ES2567082T3 - Transformador de turbina eólica - Google Patents

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ES2567082T3 ES12784430.6T ES12784430T ES2567082T3 ES 2567082 T3 ES2567082 T3 ES 2567082T3 ES 12784430 T ES12784430 T ES 12784430T ES 2567082 T3 ES2567082 T3 ES 2567082T3
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Abstract

Un conjunto de transformador (10) para una turbina eólica (12) que comprende un transformador principal (14) relleno de líquido aislante y un transformador auxiliar (16) relleno de líquido aislante, en el que el transformador auxiliar se conecta en el lado de alta tensión del transformador principal mediante una conexión de alta tensión (40), caracterizado porque la conexión de alta tensión se proporciona dentro de dicho líquido aislante (20, 24).

Description

DESCRIPCION
Transformador de turbina eolica Campo tecnico
La presente invencion se refiere a transformadores rellenos de Kquido para turbinas eolicas.
5 Antecedentes
Las instalaciones de energfa eolica comprenden generalmente una o mas turbinas eolicas conectadas con una red de distribucion u otra red similar. Las instalaciones tipicas comprenden varias turbinas eolicas y se conocen generalmente como “parques eolicos”. Cada una de las turbinas eolicas comprende un rotor, que se monta en una gondola situada en la parte superior de una torre. El rotor tiene una pluralidad de palas, y se conecta mediante un arbol del rotor a un generador 10 situado dentro de la gondola. La salida del generador se conecta a un convertidor, que comprende generalmente un rectificador para convertir la salida de tension de CA del generador en una tension de CC, y un inversor para convertir la tension de CC a una tension de CA que tiene una frecuencia compatible con la frecuencia de red. La salida del convertidor se conecta a un transformador principal (denominado igualmente como un transformador de alta tension (AT)) de la turbina eolica, que convierte la salida de baja tension relativa procedente del generador en una alta tension adecuada para 15 su transmision a la red o a una subestacion intermedia que alimenta a una red electrica o de distribucion.
La mayona de las turbinas eolicas modernas incluyen asimismo un transformador auxiliar (denominado igualmente como transformador de baja tension (BT)) que proporciona una fuente de alimentacion de CA de baja tension (tfpicamente alrededor de 120-400 V) a la gondola. Este transformador auxiliar alimenta un numero de componentes auxiliares dentro de la gondola, tal como la iluminacion, que son necesarios cuando el personal de mantenimiento trabaja dentro de la 20 gondola. El transformador auxiliar proporciona igualmente una fuente de alimentacion para los mecanismos de paso y guinada, que permite que estos sistemas funcionen incluso cuando la turbina no esta generando energfa. El transformador auxiliar se aloja generalmente dentro de la gondola y esta conectado en el lado de baja tension del transformador principal, tomando como su entrada la salida del convertidor. Un transformador auxiliar puede estar asociado igualmente con una subestacion, en cuyo caso el transformador auxiliar puede alimentar una pluralidad de 25 turbinas eolicas.
Resumen de la invencion
En un modo de realizacion, se proporciona un conjunto de transformador para una turbina eolica como se define en la reivindicacion 1 adjunta.
Breve descripcion de los dibujos
30 Con el fin de que la presente invencion se pueda entender mas facilmente, se describiran a continuacion modos de realizacion de la invencion tan solo a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es un diagrama esquematico de un conjunto de transformador de acuerdo con un primer modo de realizacion de la presente invencion, en el que un transformador principal y un transformador auxiliar integrado se disponen en alojamientos distintos; y
35 la figura 2 muestra un modo de realizacion alternativo de la presente invencion en el que los transformadores principal y auxiliar se situan en un alojamiento comun.
Descripcion detallada de la invencion
Antes de volver a la descripcion detallada de los dibujos, se discutiran unos pocos elementos generales mas de la invencion.
