí)，那么定子繞組與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間便有了定子繞組與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間便有了轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而在定，從而在定子繞組中產(chǎn)生子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)感應(yīng)電勢(shì)。磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的位置在定子內(nèi)表面圓周上出現(xiàn)的位置是隨著時(shí)間磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的位置在定子內(nèi)表面圓周上出現(xiàn)的位置是隨著時(shí)間變化的，變化的，可以形象的理解為，磁場(chǎng)強(qiáng)度最大值出現(xiàn)的位置是在定可以形象的理解為，磁場(chǎng)強(qiáng)度最大值出現(xiàn)的位置是在定子內(nèi)表面圓周上旋轉(zhuǎn)的，因此常常將三相對(duì)稱電流在定子中產(chǎn)生子內(nèi)表面圓周上旋轉(zhuǎn)的，因此常常將三相對(duì)稱電流在定子中產(chǎn)生的這種磁場(chǎng)稱為的這種磁場(chǎng)稱為旋轉(zhuǎn)磁

9、場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在同步發(fā)電機(jī)中，定子繞組中的電流是主要感應(yīng)出來的，事實(shí)在同步發(fā)電機(jī)中，定子繞組中的電流是主要感應(yīng)出來的，事實(shí)上，上，定子電流的頻率是由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速定子電流的頻率是由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（在同步機(jī)中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（在同步機(jī)中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n等于同步速等于同步速n1）決定的決定的，即：，即：1160pnf 風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.2.2轉(zhuǎn)子繞組無勵(lì)磁電流異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組無勵(lì)磁電流異步發(fā)電機(jī)NS1nNS1nNS1n1nn假設(shè)假設(shè)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為n1，當(dāng)異步機(jī)的，當(dāng)異步機(jī)的轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)（例如風(fēng)力機(jī)）的驅(qū)動(dòng)下，以轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)（例如風(fēng)力機(jī)

10、）的驅(qū)動(dòng)下，以轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體與定子旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有磁場(chǎng)之間有n-n1的轉(zhuǎn)速差的轉(zhuǎn)速差在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出的電壓和電流的頻率也都在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出的電壓和電流的頻率也都由該轉(zhuǎn)速差決定。由該轉(zhuǎn)速差決定。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.2.2轉(zhuǎn)子繞組無勵(lì)磁電流異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組無勵(lì)磁電流異步發(fā)電機(jī)異步電機(jī)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電流的頻率轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電流的頻率應(yīng)為：應(yīng)為：轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度（指的是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)（指的是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速）為：速）為：定子繞組中電流的頻率定子繞組中電

11、流的頻率f1f1由感應(yīng)出該電流的定子繞組與轉(zhuǎn)子由感應(yīng)出該電流的定子繞組與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相對(duì)轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)的相對(duì)轉(zhuǎn)速n1n1決定，即：決定，即：轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率的定義如下：同步速的定義如下：同步速n1n1和電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n之差與同步速之差與同步速n1n1的比值，用的比值，用s s表示：表示：12()60p nnf22160()fnnnp1160pnf 11nnsn風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.2.3轉(zhuǎn)子繞組通入交流勵(lì)磁電流交流勵(lì)磁式發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通入交流勵(lì)磁電流交流勵(lì)磁式發(fā)電機(jī) 交流勵(lì)磁式發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)有些類似，差別在于它交流勵(lì)磁式發(fā)電機(jī)和異步

12、發(fā)電機(jī)有些類似，差別在于它主動(dòng)主動(dòng)給轉(zhuǎn)子繞組提供產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)所需的交流勵(lì)磁電流給轉(zhuǎn)子繞組提供產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)所需的交流勵(lì)磁電流。 當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n n旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果能夠控制轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流的頻旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果能夠控制轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流的頻率率f2f2，使得轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速，使得轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速n2n2（根據(jù)需要，（根據(jù)需要，可以與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同或相反）始終滿足可以與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同或相反）始終滿足 則可以在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速則可以在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n n發(fā)生變化的情況下，仍能保持發(fā)電發(fā)生變化的情況下，仍能保持發(fā)電機(jī)定子輸出電壓頻率恒定。機(jī)定子輸出電壓頻率恒定。21nnn風(fēng)電場(chǎng)

