CN112429153A - 一种桥臂电抗器及其海上运输装置 - Google Patents

Abstract

一种桥臂电抗器及其海上运输装置，所述桥臂电抗器包括吊架以及两种不同的电晕环，为了增加牵引绳固定位置的机械强度，同时不降低电抗器的通流能力，本发明中，桥臂电抗器吊臂采用组合吊臂的方式，该吊架括第一吊臂、第二吊臂、外侧拉筋以及内侧拉筋；该海上运输装置包括第一地锚、第二地锚以及牵引绳，第一地锚设在两个桥臂电抗器之间，分别连接两根不同的牵引绳，第二地锚设在其他位置，用于固定一台桥臂电抗器的相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线程预定角度；且牵引绳包括卸扣、长度调节单元、第一钢丝绳以及第二钢丝绳。桥臂电抗器和适用于海上运输的桥臂电抗器运输装置可以解决单台或多台桥臂电抗器海上运输过程中抗风浪、抗冲击等作用。

Description

一种桥臂电抗器及其海上运输装置

技术领域

本发明涉及电力系统设备技术领域，具体涉及一种桥臂电抗器及其海上运输装置。

背景技术

风能作为一种清洁能源已经得到广泛应用，海上风电代表着风电技术领域的前沿和制高点是我国战略性新兴产业的重要内容。随着远海风电的开发，柔性直流输电送出方案成为海上风电并网的主流技术。为了便于海上换流站的安装，目前较为适用的方案是在港口将系统设备与平台完成组装，平台通过运输船运送到指定基础上。

桥臂电抗器作为海上换流站的特有设备起到控制功率传输、抑制交流侧电流波动及抑制桥臂间环流和滤波的作用。传统工程中电抗器均是分件运输，现场组装的方式，对于海上风电柔性直流输电用电抗器，需要在港口安装在平台上，随着电抗器等级的增高和输送用量的增大，完全组装后往往会出现电抗器重量大、重心高等情况，受到海浪和停靠船的因素影响，电抗器的加固和海上运输的固定方案尤其重要。

为了解决电抗器海上运输过程中电抗器的稳定性，提出本发明一种适用于桥臂电抗器海上运输方案，可以有效解决桥臂电抗器在海上运输的稳定性及安全性。

发明内容

为了提高桥臂电抗器海上运输的稳定性和安全性，同时免于现场造成的二次施工，本发明提供一种桥臂电抗器海上运输方法，可以增强桥臂电抗器海上运输过程中抵抗海浪、靠船等工况下造成的平台倾斜和加速度冲击影响；同时有利于电抗器抵达指定区域后的二次施工问题，提供工作效率同时减小费用支出。