40 Como se indico anteriormente, las turbinas eolicas modernas comprenden un transformador principal para subir la potencia generada por la turbina eolica para suministrarla a una red de distribucion. Las turbinas eolicas comprenden ademas generalmente un transformador auxiliar para suministrar energfa a funciones auxiliares en la turbina.
La actual generacion de turbinas eolicas a escala de red tienen tfpicamente una potencia nominal maxima de 2-5 megavatios (MW). Los generadores emiten una baja tension (BT) de alrededor de 0,66 a 1 kilovoltios (kV), que se sube a 45 una tension de alrededor de 10-33 kV mediante el transformador principal. La salida de BT del generador da como resultado corrientes elevadas, lo que significa que se requiere un costoso cableado de altas prestaciones entre el generador y el transformador principal. Asf pues, por razones economicas y practicas, el transformador principal se situa tfpicamente dentro de la gondola con el fin de minimizar la longitud del cableado necesario. Actualmente, los
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transformadores principales utilizados en la mayona de las turbinas eolicas son de tipo seco.
Se esta volviendo crecientemente comun situar las turbinas eolicas en el mar. Un parque eolico marftimo tipico comprende un conjunto de turbinas eolicas que se conectan a una subestacion mantima. La subestacion mantima convierte la salida colectiva de 10-33 kV del conjunto de turbinas eolicas a una alta tension (AT), tipicamente alrededor de 132 kV, para su transmision a un punto de conexion en tierra tal como la red.
Debido a las econoirftas de escala, hay una tendencia a producir mayores turbinas eolicas capaces de una salida de potencia crecientemente mayor. La siguiente generacion de turbinas eolicas a escala de red adecuadas para su uso marftimo deben tener potencias nominales maximas superiores a 5 MW. Tales turbinas eolicas pueden emplear un generador que tiene una salida de media tension (MT) de aproximadamente 3 kV, que se conecta a un convertidor de potencia. La salida de MT del generador da como resultado una salida de corriente menor que la de los generadores de BT descritos anteriormente. Esto permite utilizar cables mas ligeros entre el generador y el transformador principal. Asf se vuelve posible ubicar el transformador principal fuera de la gondola, en un emplazamiento al pie de la torre tal como dentro de la torre o en una base de hormigon contigua a la torre, es decir, “en pedestal”.
Ubicar el transformador principal fuera de la gondola proporciona una mayor libertad de diseno ya que el diseno del transformador no esta limitado por el espacio restringido dentro de la gondola. Consecuentemente, es posible utilizar un transformador principal mas grande capaz de emitir una mayor tension. Se preve un transformador principal que es capaz de convertir la salida de 3 kV de MV a una salida de AT, tfpicamente en el intervalo de 20-72,5 kV. Las altas tensiones son particularmente deseables para parques eolicos marftimos, ya que permiten que el conjunto de turbinas eolicas se conecte directamente a una subestacion en tierra, sin el requerimiento de una subestacion mantima costosa.
Los transformadores de tipo seco no estan disponibles comercialmente para tensiones altas tales como 66 kV. Asf pues, se propone utilizar un transformador relleno de ftquido, que se encuentra comercialmente disponible para la produccion de estas altas tensiones. Un transformador relleno de ftquido comprende un recipiente estanco, que se rellena con un ftquido aislante tal como un aceite mineral o un fluido sintetico. Los bobinados del transformador se sumergen en el fluido, que sirve para el doble proposito de aislar electricamente las partes activas del transformador y proporcionar la refrigeracion esencial de los componentes del transformador, que se calientan mucho durante su uso.
La conmutacion de alta frecuencia de conmutadores electricos dentro del convertidor de potencia produce tfpicamente un alto grado de armonicos en el lado de MT del transformador principal. Esto da como resultado un suministro de energfa de baja calidad al transformador auxiliar cuando el transformador auxiliar esta conectado del modo tradicional descrito anteriormente, es decir, en el lado del convertidor del transformador principal.