13、電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.2 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主流機(jī)型大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主流機(jī)型 未來并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型都是通過未來并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型都是通過電力電子換流器電力電子換流器實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變速恒頻控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變速恒頻控制。 變速恒頻變速恒頻，即風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是可變的，而發(fā)電，即風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是可變的，而發(fā)電機(jī)輸出電壓的頻率是恒定的。機(jī)輸出電壓的頻率是恒定的。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.2.1 鼠籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)鼠籠型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī) 由于風(fēng)速的不斷變化，導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)以及

14、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨之由于風(fēng)速的不斷變化，導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)以及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨之變化，所以實(shí)際上變化，所以實(shí)際上鼠籠型風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓頻率是變化鼠籠型風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓頻率是變化的的 基于基于電力電子技術(shù)的換流器電力電子技術(shù)的換流器，先將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電，先將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓壓整流整流，得到直流電壓，再將該直流電壓，得到直流電壓，再將該直流電壓逆變逆變?yōu)轭l率、幅值、為頻率、幅值、相位都滿足要求的交流電，送入電網(wǎng)。相位都滿足要求的交流電，送入電網(wǎng)。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.2.2 永磁同步直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)永磁同步直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī) 所謂所

15、謂“直驅(qū)式直驅(qū)式”是指，風(fēng)力機(jī)與發(fā)電機(jī)之間沒有變速機(jī)構(gòu)是指，風(fēng)力機(jī)與發(fā)電機(jī)之間沒有變速機(jī)構(gòu)（即齒輪箱），而是由風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。（即齒輪箱），而是由風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速就由風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化時(shí)，風(fēng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速就由風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化時(shí)，風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)發(fā)生變化，因而轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度是時(shí)刻變化力機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)發(fā)生變化，因而轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度是時(shí)刻變化的。的。 為了解決風(fēng)速變化帶來的為了解決風(fēng)速變化帶來的輸出電壓頻率變動(dòng)的問題輸出電壓頻率變動(dòng)的問題，需要在，需要在發(fā)電機(jī)定子繞組與電網(wǎng)之間配置發(fā)電機(jī)定子繞組與電網(wǎng)之間配置換流器換流器風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)

16、風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.2.3 交流勵(lì)磁雙饋式感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組交流勵(lì)磁雙饋式感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 所謂所謂“雙饋式雙饋式”是指，發(fā)電機(jī)的是指，發(fā)電機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組與電網(wǎng)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組與電網(wǎng)都有電氣連接都有電氣連接，都可以與電網(wǎng)之間交換功率。，都可以與電網(wǎng)之間交換功率。 雙饋式風(fēng)電機(jī)組的定子繞組與電網(wǎng)直接連接，雙饋式風(fēng)電機(jī)組的定子繞組與電網(wǎng)直接連接，輸出電壓的頻輸出電壓的頻率可以通過轉(zhuǎn)子繞組中的交流勵(lì)磁電流的頻率調(diào)節(jié)得以控制率可以通過轉(zhuǎn)子繞組中的交流勵(lì)磁電流的頻率調(diào)節(jié)得以控制。 換流器先將電網(wǎng)換流器先將電網(wǎng)50Hz的交流電的交流電整流整流，得到直流電，

17、再將該直，得到直流電，再將該直流電流電逆變逆變?yōu)轭l率滿足要求的交流電，用于轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁。為頻率滿足要求的交流電，用于轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.2.4 無刷雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無刷雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 無刷雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其無刷雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其定子有兩套極數(shù)不同的繞組定子有兩套極數(shù)不同的繞組，一個(gè)稱為一個(gè)稱為功率繞組功率繞組，直接接電網(wǎng)；另一個(gè)稱為，直接接電網(wǎng)；另一個(gè)稱為控制繞組控制繞組，通，通過雙向換流器接電網(wǎng)。過雙向換流器接電網(wǎng)。 轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)子為籠型或磁阻式籠型或磁阻式結(jié)構(gòu)，無需電刷和滑環(huán)，結(jié)構(gòu)，無需電刷和滑環(huán)，轉(zhuǎn)子的極

