CN102384037A - 发电机组 - Google Patents

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唐建辉
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Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种发电机组，其特征在于电控组件设置于发电机组的塔筒内部，并且与发电机组的机舱一起旋转。

Description

发电机组
技术领域
本发明涉及风力发电领域，更具体地讲，涉及一种大型发电机组。
背景技术
目前，风力发电机组自带的变压器、变流器等电控组件的不同布置方案将直接影响整个电能传输过程中的电能损失以及机组机舱结构的重量和外形尺寸。
现有技术中的电控组件布置的一种技术方案是将变压器、变流器等电控组件5′布置于机舱4′中，当机组发生偏航动作时与机舱4′一起进行旋转运动。该方案中发电机2′产生的1kV以下低压电流在机舱4′内通过短距离的低压电缆3′直接连接至变压器、变流器等电控组件5′进行电能处理后升压为10～35kV的中压电流；然后，长距离中压电缆7′在塔筒6′内完成扭缆和解缆过程后，将中压电流传输到风电场升压站8′升压为110kV或以上的高压电流；最后，再将高压电流连接至电网。
但是，由于变压器、变流器等电控组件5′的重量、外形尺寸都比较大，将其布置于机舱4′中时，需要在机舱4′内设计较强的钢结构支架对其进行支撑，并且需要根据电控组件5′的外形尺寸相应较大的机舱罩体对其进行保护。因此，此技术方案中的机舱4′总体结构尺寸和设备成本会大幅增加，同时机组的起吊和安装难度增大。
现有技术中的第二种技术方案是将变压器、变流器等电控组件5″布置于塔筒6″底部或中部的平台或集装箱内，不参与机组偏航旋转运动。但是，由于变压器、变流器等电控组件5″放置于塔筒6″底部，导致连接发电机2″至变压器、变流器等电控组件5″的低压电缆3″距离较长，此长距离的电压电流传输过程会造成较大的机组电能损失。
现有技术中的第三种技术方案是将变压器、变流器等电控组件5′″固定放置于塔筒6′″顶部，不参与机组偏航旋转运动。但是，该方案中虽然缩短了低压电流的传输距离，但是由于机舱4′″和发电机2′″为旋转运动部件，而塔筒6′″和位于其顶部的变压器、变流器等电控组件5′″都为固定部件，因此低压电缆在连接它们的过程中需要完成扭缆和解缆过程。由于低压电缆3′″直径较大，而该方案中发电机2′″到变压器、变流器等电控组件5′″的距离较短，要在如此短距离内实现大直径的低压电缆3′″的扭缆和解缆过程，会造成电缆可靠性降低、相关电缆连接技术难度和设备成本增加。
上述三种现有技术方案存在着机舱体积和重量过大、低压电流传输损失过大或低压电缆扭缆和解缆困难等各种技术问题，
发明内容
为避免上述三种现有技术方案存在的各种问题，本发明提供了一种具有合理布置的变压器、变流器等电控组件的发电机组。
为了降低电能传输损失、优化机组结构和降低设备成本，本发明提供了一种新型的发电机组。
根据本发明的发电机组的电控组件设置于发电机组的塔筒内部，并且与发电机组的机舱一起旋转。
所述电控组件包括变流器、变压器、控制柜中的至少一种。
所述电控组件可固定连接于机组偏航系统之下。
电控组件可沿塔筒的径向放置在至少距离塔筒底部1/2塔筒高度处。
电控组件可连接到发电机组的底座。
传输中压电流的中压电缆可完成扭缆和解缆动作。
电控组件与机组偏航系统的连接方式可包括挂钩连接或者螺栓连接。
电控组件先可被安装在单层或多层支架或者箱体内，再将所述支架或者箱体连接到机组偏航系统下方。
所述发电机组可包括风力发电机组。
本发明的发电机组的变压器、变流器等大型电控组件位于塔筒顶部，不占用机舱空间，可达到了减小机舱总体重量和外形尺寸的效果；通过缩短发电机至变压器、变流器等电控组件之间的距离，降低了低压电能传输过程中的损失；通过由直径较小的中压电缆在长距离的塔筒内部完成扭缆和解缆过程，从而降低了扭缆和解缆过程的技术难度，进而提高了机组可靠性和经济型。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明总体构思的这些和/或其它方面和效用将会变得清楚和更加易于理解，其中：
图1是现有技术中的发电机组的电控组件的一种布置方式的示意性示图；