En lo que sigue, se hace referencia a modos de realization de la invention. No obstante, se debe entender que la invention no se limita a los modos de realizacion descritos especfticamente. Antes bien, cualquier combination de las siguientes caractensticas y elementos, ya sea en relation con distintos modos de realizacion o no, se contempla para implementar y poner en practica la invencion.
Ademas, en diversos modos de realizacion, la invencion proporciona numerosas ventajas sobre el estado de la tecnica anterior. No obstante, aunque modos de realizacion de la invencion puedan lograr ventajas sobre otras posibles soluciones y/o sobre el estado de la tecnica anterior, el que una ventaja particular se logre o no mediante un modo de realizacion dado no limita la invencion. Asf pues, los siguientes aspectos, caractensticas, modos de realizacion y ventajas son meramente ilustrativos y no se consideran elementos o limitaciones de las reivindicaciones adjuntas excepto cuando se recita expftcitamente en una(s) reivindicacion(es). Igualmente, la referencia a “la invencion” no se debe construir como una generalization de cualquier objeto inventivo dado a conocer en lo que sigue y no sera considerada como un elemento o limitation de las reivindicaciones adjuntas excepto cuando se recite expftcitamente en una(s) reivindicacion(es).
Un primer aspecto de la presente invencion proporciona un conjunto de transformador para una turbina eolica que comprende un transformador principal relleno de ftquido y un transformador auxiliar, en el que el transformador auxiliar se conecta en el lado de alta tension del transformador principal mediante una conexion de alta tension.
El transformador principal es un transformador de subida, que se dispone para aumentar la tension de un generador de la turbina eolica hasta una tension mayor. La salida de alta tension del transformador principal se suministra tfpicamente a una subestacion. El transformador auxiliar se dispone para alimentar componentes de tension relativamente baja dentro de la turbina eolica. El transformador auxiliar es un transformador de bajada, que se dispone para reducir la salida de alta tension del transformador principal hasta una tension baja.
Un bobinado primario del transformador auxiliar se conecta a un bobinado secundario, de alta tension, del transformador principal. Asf pues, el transformador auxiliar toma su entrada de la salida de alta tension del transformador principal. El lado de alta tension del transformador principal se denomina comunmente como el “lado de red”. Asf pues, en el presente
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aspecto, el transformador auxiliar se conecta con el lado de red del transformador principal.
El transformador principal de alta tension proporciona un filtrado significativo de los armonicos generados por el convertidor de potencia. Consecuentemente, la calidad de la energfa en el lado de alta tension del transformador principal es mayor que la calidad de la energfa en el lado del convertidor del transformador principal, es decir, el transformador principal sirve para mejorar la calidad de la energfa. Al conectar el transformador auxiliar en el lado de alta tension del transformador principal, el transformador auxiliar recibe una energfa de mayor calidad de lo que serfa si se conectara con el lado del convertidor del transformador principal de acuerdo con disposiciones tfpicas del estado de la tecnica anterior.
Se apreciara que es necesario un transformador auxiliar mayor, mas costoso, cuando la conexion es en el lado de AT del transformador principal. Esto es debido a que el transformador auxiliar debe ser capaz de proporcionar una bajada de una alta tension (por ejemplo, 66 kV) a una baja tension (por ejemplo 400 V). En contraste, un transformador auxiliar conectado en el lado del convertidor del transformador principal, como en las disposiciones del estado de la tecnica anterior, solo necesitarfa una bajada desde la salida de media tension del generador, por ejemplo 3 kV. Asf pues, puede parecer contrario a la intuicion proporcionar la conexion en el lado de AT del transformador principal de acuerdo con el presente aspecto. Sin embargo, a pesar del coste aumentado del transformador auxiliar, los calculos muestran que la disposicion del presente aspecto proporciona un significativo ahorro de costes frente a proporcionar la conexion en el lado de 3 kV, ya que esto requerirfa un equipo adicional de filtrado costoso para eliminar los armonicos generados por el convertidor de potencia.
