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如何设计风电场变压器？

干式变压器应具有耐腐蚀性强的特点，以适应在机舱内运行时恶劣的气候和环境条件。同时，干式变压器安装在海上风机舱内，维护成本高，干式变压器应可靠性高。由于树脂浇注干式变压器在耐环境、耐气候、耐短路等方面具有优越的性能，因此首选这种干式变压器。

1.本体设计方案

铁芯叠片采用冷轧取向电工钢带，45°全斜接五级接缝；高压线圈采用分段圆柱形，采用真空浇筑工艺；低压线圈采用箔绕，轴向气道，预浸绝缘端树脂密封固化。

由于机舱尺寸和负载要求的限制，干式变压器的形状尺寸不能太大，重量也不能太重。通常使用铜绕组时，变压器尺寸小，重量重；使用铝绕组时，变压器尺寸大，重量轻。因此，在电磁计算阶段，应反复比较，以满足用户的使用要求。

2.防腐设计

一般变压器采用自冷或风冷，变压器外壳内的空气与机舱内的空气循环，机舱内高湿度、高盐雾的空气进入变压器外壳，导致变压器结构件严重腐蚀。更严重的是，在这种环境下，变压器绝缘表面污垢中的可溶性物质逐渐溶解在水中，在表面形成导电膜，大大降低绝缘水平，在电场的作用下容易产生严重的放电现象，即污闪，这是导致风电机组火灾的主要可能因素之一。

为避免这一问题，变压器安装在保护等级大于IP44的外壳中，内部循环冷却系统与外界进行热交换。这样，变压器本体的防腐设计难度大大降低，防腐重点转移到外壳上。

而且外壳的防腐相对容易，一般采用特殊的喷涂工艺，达到ISO12994CorosionProtectionstelStrecturectivePaintSystems所需的C4级。

3.抗振设计

在风电机组运行过程中，机舱总是在振动，特别是在偏航和制动过程中。因此，变压器的抗振设计也非常重要。

通过一些措施，可以减少变压器体的变形和紧固件的松动:变压器线圈浇筑成刚体，使线圈本身具有良好的抗振能力；增加变压器底部垫脚的数量和固定螺栓的数量，对变压器起到很好的固定作用；变压器夹件上安装的长螺钉与外壳顶部的支架连接，使变压器与外壳成为一个整体，避免外壳晃动。此外，变压器上的所有紧固件都采取了防松措施，以避免变压器部件脱落和倾倒。

4.通风散热设计

外壳上设置轴流风机、风道和换热装置；变压器上设置导流板，见图2。这样，在变压器运行过程中，轴流风机将外壳内的热空气吸入风道，在换热装置处进行换热。外部泵和外部换热装置通过水循环带走热量，冷却空气进入外壳下部。在空气导流板的引导下，变压器线圈通过变压器主空道和低压线圈内的气道冷却。

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