CN103378550A - 一种风能电气柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种风能电气柜，包括柜体，柜体内设置有用于给柜体内外器件配电的主配电回路和用于实现发电机与电网通断的并网回路，主配电回路和并网回路相电连接；其中，组成主配电回路的多个器件设置在柜体内左侧，组成并网回路的多个器件设置在柜体内右侧。本发明通过将主配电回路与并网回路分设在柜体内左右两侧，使得风能电气柜内功率流更加顺畅，电气柜整体紧凑、协调、美观、空间利用率高，节省连接铜排，且便于维护，安装时更加符合国内外安规要求。

Description

一种风能电气柜

技术领域

本发明涉及能源技术领域，更具体地说，涉及一种风能电气柜。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到世界各国的重视，我国风能资源丰富，风电产业链逐步走向完善。变流器作为风机系统的核心部件，实现对发电机的变速恒频控制，获得最佳的发电效率和发电质量。其中并网和配电回路实现变流器与电网的并网脱网，满足内部供电和外部供电的需求，因此变流器内的电气布局以及功率流就显得尤为重要。

目前的风能电气柜中器件布局如图1所示，其中将开关组件1、并网接触器2、接线组件3按从上至下顺序设置在柜体8的左侧，将并网开关4、主开关5、主接触器6和防雷组件7按从上至下的顺序设置在柜体8的右侧。这种布局存在以下缺点：(1)、并网开关回路和主配电回路交叉在一起，导致接线不方便，且通过铜排连接会导致较大浪费；(2)、柜体8内功率流不顺畅；(3)、柜体8内空间利用率不高，不便于安装维护。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种布局合理、成本低、便于维护且空间利用率高的风能电气柜。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种风能电气柜，包括柜体，所述柜体内设置有用于给所述柜体内外器件配电的主配电回路和用于实现发电机与电网连接的并网回路，所述主配电回路和所述并网回路相电连接，其中，组成所述主配电回路的多个器件设置在所述柜体内左侧，组成所述并网回路的多个器件设置在所述柜体内右侧。

本发明所述的风能电气柜，其中，所述并网回路包括用于与电网相连接的网侧接口单元、用于避免变流器遭受雷击的防雷单元、用于实现发电机与电网通断的并网单元、和用于与发电机相连接的定子接口单元；其中，

所述定子接口单元、所述并网单元、所述防雷单元和所述网侧接口单元按从上至下顺序设置在所述柜体右侧。

本发明所述的风能电气柜，其中，所述并网回路包括两个并联连接的所述并网单元，且两个所述并网单元呈前后方向设置在所述柜体右侧。

本发明所述的风能电气柜，其中，连接所述网侧接口单元与所述并网单元的铜排、以及连接所述定子接口单元与所述并网单元的铜排均沿所述柜体深度方向延伸设置。

本发明所述的风能电气柜，其中，所述主配电回路包括用于给所述柜体内部供电的配电单元、用于给所述柜体外部配电的主配电单元、用于给变流器内部提供电源的供电单元、用于给用户预留供电接口的用户配电单元；其中，

所述配电单元、主配电单元、供电单元和用户配电单元按从上至下顺序设置在所述柜体左侧。

本发明所述的风能电气柜，其中，所述配电单元包括多个呈前后设置的低压开关器件。

本发明所述的风能电气柜，其中，所述柜体内还设置有用户接口单元，所述用户接口单元设置在所述柜体内左侧下方，且所述用户接口单元与所述主配电回路相隔离。

本发明所述的风能电气柜，其中，所述柜体由相互独立、可拆分的左侧部和右侧部拼接组成。

本发明所述的风能电气柜，其中，所述柜体上设置有左侧门和右侧门，所述右侧门可相对转动的连接在所述柜体右侧板上；

所述左侧门可相对转动的连接在所述柜体左侧板上，或者，在所述柜体中间沿上下方向设置有隔板，所述左侧门可相对转动的连接在所述隔板上。

本发明所述的风能电气柜，其中，所述柜体内左侧与右侧内分别设置有用于通风和散热的风道，且所述柜体左侧的风道与所述柜体右侧的风道相互独立。

本发明的有益效果在于：通过将主配电回路与并网回路分设在柜体内左右两侧，使得风能电气柜内功率流更加顺畅，电气柜整体紧凑、协调、美观、空间利用率高，节省连接铜排，且便于维护，安装时更加符合国内外安规要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中风能电气柜内布局示意图；