Conectar el transformador auxiliar en el lado de alta tension del transformador principal presenta un reto significativo. Por ejemplo, la conexion de alta tension (por ejemplo, 66 kV) con el transformador auxiliar requiere de un aislamiento electrico adecuado, y una aparamenta de conexion robusta. Estos retos son abordados por las configuraciones preferidas como se describe a continuacion.
En una configuracion particularmente ventajosa y preferida, la conexion de AT entre los transformadores principal y auxiliar se proporciona dentro del lfquido aislante del transformador principal. Por ejemplo, la conexion puede comprender un conductor metalico (por ejemplo, un cable de cobre) que se extiende dentro del alojamiento del transformador principal y por ello a traves del lfquido aislante del transformador principal. El lfquido aislante del transformador principal sirve asf igualmente para aislar la conexion de AT con el transformador auxiliar. Esta disposicion proporciona una solucion conveniente y barata para aislar la conexion de alta tension.
Preferiblemente, el transformador auxiliar esta integrado con el transformador principal. Se preven modos de realization de la invention en los que el transformador auxiliar y el transformador principal comparten un alojamiento comun. En esta configuracion, los transformadores principal y auxiliar pueden compartir convenientemente el mismo lfquido aislante. Alternativamente, el transformador auxiliar y el transformador principal pueden comprender alojamientos separados. Por ejemplo, el alojamiento del transformador auxiliar se puede atornillar a, o conectarse de otro modo con, el alojamiento del transformador principal. En tales configuraciones, el lfquido aislante del transformador principal se puede mantener separado de, o compartirse con, el transformador auxiliar. Por ejemplo, se pueden proporcionar tuberfas o canales entre los dos alojamientos para comunicar un lfquido aislante comun. Se preven disposiciones alternativas en las que los alojamientos principal y auxiliar estan conectados mediante un manguito, tuberfa o medios equivalentes dentro de los cuales se proporciona la conexion de AT entre los transformadores. La tuberfa puede contener el lfquido aislante del transformador principal aunque se apreciara que esto no es esencial dentro del ambito de la presente invencion. La tuberfa puede comunicar igualmente lfquido aislante entre los transformadores principal y auxiliar.
En configuraciones preferidas, el transformador auxiliar comparte la aparamenta de conexion del transformador principal. Esto proporciona un ahorro de costes adicional frente disposiciones del estado de la tecnica anterior, ya que un transformador auxiliar conectado en el lado del convertidor del transformador principal requerirfa de su propia aparamenta de conexion. Por supuesto, es posible dotar al transformador auxiliar de su propia aparamenta de conexion separada en una configuracion alternativa. Sin embargo, esto tiene un coste prohibitivo en la actualidad.
En un segundo aspecto de la invencion, se proporciona una turbina eolica que comprende un conjunto de transformador como el descrito anteriormente. El conjunto de transformador se dispone preferiblemente en un emplazamiento al pie de la torre, por ejemplo dentro de la base de la torre o contiguamente a la torre, esto es, en pedestal. La turbina eolica comprende preferiblemente un generador que emite energfa a una tension media aproximadamente entre 1-6 kV, y preferiblemente alrededor de 3 kV. El transformador principal sube preferiblemente la tension a una tension aproximadamente entre 20-72,5 kV, aunque se apreciara que se podrfan conseguir mayores tensiones dependiendo del tamano y especificaciones del equipo. Las tensiones preferidas en la actualidad son 33 y 66 kV.
En otro aspecto de la invencion, se proporciona un parque eolico que comprende al menos una turbina eolica como la descrita anteriormente. El transformador principal de la al menos una turbina eolica se pude conectar a una subestacion del parque eolico. La subestacion puede incluir un transformador de subida de alta tension para aumentar la tension de la
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energfa suministrada mediante el transformador principal hasta un nivel adecuado para su suministro a una red de distribucion u otra red. Tfpicamente, el transformador de la subestacion puede aumentar la tension hasta alrededor de 132 kV o mas. El parque eolico se puede situar en el mar o en tierra. La subestacion se puede situar en el mar o en tierra. En modos de realization preferidos de la invention, el parque eolico se situa en el mar mientras que la subestacion se situa en tierra. Esta disposition es particularmente adecuada para una conexion de 66 kV entre el transformador principal y la subestacion en tierra.
