[发明专利]用于远程高压设备的电力变压器

说明书

本发明涉及一种电力变压器(1)，包括电缆(11)，电缆(11)包括：中心部分(2)、中间部分(3)和外围部分(4)，中心部分(2)包括初级电路的第一绕组(21)、次级电路的第一绕组(22)以及在初级电路的所述绕组与次级电路的所述绕组之间的第一绝缘层(23)，中间部分(3)包围中心部分(2)，并且包括磁芯(31)，外围部分(4)包围中间部分(3)并且包括初级电路的第二绕组(41)和次级电路的第二绕组(42)以及初级电路的所述绕组和次级电路的所述绕组之间的第二绝缘层(43)；初级电路的第一和第二绕组之间以及次级电路的第一和第二绕组之间的电连接器(51、52)。

本发明涉及用于高压网络的设备，特别涉及电网中的远程设备之间的电力传输、这些远程设备的电流绝缘以及这些远程设备之间的电压电平的变换。

由IEEE于2011年出版的Arun Kadavelugu先生的文献“双有源电桥1200V SiC场效应管DC-DC转换器的高频设计考虑(High-Frequency Design Considerations of DualActive Bridge 1200V SiC Mosfet DC-DC converter)”第314-320页描述了一种DC/DC转换器，其中，两个H-桥借助于同轴变压器而电流绝缘。该同轴变压器包含两个臂，它们在其端部处互连并由电枢支撑。每个臂包含配备有多个初级电路绕组的内部部分和配备有多个次级电路绕组的外部部分。初级电路和次级电路是相互绝缘的。磁芯放置在初级电路和次级电路的外围。为了冷却变压器，该磁芯包括多个隔开的部分。为了更紧凑，两个臂的磁芯相互缠绕。

如果期望连接两个远程DC网络或设备，转换器在其输入端处连接到第一网络，并且其输出端借助于电缆连接到第二网络。

在实践中，这种类型的安装具有缺点，即在高电压应用的情况下，两个网络之一中的变压器占据的体积异常庞大。特别地，变压器的冷却与不可忽略的空间需求相关联。

这种类型的同轴变压器在这种情况下是不合适的。因此选择更多的常规变压器，其配备有包围在初级电路和次级电路中的磁芯。通常由在初级电路和次级电路之间流动的流体(例如气体或油)来提供电绝缘。对这种流体的管理存在安全、环境、维护和空间需求方面的问题，当变压器位于恶劣环境中时，例如在海上风电场中，这尤其成问题。

即使在本地变换应用中，这种类型的更多的常规变压器的冷却和电绝缘也是成问题的。

文献DE4318270描述了一种同轴电力变压器，包括初级电路绕组、包围初级电路绕组的磁芯以及包围磁芯的次级电路绕组。

文献US2011/0291792描述了一种同轴变压器，其中初级电路绕组和次级电路绕组布置在磁芯内。

文献GB2447963描述了一种同轴电力变压器，包括初级电路绕组、包围初级电路绕组的磁芯以及包围磁芯的次级电路绕组。

本发明旨在解决这些缺点中的一个或更多个。本发明因此涉及如在所附权利要求1中限定的电力变压器。

本发明还涉及在所附从属权利要求中限定的变型。本领域的技术人员将理解，这些变型的特征中的每个都能够独立地与权利要求1的特征组合，而不构成中间概括。

本发明还涉及如所附权利要求中限定的电力基础设施。

在以下描述中，参考附图清楚地说明了本发明的其它特征和优点，该描述是说明性而非限制的，在附图中：

-图1示出了根据本发明的变压器的示例性安装的示意图；

-图2示出了根据本发明的示例性变压器中的电缆的各个部分的示意性横截面图；

-图3示出了根据本发明的变压器的电缆的第一形式的实施例的横截面图；

-图4示出了图3的电缆在纵向平面中的截面图；

-图5示出了根据本发明的变压器的电缆的第二形式的实施例的横截面图；