18、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)應(yīng)為定子兩個(gè)繞組極對(duì)數(shù)之和應(yīng)為定子兩個(gè)繞組極對(duì)數(shù)之和。 這種無刷雙饋發(fā)電機(jī)定子的功率繞組和控制繞組的作用分別這種無刷雙饋發(fā)電機(jī)定子的功率繞組和控制繞組的作用分別相當(dāng)于交流勵(lì)磁雙饋發(fā)電機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于交流勵(lì)磁雙饋發(fā)電機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.2.4 無刷雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無刷雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)于無刷雙饋發(fā)電機(jī)，有對(duì)于無刷雙饋發(fā)電機(jī)，有： fp定子功率繞組電流頻率定子功率繞組電流頻率，與電網(wǎng)頻率相同；，與電網(wǎng)頻率相同； fc定子控制繞組電流頻率定子控制繞組電流頻率； fm轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)

19、應(yīng)的頻率； pp定子功率繞組的極對(duì)數(shù)定子功率繞組的極對(duì)數(shù)； pc定子控制繞組的極對(duì)數(shù)定子控制繞組的極對(duì)數(shù)。超同步時(shí)，式中取超同步時(shí)，式中取“+”；亞同步時(shí)，??；亞同步時(shí)，取“”pcpcm()ffppf風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.2 變壓器變壓器 3.2.1 變壓器工作原理變壓器工作原理 3.2.1.1 變壓器的電壓變換變壓器的電壓變換 變壓器的基本原理變壓器的基本原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)電壓等級(jí)的交是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)電壓等級(jí)的交流電能到另一電壓等級(jí)交流電能的變換流電能到另一電壓等級(jí)交流電能的變換 變壓器的核心部件是變壓器的核心部件是鐵心和

20、繞組鐵心和繞組，鐵心用于提供磁路，纏繞于，鐵心用于提供磁路，纏繞于鐵心上的繞組構(gòu)成電路鐵心上的繞組構(gòu)成電路 與電源相連的一側(cè)為與電源相連的一側(cè)為一次繞組一次繞組，與負(fù)荷相連的一側(cè)為，與負(fù)荷相連的一側(cè)為二次繞組二次繞組風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.1.1 變壓器的電壓變換變壓器的電壓變換 一次繞組和二次繞組一般一次繞組和二次繞組一般沒有電氣上的連接沒有電氣上的連接，而是，而是通過鐵心通過鐵心中的磁場(chǎng)建立聯(lián)系中的磁場(chǎng)建立聯(lián)系。 對(duì)于理想變壓器，感應(yīng)電對(duì)于理想變壓器，感應(yīng)電 壓、電流和繞組匝數(shù)之間壓、電流和繞組匝數(shù)之間 有如下關(guān)系：有如下關(guān)系：1122E

21、NEN1122I NI N每臺(tái)變壓器可以長期流過的最大功率，規(guī)定為它自身的每臺(tái)變壓器可以長期流過的最大功率，規(guī)定為它自身的額定容量額定容量，以，以kVA來標(biāo)定。來標(biāo)定。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.1.2 變壓器的等效電路變壓器的等效電路 在電力系統(tǒng)的分析中，往往構(gòu)建變壓器的等值電路模型，主在電力系統(tǒng)的分析中，往往構(gòu)建變壓器的等值電路模型，主要包括三個(gè)部分：要包括三個(gè)部分：一次繞組的電路一次繞組的電路、由磁路等值為電路的勵(lì)、由磁路等值為電路的勵(lì)磁電路及二次繞組的電路磁電路及二次繞組的電路風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次

22、設(shè)備 3.2.1.2 變壓器的等效電路變壓器的等效電路 工程中可以采用工程中可以采用空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)來測(cè)定來測(cè)定勵(lì)磁阻抗勵(lì)磁阻抗 變壓器繞組的變壓器繞組的漏阻抗漏阻抗可以通過可以通過短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)測(cè)得。測(cè)得。 在電氣設(shè)計(jì)的工程實(shí)際中，為了簡化計(jì)算，往往忽略掉勵(lì)磁在電氣設(shè)計(jì)的工程實(shí)際中，為了簡化計(jì)算，往往忽略掉勵(lì)磁阻抗的影響，采用如下圖所示的簡化等效電路。阻抗的影響，采用如下圖所示的簡化等效電路。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2 變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu) 大多數(shù)電力變壓器均為大多數(shù)電力變壓器均為油浸式變壓器油浸式變壓器，即以油作為絕緣和冷，即以油作