本发明具体包括以下技术方案：

一种桥臂电抗器，所述桥臂电抗器包括至少一节线圈、导电排以及支柱绝缘子，其特征在于：

所述线圈包括吊架和电晕环，每节线圈的两端分别设置有一个吊架，以固定放置一层或两层电晕环；

所述吊架包括第一吊臂、第二吊臂；

所述第一吊臂和第二吊臂均包括第一臂板和第二臂板；

所述第一臂板为铝质臂板，第二臂板为不锈钢质臂板，且第一臂板的长度相较第二臂板的长度更长；

第二臂板设在第一臂板上，且第二臂板的一端与第一臂板的一端对齐；

所述第二臂板和第一臂板重合的部分朝向所述吊架的外侧；

所述第一吊臂的第一臂板和第二臂板重合的部分开有用于连接卸扣的开孔；

在最上节线圈的上部、最下节线圈的下部以及相邻的两个线圈之间的位置处分别设置两层电晕环，且每层电晕环的外径均相同；

多个支柱绝缘子设在桥臂电抗器的最底部。

相邻的两个所述第二吊臂之间设有两个第一吊臂。

本发明还进一步采用以下优选技术方案：

所述吊架还包括外侧拉筋以及内侧拉筋；

所述外侧拉筋设在吊架的外侧，即靠近电晕环的一侧；

所述外侧拉筋包括环氧板、第一拉筋铝板、拉筋钢板；

所述拉筋铝板与所述第一臂板焊接，拉筋钢板与第二臂板焊接；

所述环氧板防止吊臂与外侧拉筋之间形成环流；

所述内侧拉筋设在吊架的内侧，即远离电晕环的一侧；

所述内侧拉筋包括两个第二拉筋铝板以及连接板，两个所述第二拉筋铝板通过所述连接板固定连接；

两个所述第二拉筋铝板分别与相邻的两个吊臂相连接。

所述电晕环包括第一电晕环以及第二电晕环；

所述第一电晕环设在最上层和最下层电晕环层上，包括支板与电晕环本体；

所述电晕环本体弧面内侧设置有连接翼，连接翼上设置有通孔；

所述支板采用折弯结构，一端固定在桥臂电抗器吊臂处，一端与电晕环内侧连接翼链连接；

所述第二电晕环设在其他电晕环层上，所述第二电晕环法向侧设置有矩形连接板；

所述连接板设置有连接通孔，用于连接吊臂上的角钢支座

一种用于前述的桥臂电抗器的海上运输装置，所述装置包括牵引绳、第一地锚以及第二地锚，其特征在于：

所述牵引绳包括卸扣、长度调节单元、第一钢丝绳以及第二钢丝绳；

所述卸扣为弓形，设在钢丝绳两端，分别与桥臂电抗器的吊架和地锚固定连接；

所述长度调节单元连接第一钢丝绳和第二钢丝绳，其中长度较短的第一钢丝绳与地锚连接，长度较长的第二钢丝绳与桥臂电抗器的吊架连接；

所述第一地锚包括第一基础板和两个第一立筋，设在两个相邻的桥臂电抗器之间，两根牵引绳共用一个第一地锚；

两个所述第一立筋分别用于连接不同的牵引绳；

所述第二地锚包括第二基础板以及第二立筋，设在其他预定位置处。

通过以下公式计算在水平方向上中心线与牵引绳之间的角度∠θ：

∠θ＝360°/吊臂数量

其中，中心线是指多个桥臂电抗器的轴心的连接线。

所述长度调节单元的长度调节范围不小于200mm；

所述长度调节单元与地面之间的垂直距离为1.5-2m。

根据所述角度，画延长线，在两条延长线的交叉点处设置第一地锚，其他预定位置设置分别设置第二地锚；其中，用于固定一台桥臂电抗器的相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线程预定角度。

用于固定一台桥臂电抗器的相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线程 90度；

相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线、相邻的两个地锚之间的连接线形成一个等腰三角形。

两个桥臂电抗器共用一个第一地锚时，若第一桥臂电抗器的8号吊臂与第二桥臂电抗器的12号吊臂共用第一地锚，则与第二地锚连接的第一桥臂电抗器的吊臂分别为11号、2号、5号；与第二地锚连接的第二桥臂电抗器的吊臂分别为 3号、6号、9号，其中所述吊臂编号顺序按逆时针数。

所述桥臂电抗器通过4*N根牵引绳进行固定，其中N为桥臂电抗器的线圈数量。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的适用于海上运输的桥臂电抗器运输固定方案和桥臂电抗器，可以解决单台或多台桥臂电抗器海上运输过程中抗风浪、抗冲击等作用；桥臂电抗器的结构设计，能够增强其支撑体系的稳定性，提高其抗冲击能力；地锚的布置和结构选择，可以节约地锚数量，降低基础设计难度，同时更有利于施工；牵引绳的结构设计结构简单，便于固定和施工；桥臂电抗器电晕环的结构设计可以避免牵引绳与其的干涉问题，可以避免电抗器运达指定地点后的二次施工问题；组合吊臂和外侧拉筋的设计可以大大提高吊架的整体性和稳定性，使其强度能够满足牵引绳拉力的需要。