En referencia a la figura 1, se muestra esquematicamente un conjunto de transformador 10 para una turbina eolica 12 de acuerdo con el primer modo de realizacion de la presente invencion. El conjunto de transformador 10 tiene un tamano adecuado para ubicarse dentro de una torre de la turbina eolica o montarse en pedestal contiguamente a la torre. El conjunto de transformador 10 comprende un transformador principal 14 relleno de lfquido y un transformador auxiliar integrado 16. El transformador principal 14 comprende un alojamiento 18 en la forma de un recipiente estanco, que contiene un lfquido aislante 20. En este ejemplo, el lfquido aislante 20 es un fluido de ester sintetico. Los bobinados primario y secundario 21,22 del transformador principal 14 se situan dentro del recipiente 18 relleno de lfquido.
El transformador auxiliar integrado 16 comprende un alojamiento 23 separado, asimismo en la forma de un recipiente estanco, que se monta externamente al alojamiento 18 del transformador principal. El recipiente estanco 23 se rellena con un lfquido aislante 24 de ester sintetico, y aloja los bobinados primario y secundario 25, 26 del transformador auxiliar 16.
En el presente modo de realizacion, un generador 28 de CA de 3 kV y un convertidor de potencia 33 se situan dentro de la gondola de la turbina eolica 12, y se muestran esquematicamente en la figura 1. El generador 28 se conecta con el rotor de la turbina eolica 12, generalmente mediante una reductora y genera energfa electrica a medida que el rotor gira con el viento.
La salida 32 del convertidor se conecta con el bobinado primario 21 del transformador principal 14, mientras que el bobinado secundario 22 del transformador principal 14 se conecta con una subestacion 34 del parque eolico mediante una aparamenta de conexion de alta tension 35. El transformador principal 14 es un transformador de subida, que en este ejemplo tiene una relation de transformation de 1:22, tal que convierte los 3 kV de tension de entrada al bobinado primario 21 en una tension de salida de 66 kV en el bobinado secundario 22.
La subestacion 34 del parque eolico incluye un transformador de subida 36, que en este ejemplo tiene una relacion de transformacion de 1:2, y convierte asf la tension de salida de 66 kV procedente del transformador principal 14 de la turbina eolica en una alta tension de 132 kV para su suministro a una red de distribucion electrica 38. Aunque en la figura 1 solo se representa una unica turbina eolica 12, en la practica la subestacion 34 se conectana tfpicamente con una pluralidad de turbinas eolicas del parque eolico, teniendo cada turbina eolica un transformador 10 respectivo, como se muestra en la figura 1. En este ejemplo, el parque eolico se situa en el mar, mientras que la subestacion 34 se situa en tierra. La aparamenta de conexion de alta tension 35 permite que la turbina eolica 12 se desconecte o se vuelva a conectar a la red 38 como sea necesario.
El transformador auxiliar 16 se configura para alimentar componentes auxiliares dentro de la turbina eolica 12, tales como circuitos de iluminacion y los mecanismos de paso y guinada. El bobinado primario 25 del transformador auxiliar 16 se conecta con la salida de alta tension (66 kV) del transformador principal 14 mediante una conexion de alta tension 40. El bobinado secundario 26 del transformador auxiliar 14 se conecta mediante una conexion de baja tension 42 con un circuito auxiliar 44 dentro de la turbina eolica 12. El circuito auxiliar 44 alimenta los componentes auxiliares de la turbina eolica 12. El transformador auxiliar 16 es un transformador de bajada que tiene una relacion de transformacion de 165:1 de tal modo que convierte los 66 kV de entrada de alta tension en una salida de baja tension de 400 V para alimentar el circuito auxiliar 44.
