CN101355237B - 风力发电专用集成式变电站 - Google Patents

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Abstract

风力发电专用集成式变电站，包括半包封浸渍绝缘变压器单元、环氧树脂浇注密封的高压单元和低压单元。变压器单元、高压单元、低压单元呈品字型固定在壳体内。高压单元经过可触摸的连接电缆连接到变压器单元的高压端，变压器单元的低压端经连接到低压单元的输入端。该风力发电专用集成式变电站装设在风力发电主机塔筒内。本发明不仅克服了现有风力发电用变电站中变压器单元、高压单元和低压单元单独分离设置的缺点，同时完全发挥出了固体绝缘电气设备的优势，寿命长，过载时间少，在风机过载时，会自动采取限速措施或停止运行，基本上不过载。变电站无人值守设计，减少维护费用。

Description

风力发电专用集成式变电站
技术领域
本发明涉及一种变电站，具体是涉及一种固体绝缘半包封风力发电专用集成式变电站(塔筒内置式)。
背景技术
我国风能资源比较丰富，是风能利用的大国之一，由于它是一种清洁的可再生资源。绿色环保，储量大。目前，在我国已获得了飞速的发展，预计我国风机的装机容量2010年将达到5500万kW，2020年将达到1.12亿kW，可见，不论从经济效益还是社会效益，风力发电的前景越来越广阔。在风力发电厂，风力发电机发出的690V电能经过变电站升压变为10kV(或35 kV)后，经地电缆或架空线路输送到风电场总升压站，目前，每一台风力发电机组均配置一台油浸式组合变电站，变压器单元、高压单元和低压单元与风力发电主机塔筒是分体放置，有些地方两者距离甚远。这样无形中增加了基建费用，同时增大线路损耗，维护不便，环保性能差，有渗漏污染的可能。
发明内容
本发明针对当前变电站能耗浪费和变电站的安装运行的可靠性问题，以及基建成本和运行维护成本的增加给国家和用电用户带来的经济损失等问题，提供一种设置在风力发电机主机塔筒内的结构紧凑、占地面积小、运行维护成本低、不受运行环境影响、能够明显减少电力设施投资和输、馈电线路损耗的固体绝缘半包封风力发电专用集成式变电站。
采用的技术方案是：
风力发电专用集成式变电站，包括壳体、变压器单元、高压单元、低压单元。变压器单元、高压单元和低压单元在风力发电用变电站中在结构上是已知的，高压单元主体是高压开关部分，低压单元主体是低压开关部分，故具体结构不再具体叙述。
壳体由金属薄板加工成型，与周围环境相隔，起到保护和隔离作用。壳体内部空间由横隔板和纵向设置的隔板分隔成三个独立的，呈品字形的空间。
高压单元用环氧树脂浇注，全绝缘密封。变压器经真空压力浸渍，为半包封浸渍干式变压器，变压器设置在壳体内横隔板下方。高压单元和低压单元分别设置在壳体内，横隔板上方，由纵向隔板分隔出的两个空间内。高压单元的由环氧树脂固封绝缘的高压单元相柱，通过可安全接触性预制绝缘终端头，通过高压电缆与变压器单元的高压端连接。所有可以间接接触的部分最高只有400V电压。变压器单元的低压输出端，经连接母排连接到低压单元的输入端。总体占用空间为传统的变电站的1/10。将高压电源直接输送到风电场总升压站。总体结构见附图1所示，采用空间“品”字型结构布置。
本发明变电站高压单元采用环氧树脂浇注全绝缘设备，运行应用不受凝露和污秽的影响，变压器单元采用半包封浸渍绝缘设备，运行应用不受风沙和炎热的影响，整套设备配有关键部位的测温等先进的监测控制功能。本产品高压开关部分采用真空灭弧技术，开关开断短路电流等事故没有爆炸危险，绝缘部分全部采用憎水性好的环氧树脂和硅橡胶制造。不会有气体和液体泄露的危险。变压器部分采用C级半包封浸渍绝缘变压器，真空压力浸渍工艺生产，耐热等级高，防尘性能优越，防火和环保能力强，避免了风能季节性变化带来的变压器器身开裂危险。
