CN107069512B - 光伏发电预装式变电站的高效散热结构及方法 - Google Patents

Abstract

一种光伏发电预装式变电站的高效散热结构，所述的光伏发电预装式变电站的防护外壳为箱体式，箱体包括框架(2)和箱盖(1)，箱盖为可升降箱盖，可升降箱盖与所述框架之间设有顶升固定装置。顶升固定装置包括：箱体框架上部内侧及箱盖底部内侧对应处，分别固定有下水平孔板和上水平孔板，上、下水平孔板之间留有可容纳千斤顶的空间，上、下水平孔板的垂直孔对应，并有外套定位支撑圆管的连接螺杆穿出上、下水平孔板的垂直孔的上下后拧有螺母；箱盖的四边沿，固定有遮雨挡板模块，箱盖顶部的四角，设有旋转拉出式遮雨挡板。本发明具有结构紧凑、运输时满足高度要求、工作时散热效率高、操作简便、适用性强、可靠性高、可模块化生产应用的特点。

Description

光伏发电预装式变电站的高效散热结构及方法

技术领域

本发明涉及一种光伏发电预装式变电站的高效散热结构。本发明还涉及一种利用所述结构的光伏发电预装式变电站高效散热方法。

背景技术

光伏发电预装式变电站一般运行在光照条件较好的户外，为减少户外环境的影响，一般设计IP33箱式外壳保护，对产品产生10K甚至更高的附加温升。

现有的光伏发电预装式变电站一般选用35KV产品，该型号产品往往高度尺寸较大，但为方便运输，对产品高度方向的尺寸有严格限制，因此该型号产品通常需要按紧凑型设计，箱体顶部位置出风口面积较小，不利于热空气顺畅流出，从而影响散热效果。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种光伏发电预装式变电站的高效散热结构。

本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种利用所述结构的光伏发电预装式变电站高效散热方法。

采用本发明的结构和方法，具有结构紧凑、运输时满足高度要求、工作时散热效率高、操作简便、适用性强、可靠性高、可模块化生产应用的特点。

解决上述第一个技术问题,本发明所采用的技术方案如下：

一种光伏发电预装式变电站的高效散热结构，所述的光伏发电预装式变电站的防护外壳为箱体式，箱体包括框架2和箱盖1，其特征是：所述的箱盖为可升降箱盖，可升降箱盖与所述框架之间设有顶升固定装置。

如此，在运输时，可升降箱盖降至最低位置满足运输高度要求，工作时(此时箱体上部一般会留有空间的)升起箱盖，利用可升降箱盖与箱体侧板之间的空隙扩大散热通道，以避免箱体“窝气”产生高温。

优选地，所述的顶升固定装置包括：箱体框架2上部内侧及箱盖1底部内侧对应处，分别固定有下水平孔板和上水平孔板，上、下水平孔板之间留有可容纳千斤顶的空间，上、下水平孔板的垂直孔对应，并有外套定位支撑圆管的连接螺杆穿出上、下水平孔板的垂直孔的上下后拧有螺母。

平时可升降箱盖在最低位置用螺杆螺母固定，需要时松开螺母采用千斤顶顶升箱盖后换用长螺杆及圆管再行固定。当然，也可以不采用千斤顶直接用螺杆螺母顶升箱盖。

在上述基础上，本发明还可以做进一步的完善：

所述箱盖的四边沿，固定有遮雨挡板模块，其组成结构包括：

一前开口箱体10，箱体内两侧壁的后部设有水平卷轴80卷有柔性不锈钢防护网70，不锈钢防护网70的下端可穿过箱体底板所开的长形孔下拉，箱内还设有可从前开口水平拉出遮雨板的折叠式遮雨机构。

优选地，所述的折叠式遮雨机构为：

箱体内两侧壁分别固定有中间开有长形孔的支撑立柱40，以及由若干组每组一边两根从中铰接杆件、各组前后端依次交错铰接构成的铝合金支架30，最内一组杆件一边的两根杆件的两个端部铰接在侧壁上、另两个端部则通过销钉可上下滑动地连接在所述支撑立柱40中间的长形孔内，最外一组铰接杆件其中一根外端设有横向拉杆，每组杆件的上面固定有块状的铝合金遮雨板20。

