一种容错水下变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种容错水下变压器，其包括一个安装在另一个之上的两个罐的布置。下部容器容纳绕组和变压器的核心，并位于上部罐的下方并靠在上部罐上。两个罐都装有相应的介电油。用于主要和次要电源连接的电气端子位于第二个容器或仪表箱上，导体穿过仪表箱，然后通过共用壁到达变压器箱。该设计允许通过下部容器的单个壁部分以及改进的变压器冷却。

A fault tolerant underwater transformer

The invention discloses a fault-tolerant underwater transformer, which comprises an arrangement of two tanks installed on another. The lower vessel holds the core of the winding and transformer and is located under and against the upper tank. Both tanks are filled with corresponding dielectric oil. The electrical terminals for primary and secondary power connections are located on the second vessel or instrument box, with conductors passing through the instrument box and then through the common wall to the transformer box. The design allows cooling through the individual wall sections of the lower vessel as well as the improved transformer.

【技术实现步骤摘要】
一种容错水下变压器
本专利技术涉及变压器
，具体为一种容错水下变压器。
技术介绍

技术介绍
在海底石油和天然气工业中，通常期望在海床上执行某些流体处理活动。例子包括流体泵（单相和多相）和压缩机（气体压缩机和“湿气”压缩机）。海底泵和压缩机通常由电动机驱动，电动机通过来自地面设施的一个或多个脐带电缆由三相电力供电。特别是在脐带电缆相对较长的情况下，希望通过脐带电缆以较高电压传输电能并使用海底变压器降压至适合海底电动机使用的电压。
技术介绍
海底变压器部件通常浸没在容纳在罐内的变压器油中。然而，罐壁的通过点，例如与供电和负载导体的电连接，是潜在的故障源。为了提高可靠性，一些海底变压器使用了“罐中罐”布置，其在图1中示意性地示出。10.在某些情况下，使用通常用于表面应用的标准变压器箱作为内箱，然后将其封闭在第二外箱中。因此，罐内罐的设计是能够在海水和有源元件（绕组）之间提供双重屏障和核心的变压器。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
是为了介绍进一步的概念选择在下面的详细描述中描述。本摘要无意识别关键所要求保护的主题的基本特征，也不旨在用作辅助限制所要求保护的主题的范围。描述了一种海底变压器，其包括：一组主要线圈绕组;第二组线圈绕组;以及由第一罐壁限定的第一密封罐容纳一组和二组线圈绕组和第一介电油沐浴初级和次级线圈绕组。配置第一罐壁用于在海底环境中长期部署。变压器还包括a第二个密封罐，容纳第二个介电油，并位于第二个密封罐附近第一密封罐，使得第一和第二罐共用第一罐壁的一部分;一种安装在第二罐上的一组主端子连接到第一电气装置通向第一组线圈绕组并穿过第二个槽的传导路径，第一个罐壁的共用部分和第一个罐。变压器进一步包括一组安装在第二罐上的辅助端子，连接到第二罐电气传导路径到次级线圈绕组并通过第二个水箱，第一个水箱壁的共用部分，并进入第一个水箱。根据一些实施例，第一罐壁的共用部分小于第一罐的总表面积的约50％，并且第一罐壁的非共享部分构造成与环境直接接触为第一层介电油提供冷却的海水。根据一些实施例，第一罐壁的共用部分小于第一罐的总表面积的约30％。当（1）海水泄漏到第二个水箱但第一个和第二个水箱之间没有泄漏，或（2）第一个和第二个水箱之间存在泄漏但海水没有泄漏到第二个水箱时，海底变压器可以保持运行罐。根据一些实施例，变压器还包括：第一压力补偿器，其与第一罐流体连通并且构造成平衡第一罐的内部压力与第二罐内的环境海水压力和/或压力;第二压力补偿器，与第二罐流体连通，并配置成平衡第二罐的内部压力与环境海水压力。第一压力补偿器可以容纳在第二罐内。根据一些实施例，仪器可以容纳在第二罐内，并且第一罐中的温度传感器可以用于测量第一介电油的温度。根据一些实施例，集成的高电阻接地系统容纳在第一罐内，互连并配置成在次级绕组的中性节点和地之间提供高电阻接地路径。根据一些其他实施例，基于海水的高电阻接地系统可以安装到海底变压器的外部部分并暴露于环境海水。变压器可以配置成向用于处理从地下岩层产生的含烃流体的海底马达供电。海底马达可用于驱动海底设备，例如海底泵，压缩机或分离器。附图说明图1是示出根据一些实施例的其中部署容错海底变压器的海底环境的图示;图2是根据一些实施例的容错海底变压器的透视图;图3A和3B是示出根据一些实施例的容错海底变压器的各种组件和方面的剖视图;图4,5,6和7是根据一些实施例的容错海底变压器的俯视图，前视图，仰视图和侧视图。图8是示出已知的海底变压器的各方面的示意图。具体实施方式本文所示的细节是作为示例，并且仅出于对本主题公开的实施例的说明性讨论的目的，并且在提供被认为是最有用且易于理解的原理的描述的原因中呈现。本主题公开的概念方面。在这方面，没有试图比对本主题公开的基本理解所必需的更详细地示出本主题公开的结构细节，通过附图进行的描述使得本领域技术人员明白如何几种形式的本公开可以在实践中体现。此外，各附图中相同的附图标记和名称表示相同的元件。已知的罐内罐设计，例如图1中所示，用于在海水和变压器的有源部件（绕组和铁芯）之间提供双重屏障。然而，随着变压器油箱周围的附加油箱，与单油箱设计相比，这种设计确实受益于环境海水冷却。根据一些实施例，描述了两个罐的布置，其中容纳绕组和芯的变压器邻近并与仪表箱共用壁。两个罐都装有相应的介电油。用于主电源连接和辅助电源连接的电端子位于第二/仪表箱上，导体穿过仪表箱，然后通过共用壁连接到变压器箱。图1是示出根据一些实施例的其中部署容错海底变压器的海底环境的图。在海底100a示出了站120，其位于若干井口的下游，例如，用于从地下岩层中产生含烃流体。站120包括海底泵模块130，其具有由电动机驱动的泵（或压缩机）。站120连接到一个或多个脐带电缆，例如脐带132.在这种情况下，脐带管从平台112穿过海水102，沿着海底100到达站120.在其他情况下，脐带可以从其他一些地面设施运行，如浮式生产，储存和卸载装置（FPSO），或岸基设施。在许多情况下，为了减少能量损失，期望以比泵模块130中的电动机所使用的电压更高的电压通过脐带传输能量。因此，站120还包括变压器140，根据一些实施例，变压器140是降压变压器，其被配置为将通过脐带132传输的较高电压三相电力转换为较低电压的三相电力以供泵模块使用。除了泵模块130和变压器140之外，站120还可包括各种其他类型的海底设备，包括其他泵和/或压缩机。脐带132还可用于提供屏障和其他流体，以及用于站120中的海底设备的控制和数据线。注意，尽管变压器140在本文中称为三相降压变压器，但是技术这里描述的同样适用于其他类型的海底变压器，例如具有其他数量的相。图2是根据一些实施例的容错海底变压器的透视图。容错海底变压器140包括两个金属罐：下箱210容纳变压器绕组和芯，而上箱220容纳仪表，外部端子230和有源变压器部件之间的电互连。在图1中可见。图2中示出的是下箱钢壁212和外部钢框架214.上箱220还具有围壁222和顶盖224.上箱具有两个金属补偿器232和234，每个金属补偿器包括柔性波纹管和保护结构，并且配置成平衡上箱220中的介电油与外部环境海水之间的压力。图3A和3B是示出根据一些实施例的容错海底变压器的各种组件和方面的剖视图。参考图1。如图3A所示，海底变压器140包括下箱壁212.下箱（或变压器箱）内部是变压器的有源部分332，其包括用于三相的初级和次级绕组以及变压器芯。活动部分332通过下箱壁212和下箱盖336密封在下箱中。上箱壁222围绕上箱（或仪表箱）220，其包括下箱补偿器334和335。用于补偿由于温度波动引起的压力变化的下部容积。还包括但未示出在上部箱220中的是用于外部端子230的仪表和衬套（如图2所示）。下部罐补偿器334和335包括柔性波纹管结构，其从下部罐填充油，使得它们平衡下部罐210和上部罐220之间的压力。下部罐盖336，上部罐壁222和上部罐盖356限定上部罐220.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种容错水下变压器包括：一组主要的线圈绕组;第二组线圈绕组;由第一罐壁限定的第一密封罐，并且容纳所述第一罐和罐第二组线圈绕组和第一介电流体，其洗涤所述初级和次级线圈绕组组，所述第一箱壁构造成用于部署在海底环境中;第二密封罐，容纳第二介电流体并邻近第一密封罐定位，使得第一和第二罐共用第一罐壁的共用部分;安装在所述第二罐上的一组主端子连接到第一罐通向所述初级线圈绕组并通过所述第二槽的导电路径，所述第一槽壁的共用部分进入所述第一槽;和一组安装在所述第二罐上的次级端子，连接到所述第二组线圈绕组的第二导电通路，并穿过所述第二罐，所述第一罐壁的共用部分进入所述第一罐。/n