本发明整体防护严密，不受气侯，温湿度因素影响，无任何污染。
本发明不论在经济节约方面或在电气产品应用上，都具有极强的实用性和先进性。
本发明不仅克服了现有风力发电用变电站中变压器单元、高压单元和低压单元单独分离设置的缺点，同时完全发挥出了固体绝缘电气设备的优势。本装置采用固体绝缘开关、半包封浸渍绝缘干式变压器、控制柜于一体，成为集成式变电站，并放置于塔筒内。本装置具有以下特点：
1、变压器为半包封型，真空压力浸渍绝缘，防火阻燃，防开裂，适合深入负荷中心，环保性能强。
2、减少总成本投资约1％(300万元)左右，降低基建费用，减小低压输电线路损耗。
3、防尘及安全性能优越。风力资源丰富的地区，运行环境相对恶劣，既要考虑耐侯性问题，同时，也要考虑附件防盗或遭受破坏问题。
4、绝缘耐热等级高。绝缘材料采用电气及机械性能优越的NOMEX杜邦纸，绝缘耐热等级为C级，且阻燃，介电常数和厌氧系数优越。
5、空载损耗低。由于风能的季节性，变压器运行时，空载时间长，年负载率仅30％-50％。
6、变压器寿命长，过载时间少，在风机过载时，会自动采取限速措施或停止运行，基本上不过载。
7、变电站无人值守设计，减少维护费用。
附图说明
图1是本发明的主视示意图。
图2是本发明的内部结构示意图。
图3是风电场电气方案示意图。
具体实施方式
风力发电专用集成式变电站，包括壳体8、变压器单元1、高压单元2、低压单元3。壳体8内横向固定有横隔板9，在壳体8内，横隔板9上方设置纵向隔板10，纵向隔板10的上、下端分别与壳体8和横隔板9固定连接。横隔板9和纵向隔板10将壳体8内部空间分隔成变压器设置室11、高压单元设置室12和低压单元设置室13。高压单元2由环氧树脂浇注密封，并固定在高压单元设置室12内。低压单元3固定在低压单元设置室13内。变压器单元1的变压器身7经真空压力浸渍(起到绝缘和防护作用)，为半包封浸渍绝缘变压器，变压器单元1固定在变压器设置室11内。环氧树脂绝缘的高压单元相柱4，经过可触摸的连接电缆5连接到变压器单元1的高压端，变压器单元1的低压输出端6，经连接母排连接到低压单元3的输入端。该风力发电专用集成式变电站设置在风力发电主机塔筒内。
安装时，安装地脚14与预设地基预留安装地脚相连接，起到安装固定变电站的作用。

Claims (1)

1.风力发电专用集成式变电站，包括壳体(8)、变压器单元(1)、高压单元(2)、低压单元(3)，其特征在于所述的壳体(8)内横向固定有横隔板(9)，在壳体(8)内，横隔板(9)上方设置纵向隔板(10)，纵向隔板(10)的上、下端分别与壳体(8)和横隔板(9)固定连接，横隔板(9)和纵向隔板(10)将壳体(8)内部空间分隔成变压器设置室(11)、高压单元设置室(12)和低压单元设置室(13)，高压单元(2)由环氧树脂浇注密封，并固定在高压单元设置室(12)内，低压单元(3)固定在低压单元设置室(13)内，变压器单元(1)的变压器身(7)为半包封浸渍绝缘变压器，变压器单元(1)固定在变压器设置室(11)内，环氧树脂绝缘的高压单元相柱(4)，经过可触摸的连接电缆(5)连接到变压器单元(1)的高压端，变压器单元(1)的低压输出端(6)，经连接母排连接到低压单元(3)的输入端，该风力发电专用集成式变电站装设在风力发电主机塔筒内。
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