所述的支撑立柱40上端向前倾斜(5°～8°)。

所述的不锈钢防护网网孔直径≤2.5mm。

进一步地，本发明还可以在位于箱盖顶部的四角，设有旋转拉出式遮雨挡板，其为上下两块扇形遮雨板圆心端垂直铰接。

解决上述第二个技术问题,本发明所采用的技术方案如下：

一种利用所述结构的光伏发电预装式变电站高效散热方法，其特征是包括以下步骤:

a、松开可升降箱盖与箱体框架的连接螺杆上的螺母；

b、用四个气压千斤顶放置在上、下水平孔板之间顶起箱盖到合适高度；

c、按新高度，选择合适长度的定位支撑圆管及连接螺杆重新固定箱盖与箱体；

d、拉出箱盖四周的可伸缩遮雨挡板模块中的铝合金遮雨板；

e、旋出箱盖顶部四角布置的旋转拉出式遮雨挡板；

f、拉下并固定可伸缩遮雨挡板模块中的柔性不锈钢防护网，以满足外壳防护等级要求；

g、反之可降下箱盖进入运输状态。

有益效果：本发明的光伏发电预装式变电站的防护外壳能保证箱盖升高后,防雨效果不降低，即整个外壳各垂直面在60°范围内淋水无有害影响；且在箱盖高度升高之后，外壳仍能保证IP33的防护等级。

以实施例顶升箱盖300mm为例，未顶升状态下整个预装式变电站出风口为绕箱体四周的出风口以及箱盖四周下边缘的网孔，总计约1.3m²，顶升后，箱盖四周下边缘的网孔面积不变，增加了顶升后箱盖与箱体之间的净空部分通风，总计约3.3m²，是未顶升状态的2.54倍，增加出风口面积的效果十分显著。

附图说明

图1是本发明的预装式变电站内部布置示意图；

图2是本发明的预装式变电站外部防护外壳结构示意图；

图3是本发明箱盖顶升固定装置未顶升状态结构示意图；

图4是本发明箱盖顶升固定装置顶升状态结构示意图；

图5是本发明的遮雨挡板模块打开状态示意图；

图6是本发明的遮雨挡板模块收缩状态示意图；

图7是本发明箱盖未顶升时所有遮雨挡板状态示意图；

图8是本发明箱盖顶升时所有遮雨挡板状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式进一步详细说明本发明。

参见图1至图4，本发明的光伏发电预装式变电站的高效散热结构实施例，光伏发电预装式变电站的结构由以下部分组成：变压器室、高压室、低压室以及外部防护外壳，防护外壳为箱体式，箱体包括框架2和箱盖1，箱盖设有支撑架3，箱盖为可升降箱盖，可升降箱盖与框架之间设有顶升固定装置。

为了满足IP33防护等级的要求，同时改善外壳内部散热条件，通常在外壳四周开有百叶窗口，变压器室底部也开网孔，所有开孔部位，板背面焊有不锈钢筛网。

见图3和图4，本实施例的顶升固定装置结构为：箱体框架上部内侧及箱盖底部内侧对应处，分别固定有下水平孔板7和上水平孔板6，上、下水平孔板之间留有可容纳千斤顶4的空间并容纳有千斤顶4(当然，也可以需要时再放置)，上、下水平孔板6、7的垂直孔对应，并有外套定位支撑圆管的连接螺杆5穿出上下后拧有螺母(当然，也可以是一端为螺栓头、另一头拧螺母)。

参见图5和图6，箱盖的四边沿，固定有遮雨挡板模块，其组成结构包括：一前开口箱体10，箱体内两侧壁的后部设有水平卷轴80卷有柔性不锈钢防护网70，不锈钢防护网70的下端可穿过箱体底板所开的长形孔下拉，箱内还设有可从前开口水平拉出遮雨板的折叠式遮雨机构。

本实施例的折叠式遮雨机构为：

箱内两侧壁分别固定有中间开有长形孔的支撑立柱40，以及由若干组每组一边两根从中铰接杆件、各组前后端依次交错铰接构成的铝合金支架30，最内一组杆件一边的两根杆件的两个端部铰接在侧壁上、另两个端部则通过销钉可上下滑动地连接在所述支撑立柱40中间的长形孔内，最外一组铰接杆件其中一根外端设有横向拉杆50，每组杆件的上面固定有块状的铝合金遮雨板20。参见图5和图6.