图2是现有技术中的发电机组的电控组件的另一种布置方式的示意性示图；
图3是现有技术中的发电机组的电控组件的另一种布置方式的示意性示图；
图4是根据本发明的示例性实施例的发电机组的电控组件的布置方式的示意性示图。
具体实施方式
现在，将详细描述根据本发明的实施例，其示例在附图中被示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。以下，将参照附图描述实施例，以解释本发明的总体构思。
根据本发明的示例性实施例的发电机组可以是风力发电机组。在以下的描述中，以风力发电机组为例进行描述。
根据本发明的示例性实施例的风力发电机组10包括叶轮1、发电机2、低压电缆3、机舱4、电控组件5、塔筒6、中压电缆7、升压站8以及基座9。
一般情况下，电控组件5包括变压器和变流器等。在本发明的其它实施例中，电控组件可以为变流器、变压器、控制柜，或者还可以包括一些用于电压或电流调节的补偿装置或调整装置等，即，下挂的电控组件至少包括上述装置中的一种。
在本发明的示例性实施例中，变压器、变流器等电控组件5布置于塔筒6的内部，在本发明的示例性实施例中，电控组件5设置在塔筒6内的顶部，并固定连接于机组偏航系统下方。电控组件5通过底座(未示出)连接整个机舱与偏航轴承部件。但是本发明不限于此，只要电控组件5设置于塔筒6的内部即可，电控组件5可以设置在塔筒6内部的顶部，也可以设置在中部。或者，电控组件沿塔筒的径向放置在至少距离塔筒底部1/2塔筒高度处。当机组偏航系统发生偏航动作时，电控组件5随机舱4一起进行相对于塔筒6的偏航旋转运动。
本发明的示例性实施例中的将变压器、变流器等电控组件固定连接于机组偏航系统下方的方式很多，例如，可采用挂钩或螺栓等方式直接将其连接于偏航系统下方；也可先将电控组件安装于单层或多层支架、集装箱等结构内，再将此支架、集装箱等结构连接于偏航系统下方。但以上各连接方式都可以保证变压器、变流器等电控组件5可随机舱4一起进行相对于塔筒6的偏航旋转运动。
本发明的示例性实施例中的发电机2产生的1kV以下低压电流可通过短距离的低压电缆3直接连接至位于偏航下方的变压器、变流器等电控组件5进行电能处理后升压为10～35kV的中压电流；然后，再由长距离的中压电缆7在塔筒6内部完成扭缆和解缆过程后，将中压电流传输至风电场升压站8再次升压为110kV或以上的高压电流；最后，再将高压电流连接至电网。
本发明的示例性实施例的技术方案中的各种电缆可由汇流排或其它电力传输介质代替。
本发明的示例性实施例的风力发电机组的技术方案能够带来以下各种显著的技术效果：1)变压器、变流器等大型电控组件位于塔筒顶部，不占用机舱空间，可达到了减小机舱总体重量和外形尺寸的效果；2)通过缩短发电机至变压器、变流器等电控组件之间的距离，降低了低压电能传输过程中的损失；3)通过由直径较小的中压电缆在长距离的塔筒内部完成扭缆和解缆过程，从而降低了扭缆和解缆过程的技术难度，进而提高了机组可靠性和经济型。
虽然已经参照本发明的特定优选实施例对本发明进行了显示和说明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种形式和细节上的修改。

Claims (9)

1.一种发电机组，其特征在于，电控组件设置于发电机组的塔筒内部，并且与发电机组的机舱一起旋转。
2.如权利要求1所述的发电机组，其特征在于，所述电控组件包括变流器、变压器、控制柜中的至少一种。
3.如权利要求1所述的发电机组，其特征在于，所述电控组件固定连接于机组偏航系统之下。
4.如权利要求1所述的发电机组，其特征在于，电控组件沿塔筒的径向放置在至少距离塔筒底部1/2塔筒高度处。
5.如权利要求1所述的发电机组，其特征在于，电控组件与发电机组的底座连接。
6.如权利要求1所述的发电机组，其特征在于，传输中压电流的中压电缆完成扭缆和解缆动作。
7.如权利要求1所述的发电机组，其特征在于，电控组件与机组偏航系统的连接方式包括挂钩连接或者螺栓连接。
8.如权利要求1所述的发电机组，其特征在于，电控组件先被安装在单层或多层支架或者箱体内，再将所述支架或者箱体连接到机组偏航系统下方。
9.如权利要求1所述的发电机组，其特征在于，所述发电机组包括风力发电机组。
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