[发明专利]一种光伏发电用干式变压器及光伏逆变系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种光伏发电用干式变压器及光伏逆变系统。 

背景技术

在光伏逆变系统中，需通过逆变器将太阳能电池也即光伏电池阵列发生的直流电转换成交流电，再通过变压器转变成并网所需的交流电。而逆变器的输出电压需经过电抗器和电容器组成的LC 滤波电路或LCL 滤波电路滤波后其输出的电压波形才能达到并网电能质量的要求。

传统的光伏逆变系统如图1 所示，光伏电池阵列、逆变器、LC 滤波电路、变压器、电网依次连接。

传统的光伏逆变系统中的设备组成较为复杂，成本较高，并且损耗较大，金属件发热较大。

专利申请号为：CN200920063555.5，发明名称为：电力机车辅助系统用防雨干式变压器的中国专利申请，其公开了一种电力机车辅助系统用防雨干式变压器，采用将变压器和电抗器集成在一起组成磁集成变压器结构，通过磁集成技术来实现高阻抗。该专利申请采用干式变压器和磁集成技术，在机车变流系统中减少了一个电抗器，可有效地减小磁性元件的体积，重量。

但是，上述技术方案并没有解决传统的光伏逆变并网电路系统中损耗严重，金属件发热量大的技术问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种光伏发电用干式变压器及光伏逆变系统，可简化系统设备，降低系统成本，减少损耗和金属发热现象。

首先，本发明提供一种光伏发电用干式变压器，包括：

主铁芯、低压线圈、漏抗铁芯和高压线圈;

所述低压线圈包覆所述主铁芯，所述高压线圈包覆所述低压线圈，所述漏抗铁芯置于所述低压线圈和高压线圈之间；

所述主铁芯由至少一个叠积层叠积构成，每一所述叠积层由多层铁芯层叠积构成；每个铁芯层包括有上、下轭片以及芯柱片，所述芯柱片为阶梯型截面，所述芯柱片两端分别与上、下轭片连接，连接处形成全斜接缝；

所述漏抗铁芯为带气隙结构的漏抗铁芯，包括：上铁轭、下铁轭和多个心柱；每一所述心柱由多个铁饼组成，所述多个铁饼之间，以及所述心柱与上铁轭、下铁轭之间均设置有气隙绝缘层；所述气隙绝缘层中置有铁芯散热风道；

所述主铁芯突出于所述低压线圈的上/下部分别设有第一夹件，藉由穿心螺杆穿过所述第一夹件以及所述主铁芯的上/下部以固定所述主铁芯；

所述漏抗铁芯突出于所述高压线圈的上/下部分别设有第二夹件，藉由旁螺杆穿过所述第二夹件和第一夹件，以在水平方向上固定所述漏抗铁芯和所述主铁芯；

所述主铁芯和漏抗铁芯的顶部、底部分别设有横跨所述第一夹件和第二夹件的顶部固定板、底部固定板，且所述顶部固定板和底部固定板通过多根垂直螺杆实现连接，以在垂直方向上固定所述主铁芯和漏抗铁芯；

所述旁螺杆、顶部固定板和底部固定板均包覆有绝缘层，从而使所述主铁芯和漏抗铁芯之间仅保持一点金属连接，其余绝缘。

作为上述方案的改进，所述第一夹件、穿心螺杆、旁螺杆、顶部固定板和底部固定板构成所述主铁芯的金属夹紧构件；所述第二夹件、旁螺杆、顶部固定板和底部固定板构成所述漏抗铁心的金属夹紧构件；所述漏抗铁心的金属夹紧构件与所述主铁芯的金属夹紧构件之间仅保持一个连接点存在金属连接，其他连接点通过绝缘件进行隔离。

其中，所述低压线圈和高压线圈采用分裂布置。

另一方面，本发明还提供一种光伏逆变系统，包括依次连接的光伏电池阵列、逆变器、光伏发电用干式变压器和电容器；其中，所述光伏发电用干式变压器采用上述结构的光伏发电用干式变压器。

其中，所述光伏发电用干式变压器的低压线圈和高压线圈分裂布置的分裂组数与其输入侧并联的逆变器数量一致。实施本发明，具有如下有益效果：

（1）本发明提供的光伏逆变系统，将变压器的阻抗考虑到滤波系统中，将变压器阻抗设计成滤波系统中所需的电感值，通过提高变压器阻抗，而使变压器同时具备了并网变压器和滤波电抗器的作用，从而去掉线路中的电抗器设备减少了系统设备数量，降低了系统成本。

（2）本发明的光伏发电用干式变压器的穿心螺杆与漏抗铁芯及主铁芯之间通过绝缘管隔开，漏抗铁芯的金属夹紧构件与主铁芯的金属夹紧构件之间仅保持一个连接点存在金属连接，其他连接点通过绝缘件进行隔离，这样可避免环流的产生，降低了系统损耗，减少了金属件发热，提高了系统效率。

（3）本发明采用多级叠片式阶梯步进全斜接缝的主铁芯，能够有效降低空载损耗、低空载电流以及低噪音。

（4）本发明采用多分裂结构的高低压线圈，可用于多套光伏逆变系统并网。