支撑立柱40端向前倾斜，不锈钢防护网网孔直径≤2.5mm。

如果箱盖长度方向尺寸过大，铝合金遮雨板2不好打开，可以适当增加铝合金支架组合数量同时降低整个模块的高度，以便在长度方向上下布置两个遮雨挡板模块。

进一步地，本发明还可以在位于箱盖顶部四角，设有旋转拉出式遮雨挡板，为上下两块扇形遮雨板圆心端垂直铰接。参见图7和图8.

更具体些：

外部防护外壳1为折弯钢板结构，在箱体框架四角离顶部100mm位置焊有一块边长230mm方形不锈钢板7，不锈钢板上适当位置开有直径为30mm的通孔用于穿连接螺杆，并有足够的位置放置配套使用的气压千斤顶4。

箱盖1内侧四角对应焊接有同规格形状的钢板6，用于箱体与箱盖之间的连接固定。

在厂内组装完成发货时，将箱盖高度降至最低，如图3所示，支撑用螺杆及圆钢管5中螺杆长度为200mm，配合直径为50mm长100mm的圆钢管，螺杆穿过圆钢管及上下两块方形不锈钢板，两端用螺母固定。在运抵现场安装使用后，若需要顶升箱盖，只需要将气压千斤顶4高度降至最低后分别放置在四角，拧出固定箱盖与箱体的螺栓，同时向气压千斤顶中充相同气压，保证箱盖平稳顶起，在顶至所需要的高度后，取出短的螺杆及圆钢管，换上合适长度的新的螺杆及圆钢管并固定牢固，最后取出气压千斤顶即可，顶升后状态如图4所示。

图5、图6是本发明遮雨挡板模块两种不同工作状态示意图。

该模块由以下部分组成：不锈钢前开口箱体10、铝合金遮雨板20、铝合金支架30、支撑立柱40、拉杆50、固定用角钢骨架60、不锈钢防护网70、卷轴80。遮雨挡板模块根据需要展开长度，设计铝合金遮雨板块数以及遮雨板尺寸，具有广泛可适用性，几乎可以运用在所有尺寸的预装式变电站外壳上，并且安装方便美观.

在收缩状态下，对预装式变电站使用无任何影响。以顶升箱盖300mm为例，根据防水要求可以计算出遮雨挡板需要伸出约600mm即可满足要求。此时只需要选择长度约为100mm的铝合金支架30组装成遮雨挡板模块中的伸缩机构，最终整个模块的高度约为128mm，厚度约为103mm，固定在外壳箱盖四周即可满足使用要求。如果箱盖长度方向尺寸过大，铝合金遮雨板20不好打开，可以适当增加铝合金支架组合数量同时降低整个模块的高度，以便在长度方向布置多个遮雨挡板模块，两个模块连接处上下重叠。实际应用中，遮雨挡板模块整体固定在箱盖四周外边缘上，模块与箱盖接触位置做好密封措施。遮雨挡板模块高度略低于箱盖外边缘的高度，在箱盖被顶升至合适高度后，只需要拉动拉杆50，依次重叠的铝合金遮雨板便会在用销钉连接起来的铝合金支架机构的带动下展开，并依次重叠。由于支撑立柱40设计为与垂直方向5°的倾角，因此遮雨挡板完全打开时，所在平面与水平方向呈一定倾角，以便雨水排出，不会淤积在该模块上。最后拉下该模块后部固定的不锈钢防护网卷轴，将不锈钢防护网固定在箱体上预先设置好的挂钩上，防止异物进入箱体内，从而保证箱盖在顶升后防护等级的要求。

