CN112467586B - 一种风力发电用箱式变电站 - Google Patents

一种风力发电用箱式变电站 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风力发电用箱式变电站。风力发电用箱式变电站包括底座、设置在底座上的箱变壳体和油浸式变压器，箱变壳体内并排设置有高压室和低压室，油浸式变压器的低压出线端子与低压室电连接，高压出线端子与高压室电连接，油浸式变压器设置在底座上并位于箱变壳体外并与箱变壳体间隔布置以使油浸式变压器靠近箱变壳体的一侧散热，油浸式变压器与箱变壳体之间的空间内设有供连接油浸式变压器的低压出线端子与低压室的低压母线和供油浸式变压器的高压出线端子与高压室的高压电缆放置的电缆桥架。上述风力发电用箱式变电站能够提高散热能力，保证风力发电用箱式变电站的安全运行。

Description

一种风力发电用箱式变电站
技术领域
本发明涉及电力输送设备技术领域，具体涉及一种风力发电用箱式变电站。
背景技术
风力发电作为一种无二氧化碳排放、取之不尽用之不竭的绿色可再生能源正在得到非常迅猛地发展，风力发电用箱式变电站是风力发电机组不可缺少的专用设备，其合理的结构布置直接影响风力发电用箱式变电站的运行维护，也直接关系到风力发电机组的正常运行。随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组容量越来越大，与之配套的风力发电用箱式变电站的容量也越来越大、电压等级越来越高，在大容量、高电压的使用环境下，风力发电用箱式变电站合理的结构布置，对于加工制造、日常维护以及安全运行显得尤为重要。
现有的风力发电用箱式变电站通常安装在塔筒的外部，授权公告号为CN201754478U的中国实用新型专利公开了一种风力发电专用箱式变电站的结构，其包括高压室、低压室和油浸式变压器室，各室之间分别用隔板隔开，高、低压室并列设置在变电站前侧，油浸式变压器室紧挨着高压室和低压室并设置在高压室和低压室的后侧，变压器散热片设置在油浸式变压器室后侧和相邻侧。该风力发电专用箱式变电站的结构结构紧凑，但是随着风力发电机组容量的增大，与之配套的风力发电用箱式变电站的容量也越来越大，相应的变电站内的变压器散热量便更多，上述油浸式变压器室紧挨着高压室和低压室，不利于整个风力发电用箱式变电站的散热。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电用箱式变电站，以解决现有技术中的风力发电用箱式变电站散热能力较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明的一种风力发电用点式变电站的技术方案是：
一种风力发电用箱式变电站，包括：
底座，底座上安装有箱变壳体；
高压室，设置在箱变壳体内；
低压室，设置在箱变壳体内，且与高压室并排布置；
油浸式变压器，设置底座上并位于箱变壳体外，油浸式变压器的低压出线端子与低压室电连接，高压出线端子与高压室电连接；
所述油浸式变压器与箱变壳体间隔布置，以使油浸式变压器靠近箱变壳体的一侧散热；
油浸式变压器与箱变壳体之间的空间内设有供连接油浸式变压器的低压出线端子与低压室的低压母线和供油浸式变压器的高压出线端子与高压室的高压电缆放置的电缆桥架。
本发明的有益效果是：风力发电用箱式变电站的油浸式变压器与箱变壳体间隔设置，相比于现有技术中油浸式变压器挨着箱变壳体的箱式变电站，本发明中油浸式变压器与箱变壳体之间的区域形成油浸式变压器的一个散热点，以使油浸式变压器靠近箱变壳体的一侧散热，即使随着风力发电用箱式变电站的容量不断升高而导致发热量的升高，在多出的油浸式变压器散热点作用下，更有利于将热量散开；在电缆桥架的作用下，保证连接油浸式变压器的低压出线端子与低压室的低压母线和供油浸式变压器的高压出线端子与高压室的高压电缆的放置而不下垂，从而在提高风力发电用箱式变电站的散热能力下保证风力发电用箱式变电站的安全运行。