23、為絕緣和冷卻介質(zhì)，所用的油一般為卻介質(zhì)，所用的油一般為礦物油礦物油。 圖3-7 變壓器工作原理示意圖1234567891011121314151、鐵芯2、繞組3、調(diào)壓分接頭4、調(diào)壓機(jī)構(gòu)箱5、高壓側(cè)套管6、低壓側(cè)套管7、高壓側(cè)中性點(diǎn)8、壓力釋放閥門9、瓦斯繼電器10、11、吸濕器12、主變端子箱13、散熱風(fēng)扇14、油箱15、儲(chǔ)油柜油浸式變壓器由油浸式變壓器由其核心部件（即其核心部件（即實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的鐵心和繞組鐵心和繞組）、）、用于調(diào)整電壓變用于調(diào)整電壓變比的比的分接頭分接頭和分和分接開關(guān)以及接開關(guān)以及油箱油箱和輔助設(shè)備和輔助設(shè)備構(gòu)成。構(gòu)成。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一

24、次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.1 鐵心鐵心 變壓器鐵心的作用變壓器鐵心的作用是為經(jīng)過一次繞組和二次繞組的磁通提供是為經(jīng)過一次繞組和二次繞組的磁通提供低磁阻的磁路低磁阻的磁路 當(dāng)磁通的大小和方向發(fā)生變化時(shí)，鐵心材料的分子重新排布當(dāng)磁通的大小和方向發(fā)生變化時(shí)，鐵心材料的分子重新排布需要消耗一定的能量，這部分損耗與鐵心的磁滯現(xiàn)象有關(guān)，需要消耗一定的能量，這部分損耗與鐵心的磁滯現(xiàn)象有關(guān)，稱為稱為磁滯損耗磁滯損耗 磁通變化時(shí)，鐵心自身也像繞組一樣，會(huì)感應(yīng)出一定的電壓磁通變化時(shí)，鐵心自身也像繞組一樣，會(huì)感應(yīng)出一定的電壓和電流，由于這種電流只在鐵心的各個(gè)小局部循環(huán)，因此被和電流，由于這種電流只在鐵心

25、的各個(gè)小局部循環(huán)，因此被稱為稱為渦流渦流。渦流會(huì)在鐵心材料（具有電阻）上形成有功損耗，。渦流會(huì)在鐵心材料（具有電阻）上形成有功損耗，稱為稱為渦流損耗渦流損耗 鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵心損耗鐵心損耗，簡稱，簡稱鐵損鐵損風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.1 鐵心鐵心 為了降低損耗和噪聲，目前為了降低損耗和噪聲，目前常用的鐵心材料常用的鐵心材料為晶粒取向電工為晶粒取向電工鋼片、高導(dǎo)磁電工鋼片、磁疇細(xì)化的電工鋼片、非晶合金、鋼片、高導(dǎo)磁電工鋼片、磁疇細(xì)化的電工鋼片、非晶合金、微晶鋼片等高導(dǎo)磁低損耗材料。微晶鋼片等高

26、導(dǎo)磁低損耗材料。 為了為了防止鐵心內(nèi)的渦流循環(huán)防止鐵心內(nèi)的渦流循環(huán)，鐵心疊片上一般帶有高質(zhì)量的，鐵心疊片上一般帶有高質(zhì)量的絕緣涂層絕緣涂層，也可采用附加絕緣層。，也可采用附加絕緣層。 為了充分利用圓形繞組的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，常將為了充分利用圓形繞組的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，常將電工鋼帶疊積電工鋼帶疊積成盡可能接近圓形截面的鐵心柱成盡可能接近圓形截面的鐵心柱電工鋼片堆電工鋼片堆疊為鐵心柱疊為鐵心柱的實(shí)物圖的實(shí)物圖風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.1 鐵心鐵心 圓柱形鐵心柱是所有變壓器鐵心的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但根據(jù)圓柱形鐵心柱是所有變壓器鐵心的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但根據(jù)變壓器

27、形狀的不同，其整體鐵心結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別。變壓器形狀的不同，其整體鐵心結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別。 單相變壓器單相變壓器 單相變壓器的鐵心形狀單相變壓器的鐵心形狀 對(duì)單相變壓器而言，對(duì)單相變壓器而言， 其鐵心其鐵心必須包括供磁通返回的心柱必須包括供磁通返回的心柱。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.1 鐵心鐵心 三相變壓器對(duì)于三相電力變壓器而言，目前最常用的是三相變壓器對(duì)于三相電力變壓器而言，目前最常用的是三相三相三柱式鐵心三柱式鐵心，有時(shí)稱為，有時(shí)稱為三相芯式鐵心三相芯式鐵心 因?yàn)樵谌魏螘r(shí)候，由平衡三相電壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的因?yàn)樵谌魏螘r(shí)候，由平衡三相電壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的三相