附图说明

图1为本发明单台桥臂电抗器及固定结构示意图

图2为本发明桥臂电抗器吊架结构示意图。

图3为组合吊臂结构示意图。

图4为外侧拉筋结构示意图。

图5为电晕环连接示意图。

图6为第一电晕环结构示意图。

图7为第二电晕环结构示意图。

图8本发明的一个实施例的三台桥臂电抗器固定方案布置示意图。

图9牵引绳结构示意图。

图10第一地锚的结构示意图。

图11第二地锚的结构示意图。

具体实施方式

下面，根据附图以及实施例对本发明的桥臂电抗器及其海上运输装置进行详细说明。

如图1所示，本发明的桥臂电抗器包括至少一节线圈5、导电排以及支柱绝缘子6。

所述线圈5包括吊架和电晕环4，每节线圈5的两端分别设置有一个吊架，以固定放置一层或两层电晕环4，每层电晕环4的外径均相同。

具体地，如图2-4所示，为了增加牵引绳固定位置的机械强度，同时不降低电抗器的通流能力，本发明中，桥臂电抗器吊臂采用组合吊臂的方式，该吊架括第一吊臂7、第二吊臂8、外侧拉筋9以及内侧拉筋。

第一吊臂7和第二吊臂8均包括第一臂板701和第二臂板702。

第一臂板701为铝质臂板，第二臂板702为不锈钢质臂板，且第一臂板701 的长度相较第二臂板702的长度更长。

第二臂板702设在第一臂板701上，且第二臂板702的一端与第一臂板701 的一端对齐；第二臂板702和第一臂板701重合的部分朝向所述吊架的外侧；第一吊臂7的第一臂板701和第二臂板702重合的部分开有用于连接卸扣301的开孔。优选地，第一臂板701和第二臂板702之间通过不锈钢铆钉703进行固定。

由于不锈钢质臂板主要为加强吊臂强度作用，因此不锈钢排仅布置在电抗器上方。考虑到电抗器在运输中会出现各个方向的受力，为了防止吊臂横向受力造成损坏，在线圈5受力吊架增加外侧拉筋9，本发明的一个实施例中上线圈5上吊架与下线圈5上吊臂分别设置了外侧拉筋9，通过焊接的方式与吊臂固定，进而提升线圈5吊架的整体性和稳定性。

外侧拉筋9设在吊臂的外侧，即靠近电晕环的一侧。该外侧拉筋9包括环氧板903、第一拉筋铝板901、拉筋钢板902；所述拉筋铝板901与所述第一臂板 701焊接，拉筋钢板902与第二臂板702焊接；环氧板903防止吊臂与外侧拉筋 9之间形成环流。

内侧拉筋设在吊臂的内侧，即远离电晕环的一侧。该内侧拉筋包括两个第二拉筋铝板(图中未示出)以及连接板(图中未示出)。两个所述第二拉筋铝板通过所述连接板固定连接。两个所述第二拉筋铝板分别与相邻的两个吊臂焊接固定，能够与相邻的两个吊臂形成三角形结构，从而加强吊架整体的稳定性。优选地，连接板采用环氧板，能够在不降低其机械强度的同时提高吊架整体机械性能和稳定性。

在最上节线圈5的上部、最下节线圈5的下部以及相邻的两个线圈5之间的位置处分别设置两层电晕环4，且每层电晕环4的外径均相同。

具体地，如图5-7所示，电晕环4包括第一电晕环10以及第二电晕环11。

第一电晕环10设在最上层和最下层电晕环层上，包括支板1001与电晕环本体；电晕环本体弧面内侧设置有连接翼，连接翼上设置有通孔；支板1001采用折弯结构，一端固定在桥臂电抗器吊臂处，一端与电晕环内侧连接翼链连接。