进一步地，所述高压室和低压室在前后方向上并排布置，所述油浸式变压器设置在箱变壳体的左侧或右侧。
有益效果：相比于现有技术中呈目字形排列的箱式变电站，采用上述排列方式，不会大幅度增加整个箱式变电站的占地体积，使结构更加紧凑。
进一步地，所述油浸式变压器的高压出线端子和低压出线端子设置在油浸式变压器的顶部，油浸式变压器的顶部设有用于防护高压出线端子与低压出线端子的防护罩，防护罩上设有散热孔。
有益效果：防护罩有利于在恶劣天气下保护油浸式变压器的低压出线端子和高压出线端子，避免发生漏电事故，防护罩上设有散热孔能提高油浸式变压器的散热能力。
进一步地，所述电缆桥架呈筒状结构，其轴线平行于高压室和低压室与油浸式变压器的布置方向，所述电缆桥架的一端与防护罩连通，另一端同时与高压室和低压室连通。
有益效果：电缆桥架内部形成一个封闭的空间，将电缆和低压母线与外部环境隔绝，从而起到防护电缆和低压母线的作用，另外，电缆桥架同时与高压室和低压室连通，即从高压室引出的高压电缆和从低压室引出的低压母线能够共用一个电缆桥架，节省使用成本。
进一步地，所述电缆桥架呈筒状结构，电缆桥架包括低压侧电缆桥架和高压侧电缆桥架，低压侧电缆桥架与高压侧电缆桥架在低压室与高压室并排布置方向上间隔设置，并且低压侧电缆桥架一端与低压室连通，另一端与防护罩连通，高压侧电缆桥架一端与高压室连通，另一端与防护罩连通。
有益效果：通过设置两个电缆桥架，能够将连接油浸式变压器的低压出线端子与低压室的低压母线和供油浸式变压器的高压出线端子与高压室的高压电缆单独分开放置，互不影响，方便接线与维修。
进一步地，所述高压侧电缆桥架的筒径小于低压侧电缆桥架的筒径。
有益效果：由于连接油浸式变压器的低压出线端子与低压室的低压母线宽度较大，而供油浸式变压器的高压出线端子与高压室的电缆内径较小，高压侧电缆桥架的筒径小于低压侧电缆桥架的筒径，能够保证低压母线的顺利通过，另外，也能节约成本。
进一步地，所述油浸式变压器的为未朝向箱变壳体的三个侧面上均可拆设置有散热片。
有益效果：提高油浸式变压器的散热能力，从而提高整个风力发电用箱式变电站的散热能力，另外，散热片可拆设置在油浸式变压器上，方便安装和运输。
附图说明
图1为本发明的风力发电用箱式变电站的主视图；
图2为本发明的风力发电用箱式变电站的俯视图；
图3为本发明的风力发电用箱式变电站的侧视图；
图4为图2的A-A剖视图；
图5为图1的B-B剖视图；
图6为图3的C-C剖视图。
附图标记说明：1-出线母排，2-高压避雷器，3-高压真空断路器，4-箱变壳体，5-电流互感器，6-高压电缆，7-油浸式变压器，8-防护罩，9-低压母线，10-低压柜，11-检修孔，12-软连接，13-底座，14-低压侧电缆桥架，15-高压侧电缆桥架，16-波纹管式散热片，17-低压室，18-高压室，19-散热区，20-高压套管，21-低压套管，22-散热孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的风力发电用箱式变电站的具体实施例：
风力发电用箱式变电站在实际使用时，安装在风机塔筒的外部，其结构如图1至图6所示，风力发电用箱式变电站包括底座13和安装在底座13上的箱变壳体4、油浸式变压器7。其中，箱变壳体4内设有高压室18和低压室17，高压室18和低压室17在前后方向上并排布置，油浸式变压器7单独设置在箱变壳体4的右侧，并与箱变壳体4间隔布置，使油浸式变压器7和高压室18和低压室17之间呈“品”字形布置。油浸式变压器7与箱变壳体4之间的空间形成油浸式变压器7的一个散热点，也即两者之间的空间形成一个散热区，以使油浸式变压器靠近箱变壳体的一侧散热。
本实施例中，油浸式变压器7采用容量大于或等于5000kvA的双分裂油浸式变压器，油浸式变压器7的未朝向箱变壳体4的三个侧面上均安装有波纹管式散热片16，波纹管式散热片16通过法兰可拆安装在变压器油箱箱体上，从而能够提高运输和安装的便捷性。如图4和图5所示，油浸式变压器7的高压套管20和低压套管21采用顶部垂直出线的方式，高压套管20设置在低压套管21的后侧，这样一来，避免了高压套管20和低压套管21与油浸式变压器7内的油液接触，从而能够避免低压套管21和高压套管20漏油，提高了油浸式变压器的使用安全。油浸式变压器的高压套管20通过高压电缆6与高压室18内的电流互感器5相连接，低压套管21通过软连接12与低压母线9最终连接到低压柜10上。