图7、图8是本发明最终两种工作状态示意图。在上述的遮雨挡板模块就位后，拉出固定在箱盖四角的旋转拉出式遮雨挡板20，该遮雨挡板由两块50°扇形铝合金板组成，每块铝合金板边缘设置有高度2mm的限位块，在拉出该遮雨挡板至完全展开约100°时，限位装置卡死，此时四角均能被该挡板遮挡，并与下方的遮雨挡板模块有重叠部分，防止雨水通过四角进入箱体。

一种利用所述结构的光伏发电预装式变电站高效散热方法，其特征是包括以下步骤:

a、松开可升降箱盖与箱体框架的连接螺杆上的螺母；

b、用四个气压千斤顶放置在上、下水平孔板之间顶起箱盖到合适高度；

c、按新高度，选择合适长度的定位支撑圆管及连接螺杆重新固定箱盖与箱体；

d、拉出箱盖四周的可伸缩遮雨挡板模块中的铝合金遮雨板；

e、旋出箱盖顶部四角布置的旋转拉出式遮雨挡板；

f、拉下并固定可伸缩遮雨挡板模块中的柔性不锈钢防护网，以满足外壳防护等级要求；

g、反之可降下箱盖进入运输状态。

Claims (5)

1.一种光伏发电预装式变电站的高效散热结构，所述的光伏发电预装式变电站的防护外壳为箱体式，箱体包括框架（2）和箱盖（1），其特征是：所述的箱盖为可升降箱盖，可升降箱盖与所述框架之间设有顶升固定装置；

所述的顶升固定装置包括：箱体框架（2）上部内侧及箱盖（1）底部内侧对应处，分别固定有下水平孔板（7）和上水平孔板（6），上、下水平孔板之间留有可容纳千斤顶（4）的空间，上、下水平孔板的垂直孔对应，并有外套定位支撑圆管的连接螺杆（5）穿出上、下水平孔板的垂直孔的上下后拧有螺母；

所述箱盖（1）的四边沿，固定有遮雨挡板模块，其组成结构包括：一前开口箱体（10），箱体内两侧壁的后部设有水平卷轴（80）卷有柔性不锈钢防护网（70），不锈钢防护网的下端可穿过箱体底板所开的长形孔下拉，箱内还设有可从前开口水平拉出遮雨板的折叠式遮雨机构；

所述的折叠式遮雨机构为：箱体内两侧壁分别固定有中间开有长形孔的支撑立柱（40），以及由若干组每组一边两根从中铰接杆件、各组前后端依次交错铰接构成的铝合金支架（30），最内一组杆件一边的两根杆件的两个端部铰接在侧壁上、另两个端部则通过销钉可上下滑动地连接在所述支撑立柱（40）中间的长形孔内，最外一组铰接杆件其中一根外端设有横向拉杆，每组杆件的上面固定有块状的铝合金遮雨板（20）。

2.根据权利要求1所述的光伏发电预装式变电站的高效散热结构，其特征是：所述的支撑立柱（40）上端向前倾斜。

3.根据权利要求2所述的光伏发电预装式变电站的高效散热结构，其特征是：所述的不锈钢防护网网孔直径≤2.5mm。

4.根据权利要求3所述的光伏发电预装式变电站的高效散热结构，其特征是：在位于箱盖（1）顶部的四角，设有旋转拉出式遮雨挡板，其为上下两块扇形遮雨板圆心端垂直铰接。

5.一种利用了如权利要求1-4任意一项所述结构的光伏发电预装式变电站高效散热方法，其特征是包括以下步骤:

a、松开可升降箱盖与箱体框架的连接螺杆上的螺母；

b、用四个气压千斤顶放置在上、下水平孔板之间顶起箱盖到合适高度；

c、按新高度，选择合适长度的定位支撑圆管及连接螺杆重新固定箱盖与箱体；

d、拉出箱盖四周的可伸缩遮雨挡板模块中的铝合金遮雨板；

e、旋出箱盖顶部四角布置的旋转拉出式遮雨挡板；

f、拉下并固定可伸缩遮雨挡板模块中的柔性不锈钢防护网，以满足外壳防护等级要求；

g、反之可降下箱盖进入运输状态。