第二电晕环11设在其他电晕环层上，第二电晕环11法向侧设置有矩形连接板。连接板设置有连接通孔，用于连接吊臂上的角钢支座704。第二电晕环11 结构缩短了第二电晕环到电抗器吊臂的距离，避开了牵引绳3的角度，可以避免牵引绳3与第二电晕环11干涉，可以免除实际工程中电抗器在运抵指定地点后的二次施工。

为降低电晕环重量同时降低电晕环涡流发热，第一电晕环10和第二电晕环 11壁厚为3mm，材料为铝合金材质。高电压等级的电抗器产品需装配防电晕装置，在本发明的一个实施例中，桥臂电抗器设有6层电晕环4，分布在上节线圈上部设置两圈，下节线圈5下部设置两圈及中间位置设置两圈。

每一层防电晕装置由12件电晕环4组成，12件电晕环4形成一整圆结构，各电晕环4之间留有间隙。

为了增强桥臂电抗器的整体稳定性，本实施例中，电抗器底部设置有12柱支柱支撑绝缘子6，支柱支撑绝缘子6高度的选择根据电抗器对地的电气参数决定；支柱支撑绝缘子6与基础呈90°

如图2、8所示，本发明适用于单台或多台一字型布置的电抗器，在本发明的一个实施例中以3台电抗器为示例进行说明。本发明的用于前述桥臂电抗器的海上运输装置包括牵引绳3、第一地锚1以及第二地锚2。

具体地，如图9所示，牵引绳3包括卸扣301、长度调节单元303、第一钢丝绳302以及第二钢丝绳304。其中，卸扣301为弓形，设在钢丝绳两端，分别与桥臂电抗器的吊架和地锚固定连接。长度调节单元303连接第一钢丝绳302 和第二钢丝绳304，其中长度较短的第一钢丝绳302与地锚连接，长度较长的第二钢丝绳304与桥臂电抗器的吊架连接。优选地，长度调节单元303的长度调节范围不小于200mm；长度调节单元303与地面之间的垂直距离为1.5-2m。

在本发明中，通过4*N根牵引绳3来固定桥臂电抗器，其中N为桥臂电抗器的线圈数量。

在本发明中，需要根据吊臂的数量来确定水平方向上中心线与牵引绳(3) 之间的角度∠θ：

∠θ＝360°/吊臂数量

其中，中心线是指多个桥臂电抗器的轴心的连接线。

在本发明的一个实施例中，在吊臂2-3-5-6-8-9-11-12设置有与牵引绳3 的固定孔，与牵引绳3的弓形卸扣301固定，设置多个固定孔的目的是可以实现处于镜像固定如图8所示，假设第一桥臂电抗器的8号吊臂与第二桥臂电抗器的 12号吊臂共用第一地锚1，则与第二地锚2连接的第一桥臂电抗器的吊臂分别为 11号、2号、5号(按逆时针数)；与第二地锚2连接的第二桥臂电抗器的吊臂分别为3号、6号、9号。

如图10所示，第一地锚1包括第一基础板102和两个第一立筋101，第一立筋101开有用于连接卸扣301的通孔。该第一地锚1设在两个相邻的桥臂电抗器之间，即两根牵引绳3共用一个第一地锚1。

如图11所示，第二地锚2包括第二基础板202以及第二立筋201，第二立筋202开有用于连接卸扣301的通孔。该第二地锚2设在其他预定位置处。

在本发明中，根据计算出的水平方向上中心线与牵引绳3之间的角度∠θ，来确定第一地锚1的设置位置，即根据计算出的角度∠θ画延长线，在两条延长线的交叉点处设置第一地锚1，其他位置设置第二地锚2。用于固定一台桥臂电抗器的相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线程预定角度，优选为90度。并且，相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线、相邻的两个地锚之间的连接线形成一个等腰三角形。