图2是本发明较佳实施例的风能电气柜内部结构正面示意图；

图3是本发明较佳实施例的风能电气柜立体结构示意图；

图4是本发明较佳实施例的风能电气柜内功率流走向示意图；

图5是本发明较佳实施例的加设有防护板的风能电气柜内部结构示意图；

图6是本发明中大功率要求下的风能电气柜内部结构正面示意图；

图7是本发明中大功率要求下的风能电气柜立体结构示意图。

具体实施方式

本发明较佳实施例的风能电气柜结构如图2所示，同时参阅图3，该风能电气柜包括柜体10，在柜体10内设置有用于给柜体10内外器件配电的主配电回路20和用于实现发电机与电网连接的并网回路30，主配电回路20和并网回路30相电连接。其中，组成主配电回路20的多个器件设置在柜体10内左侧11，组成并网回路30的多个器件设置在柜体10内右侧12。柜体10内功率流走向如图4中的黑实线箭头方向所示，可以看出功率流从柜体10右侧12底部122的电网侧沿柜体10右侧12上升，并左转向柜体10左侧11，给主配电回路20供电，这样可使得电气柜内功率流更加顺畅，且电气柜整体紧凑、协调、美观、空间利用率高，使得电气柜在现场安装使用时更便于达到国内外安规要求，便于维护。

上述实施例中，如图2所示，主配电回路20与并网回路30通过铜排40连接。具体包括：主配电回路20内部的各个器件之间通过铜排40连接、并网回路30内部的各个器件之间通过铜排40连接、主配电回路20与并网回路30相连接处通过铜排40连接，以使得连接更加可靠，并提高抗电磁干扰能力。由于主配电回路20与并网回路30是分开设置，能节省连接的铜排。同时在铜排40露于柜体10前面的部分设置有防护板，以提高风能电气柜的安全性。防护板的设置如图5所示，包括设置在柜体10左侧11的主配电回路防护板63，以及设置在柜体10右侧12的定子接口单元防护板61和网侧接口单元防护板62。同时，也可以用电缆或柔性铜排替代铜排实现主配电回路20与并网回路30各器件之间的连接。

进一步地，上述实施例的风能电气柜中，如图2所示，并网回路30包括用于与电网相连接的网侧接口单元31、用于避免变流器遭受雷击的防雷单元32、用于实现发电机与电网通断的并网单元33和用于与发电机相连接的定子接口单元34。其中，定子接口单元34、并网单元33、防雷单元32和网侧接口单元31按从上至下顺序设置在柜体10的右侧12。这样定子接口单元34和网侧接口单元31分别设置在柜体10右侧12的顶部121和底部122，可使得定子接口单元34和网侧接口单元31进出线更加方便，从发电机机舱引出的定子侧线缆可直接从柜体10顶部121通过电缆防护装置接入电气柜中的定子接口单元34，网侧线缆则可通过底部122线缆夹接入网侧接口单元31，走线更加合理。同时由于将较重的并网单元33设置在了柜体10的中部或中部靠下的位置，使得其更加便于装配。

进一步地，当需要提高风能电气柜功率密度时，可在柜体10右侧12设置两个并联连接的并网单元33，且两个并网单元33在柜体10内沿深度方向呈前后位置关系设置在柜体10右侧12，这样可以充分利用柜体10的深度空间，提高空间利用率，使得柜体10内器件布局更加紧凑，便于在现在安装时满足国内外安规要求。

为便于在接入多个并网单元33时接线方便，优选地，将连接网侧接口单元31与并网单元33的铜排、以及连接定子接口单元34与并网单元33的铜排均沿柜体10深度方向延伸设置。这样当沿柜体10深度方向前后设置并联的并网单元33时，可以给并网单元33提供多个接线头，便于并网单元33连接和装配，使得柜体10内器件布局更加合理，且整体协调、美观。

进一步地，上述实施例的风能电气柜中，如图2所示，主配电回路20包括用于给柜体10内部供电的配电单元21、用于给柜体10外部配电的主配电单元22、用于给变流器内部提供电源的供电单元23、用于给用户预留供电接口的用户配电单元24。其中，配电单元21、主配电单元22、供电单元23和用户配电单元24按从上至下顺序设置在柜体10左侧11。且配电单元21、主配电单元22、供电单元23和用户配电单元24具体的放置方式可根据不同用户需求进行适当调整，例如调整配电单元21的安装方式，或调整配电单元21、主配电单元22、供电单元23和用户配电单元24所占用的高度空间等，以满足新的布局需要，快速响应市场需求，柔性化强。

随着风力发电功率等级不断提高，为满足用户不同的功率等级要求，当需要使用较大的供电单元23时，如图6和图7所示，可将配电单元21中的多个低压开关器件沿柜体10深度方向呈前后位置关系设置，这样可以减小配电单元10所占用的高度空间，方便装配较大的变压器。

进一步地，如图5所示，在柜体10内还设置有用户接口单元70，便于用户接线。优选地，将用户接口单元70设置在柜体10内左侧11下方，且将用户接口单元70与主配电回路20相隔离。这样可充分利用柜体10左侧11的空余空间，提高空间利用率，使得风能电气柜整体结构更加紧凑，在现场安装时，能更好的符合国内外安规要求。