28、磁通的三相磁通的相量之和都等于零相量之和都等于零，所以在三相鐵心中不需要供磁通返回的，所以在三相鐵心中不需要供磁通返回的旁柱，而且鐵心柱和鐵軛的截面可以相等。旁柱，而且鐵心柱和鐵軛的截面可以相等。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.2.2.1 鐵心鐵心圖為圖為三相五柱式鐵心結(jié)構(gòu)三相五柱式鐵心結(jié)構(gòu)，這是，這是降低大型變壓器（例如大型聯(lián)絡(luò)降低大型變壓器（例如大型聯(lián)絡(luò)變壓器）或自耦變壓器變壓器）或自耦變壓器運(yùn)輸高度運(yùn)輸高度的另一種鐵心結(jié)構(gòu)形式。的另一種鐵心結(jié)構(gòu)形式。通過在套裝繞組的心柱外面通過在套裝繞組的心柱外面增加用于構(gòu)成磁通回路的旁柱增加用于構(gòu)成磁通回路的旁柱的

29、方法，五柱鐵心結(jié)構(gòu)降低了鐵軛高度。的方法，五柱鐵心結(jié)構(gòu)降低了鐵軛高度。另一種使用三相五柱式鐵心結(jié)構(gòu)的可能情況是另一種使用三相五柱式鐵心結(jié)構(gòu)的可能情況是要求變壓器要求變壓器的零相序阻抗值與正相序阻抗值相當(dāng)?shù)牧阆嘈蜃杩怪蹬c正相序阻抗值相當(dāng)。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.2 繞組繞組 變壓器繞組絕大多數(shù)用變壓器繞組絕大多數(shù)用銅銅制成，也有部分采用制成，也有部分采用鋁鋁作為導(dǎo)體材料。作為導(dǎo)體材料。 對(duì)于所有對(duì)于所有容量大于幾千伏安容量大于幾千伏安的變壓器，其繞組導(dǎo)線截面都為的變壓器，其繞組導(dǎo)線截面都為矩矩形形。 在繞組每匝導(dǎo)線內(nèi)部的在繞組每匝導(dǎo)線內(nèi)部的

30、單股導(dǎo)線之間必須相互絕緣單股導(dǎo)線之間必須相互絕緣，每匝導(dǎo)線，每匝導(dǎo)線也要也要與鄰近的線匝絕緣與鄰近的線匝絕緣。這種絕緣就是在導(dǎo)線上沿螺旋方向連。這種絕緣就是在導(dǎo)線上沿螺旋方向連續(xù)包扎的絕緣紙帶，并且至少要包兩層絕緣紙，以便外面一層續(xù)包扎的絕緣紙帶，并且至少要包兩層絕緣紙，以便外面一層絕緣紙能夠覆蓋里面一層絕緣紙的接縫間隙。絕緣紙能夠覆蓋里面一層絕緣紙的接縫間隙。其扁平截面的銅導(dǎo)體按照多股方其扁平截面的銅導(dǎo)體按照多股方式組成了單相繞組，銅導(dǎo)體被紙式組成了單相繞組，銅導(dǎo)體被紙絕緣材料螺旋狀纏繞，以保證繞絕緣材料螺旋狀纏繞，以保證繞組間絕緣。組間絕緣。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備

31、風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.2 繞組繞組 常用的三相心式鐵心的變壓器，其常用的三相心式鐵心的變壓器，其高低壓繞組同心纏繞于鐵高低壓繞組同心纏繞于鐵心柱上心柱上高壓繞組低壓繞組鐵心考慮到和鐵心的絕考慮到和鐵心的絕緣，以及分接繞組一緣，以及分接繞組一般都接于高壓繞組，般都接于高壓繞組，一般將低壓繞組靠近一般將低壓繞組靠近鐵心布置鐵心布置風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.2 繞組繞組 低壓繞組低壓繞組通常都繞制通常都繞制在由絕緣材料（合成在由絕緣材料（合成樹脂粘結(jié)紙板）制成樹脂粘結(jié)紙板）制成的硬紙筒上的硬紙筒上 高壓繞組高壓繞組的導(dǎo)線截面的導(dǎo)線截面積