La commutation de alta frecuencia de los conmutadores electricos dentro del convertidor de potencia 30 de la turbina eolica 12 introduce tfpicamente armonicos en la salida de 3 kV del generador 28, lo que da como resultado una calidad reducida de la energfa. El transformador principal 14 filtra de modo eficaz estos armonicos, dando como resultado una calidad mejorada de la energfa en el lado de alta tension del transformador principal 14. Conectar el transformador auxiliar 16 en el lado de alta tension del transformador principal 14 como se muestra en la figura 1 permite asf que el transformador auxiliar 16 se beneficie de la calidad mejorada de la energfa en este lado del transformador principal 14.
El transformador auxiliar 16 se conecta entre el transformador principal 14 y la aparamenta de conexion de alta tension 35. En esta configuration, el transformador auxiliar 16 es capaz convenientemente de compartir la aparamenta de conexion de alta tension 35 asociada normalmente con el transformador principal 14, lo que da como resultado un significativo ahorro de costes ya que no es necesaria asf una aparamenta de conexion separada para el transformador auxiliar 16.
La conexion de alta tension 40 entre el transformador principal 14 y el transformador auxiliar 16 comprende un cable de cobre de altas prestaciones dentro de una vaina de aislamiento. El cable se situa dentro del recipiente estanco 18 del
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transformador principal 14 y esta sumergido dentro de Kquido aislante 20 del transformador principal 14. En esta configuracion, el Kquido aislante 20 del transformador principal 14 afsla electricamente la conexion de alta tension 40 entre los transformadores 14, 16. El lfquido aislante 20 sirve igualmente para disipar calor procedente de la conexion de alta tension 40, que se calienta inevitablemente durante su uso.
El cable de cobre se extiende dentro del alojamiento 23 del transformador auxiliar 16 mediante un pasaje 46 definido por un manguito entre los dos alojamientos 18, 23. El pasaje 46 se sella para evitar que el lfquido aislante 20 del transformador principal 14 se mezcle con el lfquido aislante 24 del transformador auxiliar 16. No obstante, en otros modos de realizacion de la invencion, los transformadores principal y auxiliar 14, 16 pueden compartir el mismo fluido aislante, en cuyo caso el pasaje 46 puede proporcionar una trayectoria de comunicacion para fluido entre los dos recipientes 18, 23. Alternativa o adicionalmente, la comunicacion de fluido entre los dos recipientes 18, 23 se puede proporcionar mediante uno o mas canales adicionales. La parte del cable de cobre dentro del alojamiento del transformador auxiliar 23 esta sumergida dentro del lfquido aislante 24 del transformador auxiliar 16, de nuevo a los efectos de aislamiento electrico y refrigeracion.
Una unidad de monitorizacion de corriente 48 se configura para monitorizar el flujo de corriente en la conexion de alta tension 40 entre los transformadores principal y auxiliar 14, 16. La unidad de monitorizacion 48 se configura para enviar una senal a la aparamenta de conexion de alta tension 35 provocando que esta se desconecte en el caso de que se detecte una corriente de cortocircuito en la conexion de alta tension 40. Un cortocircuito se detecta si el flujo de corriente a traves de la conexion de alta tension 40 supera un nivel umbral predeterminado, por ejemplo 10-100 A.
Aunque no se muestra, las unidades de monitorizacion de corriente estan asociadas igualmente con el transformador principal 14. Sin embargo, estas unidades de monitorizacion de corriente no son adecuadas generalmente para monitorizar corrientes de cortocircuito en la conexion de alta tension 40 con el transformador auxiliar 16 ya que el flujo de corriente normal asociado con el transformador principal 14 superarfa un nivel de corriente de cortocircuito asociado con el transformador auxiliar 16 y por lo tanto los dispositivos de monitorizacion de corriente habituales del transformador principal 14 no podrfan distinguir entre un fallo del transformador auxiliar integrado 16 y el funcionamiento normal del transformador principal 14.