进一步地，上述各实施例中，柜体10优选由相互独立、可拆分的左侧部和右侧部拼接组成。这样便于将主配电回路20和并网回路30分别安装，然后在统一组装，可提高装配效率；同时也便于维护，当其中一侧出现故障时，可仅维护故障的一侧；而且定制化程度高，可满足不同客户的需求。

更进一步地，在柜体10上设置有左侧门和右侧门(未图示)，便于对柜体10内各器件进行维护。其中右侧门可相对转动的连接在柜体10右侧板14上，需要维护右侧12的并网回路30中的器件时，可打开右侧门。左侧门可相对转动的连接在柜体10的左侧板13上，与右侧门构成双开门结构，双开门方案中门与柜体的连接点50如图3所示。

或者，在柜体10中间沿上下方向设置有隔板15，左侧门可相对转动的连接在隔板15上，与右侧门一起形成两扇向相同方向打开的单开门，单开门方案中门与柜体10的连接点80如图6所示。当柜体10由相互独立、可拆分的左侧部和右侧部拼接组成时，该左侧门则直接设置在左侧部与右侧部的拼接板(相当于前述隔板15)上。这样的双开门和单开门方案可便于满足不同用户的需求。

更进一步地，由于柜体10内器件较多，发热量较大，因此在柜体10内左侧11与右侧12空间内分别设置有用于通风和散热的风道(未图示)，且柜体10左侧11的风道与柜体10右侧12的风道相互独立，可相互解耦。例如当柜体10由相互独立、可拆分的左侧部和右侧部拼接组成时，设置相互独立的风道可便于柜体10的拆分和安装。

上述各实施例中，优选地，柜体10内的各器件均正面装配，且将开关器件均设置在正面便于操作的位置，以提高风能电气柜整体的可检测性和可维护性。

综上，本发明通过将主配电回路20与并网回路30分设在柜体10内左右两侧，使得风能电气柜内功率流更加顺畅，电气柜整体紧凑、协调、美观、空间利用率高，节省连接铜排，且便于维护，安装时更加符合国内外安规要求。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1. 一种风能电气柜，包括柜体，所述柜体内设置有用于给所述柜体内外器件配电的主配电回路和用于实现发电机与电网连接的并网回路，所述主配电回路和所述并网回路相电连接；其特征在于，组成所述主配电回路的多个器件设置在所述柜体内左侧，组成所述并网回路的多个器件设置在所述柜体内右侧。

2. 根据权利要求1所述的风能电气柜，其特征在于，所述并网回路包括用于与电网相连接的网侧接口单元、用于避免变流器遭受雷击的防雷单元、用于实现发电机与电网通断的并网单元、和用于与发电机相连接的定子接口单元；其中，

所述定子接口单元、所述并网单元、所述防雷单元和所述网侧接口单元按从上至下顺序设置在所述柜体右侧。

3. 根据权利要求2所述的风能电气柜，其特征在于，所述并网回路包括两个并联连接的所述并网单元，且两个所述并网单元呈前后方向设置在所述柜体右侧。

4. 根据权利要求2所述的风能电气柜，其特征在于，连接所述网侧接口单元与所述并网单元的铜排、以及连接所述定子接口单元与所述并网单元的铜排均沿所述柜体深度方向延伸设置。

5. 根据权利要求1所述的风能电气柜，其特征在于，所述主配电回路包括用于给所述柜体内部供电的配电单元、用于给所述柜体外部配电的主配电单元、用于给变流器内部提供电源的供电单元、用于给用户预留供电接口的用户配电单元；其中，

所述配电单元、主配电单元、供电单元和用户配电单元按从上至下顺序设置在所述柜体左侧。

6. 根据权利要求1所述的风能电气柜，其特征在于，所述配电单元包括多个呈前后设置的低压开关器件。

7. 根据权利要求1所述的风能电气柜，其特征在于，所述柜体内还设置有用户接口单元，所述用户接口单元设置在所述柜体内左侧下方，且所述用户接口单元与所述主配电回路相隔离。

8. 根据权利要求1所述的风能电气柜，其特征在于，所述柜体由相互独立、可拆分的左侧部和右侧部拼接组成。

9. 根据权利要求1所述的风能电气柜，其特征在于，所述柜体上设置有左侧门和右侧门，所述右侧门可相对转动的连接在所述柜体右侧板上；

所述左侧门可相对转动的连接在所述柜体左侧板上，或者，在所述柜体中间沿上下方向设置有隔板，所述左侧门可相对转动的连接在所述隔板上。

10. 根据权利要求1所述的风能电气柜，其特征在于，所述柜体内左侧与右侧内分别设置有用于通风和散热的风道，且所述柜体左侧的风道与所述柜体右侧的风道相互独立。

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