32、比低壓繞組的導(dǎo)線積比低壓繞組的導(dǎo)線截面積要小得多，但截面積要小得多，但高壓繞組的匝數(shù)卻可高壓繞組的匝數(shù)卻可能是低壓繞組匝數(shù)的能是低壓繞組匝數(shù)的很多倍。高壓繞組一很多倍。高壓繞組一般繞制成般繞制成餅式結(jié)構(gòu)餅式結(jié)構(gòu)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.3調(diào)壓方式與分接開關(guān)調(diào)壓方式與分接開關(guān) 很多變壓器在運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變比的調(diào)整，也即對(duì)電壓很多變壓器在運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變比的調(diào)整，也即對(duì)電壓的調(diào)整。的調(diào)整。調(diào)壓的方式調(diào)壓的方式有有無勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓無勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓 無激磁調(diào)壓無激磁調(diào)壓需要在變壓器停電以后，通過螺栓來實(shí)現(xiàn)繞組連需要在變壓器停電以后，

33、通過螺栓來實(shí)現(xiàn)繞組連接位置的變換。接位置的變換。 有載調(diào)壓方式有載調(diào)壓方式則可以在變壓器帶電運(yùn)行時(shí)通過有載分接開關(guān)則可以在變壓器帶電運(yùn)行時(shí)通過有載分接開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的調(diào)整。實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的調(diào)整。 大部分電力變壓器大部分電力變壓器將分接線段設(shè)置在高壓繞組上：將分接線段設(shè)置在高壓繞組上： 因?yàn)橐驗(yàn)?1)設(shè)置分接線段的目的是為了補(bǔ)償外施電壓的變化，對(duì)設(shè)置分接線段的目的是為了補(bǔ)償外施電壓的變化，對(duì)于除發(fā)電機(jī)變壓器以外的大多數(shù)電力變壓器而言，其外施電于除發(fā)電機(jī)變壓器以外的大多數(shù)電力變壓器而言，其外施電壓都是加在高壓繞組上的。壓都是加在高壓繞組上的。(2)由于高壓繞組內(nèi)流過的電流較由于高壓繞組內(nèi)流過的電流較小

34、，因而需要的分接線尺寸也較小，相應(yīng)分接開關(guān)本身通過小，因而需要的分接線尺寸也較小，相應(yīng)分接開關(guān)本身通過的電流也小。的電流也小。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.3調(diào)壓方式與分接開關(guān)調(diào)壓方式與分接開關(guān) 調(diào)壓的實(shí)現(xiàn)，依賴于調(diào)壓的實(shí)現(xiàn)，依賴于繞組匝數(shù)的變化繞組匝數(shù)的變化，也就是，也就是利用分接繞組利用分接繞組來調(diào)整原邊和副變的匝數(shù)比來調(diào)整原邊和副變的匝數(shù)比。 正正/反調(diào)壓結(jié)構(gòu)中高壓分接繞組反調(diào)壓結(jié)構(gòu)中高壓分接繞組的連接如下：的連接如下： 首先按負(fù)極性方式將分接首先按負(fù)極性方式將分接線匝接入繞組中線匝接入繞組中,隨著分接隨著分接位置的上升，分接線匝不位置的

35、上升，分接線匝不斷地從繞組中切除繞后將斷地從繞組中切除繞后將分接線匝按正極性方式接分接線匝按正極性方式接入繞組入繞組采用這種調(diào)壓結(jié)構(gòu)可以減采用這種調(diào)壓結(jié)構(gòu)可以減少分接繞組的實(shí)際尺寸，少分接繞組的實(shí)際尺寸，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.3調(diào)壓方式與分接開關(guān)調(diào)壓方式與分接開關(guān) 在有載調(diào)壓中，分接位置的變化，需要依靠在有載調(diào)壓中，分接位置的變化，需要依靠分接開關(guān)分接開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。來實(shí)現(xiàn)。要求在分接變換過程中，不切斷負(fù)荷電流；繞組的任何部位要求在分接變換過程中，不切斷負(fù)荷電流；繞組的任何部位都不出現(xiàn)短路現(xiàn)象