La figura 2 muestra un modo de realizacion alternativo de la presente invencion en el que el transformador auxiliar integrado 16 y el transformador principal 14 se situan en un recipiente 50 comun relleno de lfquido. En este modo de realizacion, los transformadores principal y auxiliar 14, 16 comparten el mismo lfquido aislante 20, y la conexion de alta tension 40 entre los transformadores 14, 16 se situa dentro de ese lfquido aislante 20. Las otras caracterfsticas de este modo de realizacion son las mismas que para el primer modo de realizacion descrito anteriormente.
En otros ejemplos de la invencion, el transformador principal 14 se puede configurar para emitir una tension de 33 kV en lugar de 66 kV. En tales casos, siendo todos los otros factores iguales, el transformador principal 14 tendrfa una relacion de transformacion de 1:11; el transformador auxiliar 16 tendrfa una relacion de transformacion de 165:2; y el transformador de la subestacion 34 tendrfa una relacion de transformacion de 1:4.
Se pueden realizar muchas modificaciones a los ejemplos espedficos descritos anteriormente sin alejarse del ambito de la presente invencion como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un conjunto de transformador (10) para una turbina eolica (12) que comprende un transformador principal (14) relleno de Uquido aislante y un transformador auxiliar (16) relleno de lfquido aislante, en el que el transformador auxiliar se conecta en el lado de alta tension del transformador principal mediante una conexion de alta tension (40), caracterizado porque la conexion de alta tension se proporciona dentro de dicho lfquido aislante (20, 24).
  2. 2. El conjunto de transformador (10) de la reivindicacion 1, en el que la conexion de alta tension (40) se dispone al menos parcialmente dentro del lfquido aislante (20) del transformador principal (14).
  3. 3. El conjunto de transformador (10) de cualquier reivindicacion anterior, en el que el transformador principal (14) y el transformador auxiliar (16) comparten el mismo lfquido aislante (20, 24).
  4. 4. El conjunto de transformador (10) de cualquier reivindicacion anterior, en el que el transformador auxiliar (16) esta integrado con el transformador principal (14).
  5. 5. El conjunto de transformador (10) de la reivindicacion 4, en el que el transformador auxiliar (16) y el transformador principal (14) comparten un alojamiento (50) comun.
  6. 6. El conjunto de transformador (10) de la reivindicacion 4, en el que el transformador auxiliar (16) y el transformador principal (14) tienen alojamientos (18, 23) separados pero conectados.
  7. 7. El conjunto de transformador (10) de cualquier reivindicacion anterior, en el que el transformador principal (14) y el transformador auxiliar (16) comparten la misma aparamenta de conexion (35).
  8. 8. El conjunto de transformador (10) de la reivindicacion 7, en el que el transformador auxiliar (16) se conecta entre el transformador principal (14) y la aparamenta de conexion (35).
  9. 9. El conjunto de transformador (10) de cualquier reivindicacion anterior, en el que la conexion de alta tension (40) es a una tension entre 20-72,5 kilovoltios (kV).
  10. 10. Una turbina eolica (12) que comprende un conjunto de transformador (10) como se reivindica en cualquier reivindicacion anterior.
  11. 11. La turbina eolica (12) de la reivindicacion 10, en la que el conjunto de transformador (10) se puede disponer en un emplazamiento a pie de torre.
  12. 12. Un parque eolico que comprende al menos una turbina eolica (26) de acuerdo con la reivindicacion 10 o la reivindicacion 11.
  13. 13. El parque eolico de la reivindicacion 12, en el que el transformador principal (14) de la al menos una turbina eolica (12) se puede conectar a una subestacion (34) del parque eolico.