基于上述桥臂电抗器及其海上运输装置的桥臂电抗器海上运输方法，包括以下步骤：

步骤1：根据桥臂电抗器的电气净距和防磁范围确定相邻的两个桥臂电抗器之间的距离。具体地，工作人员可根据实际的具体情况确定两个相邻的桥臂电抗器之间的距离。

步骤2：根据桥臂电抗器吊臂的数量，确定在水平方向上中心线与牵引绳3 之间的角度，其中，中心线是指多个桥臂电抗器的轴心的连接线。

具体地，在步骤2中，可以通过以下公式计算在水平方向上中心线与牵引绳 3之间的角度∠θ：

∠θ＝360°/吊臂数量

优选地，在本实施例中，桥臂电抗器为12吊臂，360°被分为12个30°，最小角度为30°，确定30度作为相邻两台电抗器牵引角度后，采用镜像的方式从而确定其他电抗器的固定角度，本实施例中，相邻两台桥臂电抗器牵引绳3 与中心线角度分别呈成30°和150°。

步骤3：根据步骤2中计算得出的角度，确定地锚的设置位置，即，在水平方向上，按计算出的所述角度画延长线，在两条延长线的交叉点处设置一个第一地锚1，其他预定位置设置分别设置第二地锚2，其中，用于固定一台桥臂电抗器的相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线程预定角度，优选为90度。

步骤4：通过牵引绳3连接所述吊臂电抗器的吊臂与地锚，完成固定。

通过上述设计，本发明提供的桥臂电抗器和适用于海上运输的桥臂电抗器运输装置可以解决单台或多台桥臂电抗器海上运输过程中抗风浪、抗冲击等作用；桥臂电抗器的结构设计，能够增强其支撑体系的稳定性，提高其抗冲击能力；地锚的布置和结构选择，可以节约地锚数量，降低基础设计难度，同时更有利于施工；牵引绳3的结构设计结构简单，便于固定和施工；桥臂电抗器电晕环4的结构设计可以避免牵引绳3与其的干涉问题，可以避免电抗器运达指定地点后的二次施工问题；组合吊臂和外侧拉筋的设计可以大大提高吊架的整体性和稳定性，使其强度能够满足牵引绳3拉力的需要。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种桥臂电抗器，所述桥臂电抗器包括至少一节线圈(5)、导电排以及支柱绝缘子(6)，其特征在于：