【技术特征摘要】
1.一种容错水下变压器包括：一组主要的线圈绕组;第二组线圈绕组;由第一罐壁限定的第一密封罐，并且容纳所述第一罐和罐第二组线圈绕组和第一介电流体，其洗涤所述初级和次级线圈绕组组，所述第一箱壁构造成用于部署在海底环境中;第二密封罐，容纳第二介电流体并邻近第一密封罐定位，使得第一和第二罐共用第一罐壁的共用部分;安装在所述第二罐上的一组主端子连接到第一罐通向所述初级线圈绕组并通过所述第二槽的导电路径，所述第一槽壁的共用部分进入所述第一槽;和一组安装在所述第二罐上的次级端子，连接到所述第二组线圈绕组的第二导电通路，并穿过所述第二罐，所述第一罐壁的共用部分进入所述第一罐。


2.根据权利要求1所述的海底变压器，其中所述第一罐壁的所述共用部分小于所述第一罐的总表面积的约50％，并且其中所述第一罐壁的非共用部分被配置为直接的。


3.根据权利要求2所述的海底变压器，其中所述第一罐壁的所述共用部分小于所述第一罐的总表面积的约30％。


4.根据权利要求1所述的海底变压器，其中所述海...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昊，
申请(专利权)人：徐州科奥电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32