36、都不出現(xiàn)短路現(xiàn)象左圖采用切換開關(guān)的左圖采用切換開關(guān)的電抗式有載調(diào)壓分接電抗式有載調(diào)壓分接開關(guān)開關(guān)，具有兩個(gè)獨(dú)立的選擇開關(guān)和切換開，具有兩個(gè)獨(dú)立的選擇開關(guān)和切換開關(guān)，兩個(gè)開關(guān)機(jī)械連鎖，關(guān)，兩個(gè)開關(guān)機(jī)械連鎖，可以順序操作可以順序操作當(dāng)分接位置由當(dāng)分接位置由1到到2變換時(shí)，首先打開變換時(shí)，首先打開切換開關(guān)切換開關(guān)2，將選擇，將選擇開關(guān)開關(guān)2的分接頭從的分接頭從11切換到切換到10，再閉合，再閉合切換開關(guān)。切換開關(guān)。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.4變壓器油變壓器油 油浸式變壓器的變壓器油主要用于油浸式變壓器的變壓器油主要用于散熱和充當(dāng)絕緣介質(zhì)散熱和充當(dāng)

37、絕緣介質(zhì)。 變壓器的有效冷卻很重要。變壓器的有效冷卻很重要。對(duì)大多數(shù)變壓器來說，礦物油是對(duì)大多數(shù)變壓器來說，礦物油是吸收鐵心、繞組熱量，并將其熱量傳遞給自冷或風(fēng)冷外表面吸收鐵心、繞組熱量，并將其熱量傳遞給自冷或風(fēng)冷外表面的最有效介質(zhì)，有時(shí)要借助強(qiáng)迫油循環(huán)方式。的最有效介質(zhì)，有時(shí)要借助強(qiáng)迫油循環(huán)方式。 在大多數(shù)電氣設(shè)備中，有在大多數(shù)電氣設(shè)備中，有大量不同部件處于不同電位之下大量不同部件處于不同電位之下，因此需要將它們相互絕緣。變壓器常常要在因此需要將它們相互絕緣。變壓器常常要在高于額定電壓下高于額定電壓下短時(shí)間運(yùn)行短時(shí)間運(yùn)行或者或者耐受操作沖擊和雷電沖擊的瞬變過電壓耐受操作沖擊和雷電沖擊的瞬變過

38、電壓。 變壓器油必須具備以下特性以滿足要求：變壓器油必須具備以下特性以滿足要求： 低粘度低粘度 低傾點(diǎn)（油的傾點(diǎn)是油能夠流動(dòng)的最低溫度）低傾點(diǎn)（油的傾點(diǎn)是油能夠流動(dòng)的最低溫度） 高閃點(diǎn)高閃點(diǎn) 優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，很高的電氣強(qiáng)度優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，很高的電氣強(qiáng)度風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.5油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備 變壓器油箱變壓器油箱作為鐵心、繞組和介質(zhì)液體的容器作為鐵心、繞組和介質(zhì)液體的容器 油箱絕大部分采用油箱絕大部分采用鋼板制造鋼板制造，其，其頂蓋可以拆除頂蓋可以拆除，箱蓋通常用，箱蓋通常用箱沿固定，箱沿固定，箱蓋通常與

39、水平面有箱蓋通常與水平面有1的斜度的斜度，以防箱蓋外表，以防箱蓋外表面積聚雨水。面積聚雨水。 油箱上必須設(shè)置油箱上必須設(shè)置用于注油或放油的閥用于注油或放油的閥，在需要時(shí)還要增設(shè)油，在需要時(shí)還要增設(shè)油樣閥。在油箱上還要設(shè)計(jì)適量的可拆卸的小蓋板樣閥。在油箱上還要設(shè)計(jì)適量的可拆卸的小蓋板 變壓器油箱必須設(shè)有變壓器油箱必須設(shè)有一個(gè)一個(gè)或多個(gè)安全裝置或多個(gè)安全裝置，以便釋，以便釋放突然升高的內(nèi)部壓力放突然升高的內(nèi)部壓力壓 力 釋 放閥風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.5油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備 變壓器油箱上通常還要設(shè)置變壓器油箱上通常還要