所述线圈(5)包括吊架和电晕环(4)，每节线圈(5)的两端分别设置有一个吊架，以固定放置一层或两层电晕环(4)；

所述吊架包括第一吊臂(7)、第二吊臂(8)；

所述第一吊臂(7)和第二吊臂(8)均包括第一臂板(701)和第二臂板(702)；

所述第一臂板(701)为铝质臂板，第二臂板(702)为不锈钢质臂板，且第一臂板(701)的长度相较第二臂板(702)的长度更长；

第二臂板(702)设在第一臂板(701)上，且第二臂板(702)的一端与第一臂板(701)的一端对齐；

所述第二臂板(702)和第一臂板(701)重合的部分朝向所述吊架的外侧；

所述第一吊臂(7)的第一臂板(701)和第二臂板(702)重合的部分开有用于连接卸扣(301)的开孔；

多个支柱绝缘子(6)设在桥臂电抗器的最底部。

2.根据权利要求1所述的桥臂电抗器，其特征在于：

相邻的两个所述第二吊臂(8)之间设有两个第一吊臂(7)。

3.根据权利要求1或2所述的桥臂电抗器，其特征在于：

所述吊架还包括外侧拉筋(9)以及内侧拉筋；

所述外侧拉筋(9)设在吊架的外侧，即靠近电晕环(4)的一侧；

所述外侧拉筋(9)包括环氧板(903)、第一拉筋铝板(901)、拉筋钢板(902)；

所述拉筋铝板(901)与所述第一臂板(701)焊接，拉筋钢板(902)与第二臂板(702)焊接；

所述环氧板(903)防止吊臂与外侧拉筋(9)之间形成环流；

所述内侧拉筋设在吊架的内侧，即远离电晕环(4)的一侧；

所述内侧拉筋包括两个第二拉筋铝板以及连接板，两个所述第二拉筋铝板通过所述连接板固定连接；

两个所述第二拉筋铝板分别与相邻的两个吊臂相连接。

4.根据权利要求1所述的桥臂电抗器，其特征在于：

所述电晕环(4)包括第一电晕环(10)以及第二电晕环(11)；

所述第一电晕环(10)设在最上层和最下层电晕环层上，包括支板(1001)与电晕环本体；

所述电晕环本体弧面内侧设置有连接翼，连接翼上设置有通孔；

所述支板(1001)采用折弯结构，一端固定在桥臂电抗器吊臂处，一端与电晕环内侧连接翼链连接；

所述第二电晕环(11)设在其他电晕环层上，所述第二电晕环(11)法向侧设置有矩形连接板；

所述连接板设置有连接通孔，用于连接吊臂上的角钢支座(704)。

5.一种用于固定权利要求1-4所述的桥臂电抗器的海上运输装置，所述装置包括牵引绳(3)、第一地锚(1)以及第二地锚(2)，其特征在于：

所述牵引绳(3)包括卸扣(301)、长度调节单元(303)、第一钢丝绳(302)以及第二钢丝绳(304)；

所述卸扣(301)为弓形，设在钢丝绳两端，分别与桥臂电抗器的吊架和地锚固定连接；

所述长度调节单元(303)连接第一钢丝绳(302)和第二钢丝绳(304)，其中长度较短的第一钢丝绳(302)与地锚连接，长度较长的第二钢丝绳(304)与桥臂电抗器的吊架连接；

所述第一地锚(1)包括第一基础板(102)和两个第一立筋(101)，设在两个相邻的桥臂电抗器之间，两根牵引绳(3)共用一个第一地锚(1)；

两个所述第一立筋(101)分别用于连接不同的牵引绳(3)；

所述第二地锚(2)包括第二基础板(202)以及第二立筋(201)，设在其他预定位置处。

6.根据权利要求5所述的海上运输装置，其特征在于：

对所述桥臂电抗器进行固定时，通过以下公式计算在水平方向上中心线与牵引绳(3)之间的角度∠θ：

∠θ＝360°/吊臂数量

其中，中心线是指多个桥臂电抗器的轴心的连接线。

7.根据权利要求5或6所述的海上运输装置，其特征在于：

所述长度调节单元(303)的长度调节范围不小于200mm；

所述长度调节单元(303)与地面之间的垂直距离为1.5-2m。

8.根据权利要求5或6所述的海上运输装置，其特征在于：

根据所述角度画延长线，在两条延长线的交叉点处设置第一地锚(1)，其他预定位置设置分别设置第二地锚(2)；其中，用于固定一台桥臂电抗器的相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线程预定角度。

9.根据权利要求8所述的海上运输装置，其特征在于：

用于固定一台桥臂电抗器的相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线程90度；

相邻的两个地锚与桥臂电抗器轴心的连接线、相邻的两个地锚之间的连接线形成一个等腰三角形。

10.根据权利要求5或9所述的海上运输装置，其特征在于：

两个桥臂电抗器共用一个第一地锚(1)时，若第一桥臂电抗器的8号吊臂与第二桥臂电抗器的12号吊臂共用第一地锚(1)，则与第二地锚(2)连接的第一桥臂电抗器的吊臂分别为11号、2号、5号；与第二地锚(2)连接的第二桥臂电抗器的吊臂分别为3号、6号、9号，其中所述吊臂编号顺序按逆时针数。

11.根据权利要求5所述的海上运输装置，其特征在于：

所述桥臂电抗器通过4*N根牵引绳(3)进行固定，其中N为桥臂电抗器的线圈数量。

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