  14. 14. El parque eolico de la reivindicacion 13, en el que el parque eolico se situa en el mar y la subestacion (34) se puede situar en tierra.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2005334045B2 (en) * 2005-07-01 2010-08-26 Vestas Wind Systems A/S A variable rotor speed wind turbine, wind park, method of transmitting electric power and method of servicing or inspecting a variable rotor speed wind turbine
DE102009026407B4 (de) * 2009-05-20 2016-09-15 Wobben Properties Gmbh Verfahren zur Steuerung einer Flughindernisbefeuerung
EP3364430A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-22 ABB Schweiz AG Medium-frequency transformer with dry core
US10910916B2 (en) * 2017-11-30 2021-02-02 General Electric Company Fluid cooled and fluid insulated electric machine
EP3617498B1 (en) * 2018-08-29 2022-07-20 General Electric Renovables España S.L. Methods of rotating a hub of a wind turbine
US10826297B2 (en) 2018-11-06 2020-11-03 General Electric Company System and method for wind power generation and transmission in electrical power systems
EP3770427A1 (en) * 2019-07-22 2021-01-27 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine transformer system
NO347790B1 (en) * 2021-03-08 2024-03-25 Deep Wind Offshore As Offshore Array of High Voltage Turbines
PL4067646T3 (pl) * 2021-04-01 2024-03-04 General Electric Renovables España S.L. Filtry elektryczne dla turbin wiatrowych

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1911350A (en) * 1931-07-23 1933-05-30 Westinghouse Electric & Mfg Co Indicating device
US3621426A (en) * 1970-11-12 1971-11-16 Westinghouse Electric Corp Transformer with bushing compartment
US4288772A (en) * 1978-12-13 1981-09-08 General Electric Company Dielectric liquid impregnated with gases for use in transformers
US4321421A (en) * 1979-03-07 1982-03-23 General Electric Company Vaporization cooled transformer having a high voltage
JPS58100407A (ja) * 1981-12-10 1983-06-15 Toshiba Corp 電源装置
US4565929A (en) * 1983-09-29 1986-01-21 The Boeing Company Wind powered system for generating electricity
US7119452B2 (en) * 2003-09-03 2006-10-10 General Electric Company Voltage control for wind generators
US7298055B2 (en) * 2005-07-15 2007-11-20 Abb Technology Ag Auxiliary power supply for a wind turbine
CN2911908Y (zh) * 2006-03-07 2007-06-13 云南变压器电气股份有限公司 一种Vv联结组合式牵引变压器
ITFI20060157A1 (it) * 2006-06-22 2007-12-23 Pramac S P A Apparato di controllo delle fasi di accensione o spengimento di un gruppo elettrogeno
EP1914872A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-23 Siemens Aktiengesellschaft Wind farm
US7880335B2 (en) * 2007-11-28 2011-02-01 General Electric Company Power backup system for offshore wind generators
US7805893B2 (en) * 2008-02-21 2010-10-05 General Electric Company Preassembled tower section of a wind power plant
PT2151833E (pt) * 2008-08-07 2013-04-30 Starkstrom Geraetebau Gmbh Sistema transformador
US7989984B2 (en) 2008-09-05 2011-08-02 Draper Mark R Underwater substation
ES2589908T3 (es) * 2008-09-19 2016-11-17 Vestas Wind Systems A/S Parque eólico que tiene una fuente de alimentación auxiliar
CH701506A1 (de) * 2009-07-30 2011-01-31 Alstom Technology Ltd Verfahren zum frühzeitigen Erkennen und vorausschauenden Beherrschen von verbraucherseitigen Lastabwürfen in einem elektrischen Netz sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
WO2011050807A2 (en) * 2009-10-27 2011-05-05 Vestas Wind Systems A/S Wind power plant with optimal power output
US8081054B2 (en) * 2009-12-10 2011-12-20 Guentert Iii Joseph J Hyper-cooled liquid-filled transformer
CN202067652U (zh) * 2011-06-13 2011-12-07 长春三鼎变压器有限公司 电炉变压器低压串联补偿线圈内置结构
US8519568B2 (en) * 2011-09-16 2013-08-27 General Electric Company Inrush current protection for wind turbines and wind farms

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