40、設(shè)置其它一些附件其它一些附件： 在箱蓋上設(shè)置在箱蓋上設(shè)置一個(gè)（或幾個(gè)）溫度計(jì)一個(gè)（或幾個(gè)）溫度計(jì)座用于測(cè)量變壓器座用于測(cè)量變壓器頂部油溫度；頂部油溫度； 一塊接線牌或銘牌一塊接線牌或銘牌用于詳細(xì)標(biāo)示變壓器基本參數(shù)；用于詳細(xì)標(biāo)示變壓器基本參數(shù)； 一個(gè)接地端子一個(gè)接地端子用于變壓器主油箱接地。用于變壓器主油箱接地。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.5油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備 在使用在使用儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜的結(jié)構(gòu)中，可以將變壓器主油箱的的結(jié)構(gòu)中，可以將變壓器主油箱的油注到頂蓋油注到頂蓋位置位置，從而在需要時(shí)可以在頂蓋上安裝套管。但使用儲(chǔ)油柜

41、，從而在需要時(shí)可以在頂蓋上安裝套管。但使用儲(chǔ)油柜的最重要的特點(diǎn)在于，它可以的最重要的特點(diǎn)在于，它可以減小變壓器油與大氣的接觸面減小變壓器油與大氣的接觸面積積，從而減小油的氧化速度和氧氣在油中的溶解程度，而溶，從而減小油的氧化速度和氧氣在油中的溶解程度，而溶解在油中的氧氣能縮短油的絕緣壽命。解在油中的氧氣能縮短油的絕緣壽命。 帶儲(chǔ)油柜的變壓器還可以使用帶儲(chǔ)油柜的變壓器還可以使用氣體繼電器氣體繼電器。氣體繼電器通常。氣體繼電器通常安裝在安裝在儲(chǔ)油柜通向油箱的連管上儲(chǔ)油柜通向油箱的連管上。 套管套管是是將油箱內(nèi)部的電氣連接引出將油箱內(nèi)部的電氣連接引出的部件。的部件。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電

42、場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備油位計(jì)氣體繼電器低壓側(cè)套管壓力釋放閥溫度計(jì)（油）溫 度 計(jì)（繞組）風(fēng)扇高壓側(cè)套管套管CT放油閥門吸濕器風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.2.6變壓器的散熱變壓器的散熱 當(dāng)變壓器繞組中產(chǎn)生當(dāng)變壓器繞組中產(chǎn)生電阻損耗和其它損耗電阻損耗和其它損耗時(shí)，就要時(shí)，就要產(chǎn)生熱量產(chǎn)生熱量。必須要將這些熱量傳遞到變壓器油中，并必須要將這些熱量傳遞到變壓器油中，并由變壓器油帶走由變壓器油帶走。 油循環(huán)方式油循環(huán)方式主要包括：主要包括： （1）自然油循環(huán)，自然油循環(huán)，利用油被加熱后所產(chǎn)生的利用油被加熱后所產(chǎn)生的溫差壓力溫差壓力。油在油在繞組內(nèi)

43、部被加熱而上升，散熱器中受到冷卻而下降。繞組內(nèi)部被加熱而上升，散熱器中受到冷卻而下降。 （2）強(qiáng)迫（不導(dǎo)向）油循環(huán)，強(qiáng)迫（不導(dǎo)向）油循環(huán)，使用油泵將冷卻油從散熱器中使用油泵將冷卻油從散熱器中抽出并輸送到繞組底部，然后再通過繞組導(dǎo)線抽出并輸送到繞組底部，然后再通過繞組導(dǎo)線“上部上部”和和“下部下部”撐條所形成的垂直軸向油道循環(huán)。撐條所形成的垂直軸向油道循環(huán)。 （3）強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)，油的冷卻借助一些外部設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，油的冷卻借助一些外部設(shè)備來實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.3 變壓器型號(hào)表征變壓器型號(hào)表征 變壓器型式多樣。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中往往需要使用型號(hào)來表示變壓器型式多樣。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中往往需要使用型號(hào)來表示變壓器的特征。變壓器的特征。 變壓器型號(hào)的表征一般按下列規(guī)則：變壓器型號(hào)的表征一般按下列規(guī)則：風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.2.3 變壓器型號(hào)表征變壓器型號(hào)表征 其中關(guān)于型號(hào)描述的符號(hào)，參見下表：其中關(guān)于型號(hào)描述的符號(hào)，參見下表：相數(shù)相數(shù)單單 項(xiàng)項(xiàng)三三 相相DS繞組外絕緣介質(zhì)繞組外絕緣介質(zhì)油油空氣空氣成型固體成