如图1、图2和图3所示，由于油浸式变压器7设置在箱变壳体外，为了避免外界恶劣的天气影响油浸式变压器的使用性能和使用安全，在油浸式变压器的油箱顶盖上通过螺栓可拆固定有防护罩8，防护罩8能够起到防护油浸式变压器的高压端子和低压端子的效果；同时，防护罩8上开设有多个散热孔22，使油浸式变压器通风散热，提高油浸式变压器的散热能力。
为便于连接高压端子与高压室的高压电缆6以及连接低压端子与低压室的低压母线9的放置，在散热区19处设有电缆桥架，电缆桥架为由底板、设置在底板相对两侧的侧板和盖板围成的截面为矩形的筒状结构，底板、侧板和盖板之间通过螺栓等紧固件紧固连接。本实施例中，电缆桥架包括低压侧电缆桥架14和高压侧电缆桥架15，低压侧电缆桥架14和高压侧电缆桥架15在前后方向上间隔布置，低压侧电缆桥架14的左端与低压室17连通，右端与防护罩8内部空间连通；高压侧电缆桥架15左端与高压室18连通，右端与防护罩8内部空间连通。这样一来，高压电缆6可以单独放置在高压侧电缆桥架15上，低压母线9可以单独布置在低压侧电缆桥架14上，两者的走线互不影响，互不交叉，并且，由于高、低压侧电缆桥架均为筒状结构，即高压电缆6和低压母线9走线时与外部隔绝，从而使高、低压侧电缆桥架起到防护高压电缆和低压母线的作用。由于从高压端子引出的高压电缆相较于从低压端子引出的低压母线宽度小，因此为节省电缆桥架的制作成本，高压侧电缆桥架15的筒径小于低压侧电缆桥架14的筒径。
如图5和图6所示，低压室17内布置有检修孔11及低压柜10，低压柜10上安装有控制变压器、浪涌保护器、框架断路器等，根据项目需要，还可以增加UPS、箱变测控装置等。低压柜10与油浸式变压器7的低压套管21相连，低压套管21处采用软连接12和低压母线9与低压柜10相连，采用软连接可以解决低压套管的应力，保证低压套管的密封性。同时，低压母线通过低压侧电缆桥架14与低压柜连接，也可以方便二次线走线。
如图4所示，高压室包括高压断路器室和高压出线室，高压出线室内装有出线母排1、高压避雷器2、显示支柱等，高压断路器室内设置有高压真空断路器3、电流互感器5、高压电缆6等，高压出线室用于安装高压出线电缆。既可以满足项目现场安装的需要，又可以解决检修期间的安全问题。高压出线室的高压避雷器2采用斜坐式安装方法，不仅可以满足相关技术标准，也可以较大利用高压出线室的空间，安装在底部还可以方便后期检修、更换等。高压断路器室根据需要还可以增加电压互感器等电气设备，高压真空断路器通过“π”型结构固定安装在立柱上，高压断路器与接地开关位于高压断路器室，隔离开关位于高压出线室，高压断路器、隔离开关、接地开关具有完善的五防联锁。高压室通过此种布置方式，提高了高压室的空间利用率，又通过将高压断路器、隔离开关、接地开关等布置在不同隔室，保证后期运行及检修安全。
本发明的风力发电用箱式变电站的油浸式变压器容量大、散热性好、高低压套管不易漏油，并且防护等级高、结构紧凑。
上述实施例中，高压室和低压室在前后方向上并排布置，油浸式变压器设置在箱变壳体的右侧，在其他实施例中，油浸式变压器也可以设置在箱变壳体的左侧，或者在其他实施例中，油浸式变压器也可以在前后方向上与高压室和低压室并排设置，并且油浸式变压器在前后方向上与箱变壳体有一定的间隔。
上述实施例中，油浸式变压器的高压出线端子和低压出线端子均设置在油浸式变压器的顶部，并且油浸式变压器的顶部设有用于防护高压出线端子与低压出线端子的防护罩，在其他实施例中，油浸式变压器的高压出线端子和低压出线端子也可以均设置在油浸式变压器的侧面，或者一个设置在顶部，一个设置在侧面，此种情况下，设置两个防护罩分别对高压出线端子和低压出线端子进行防护，但此时，相应的会减少波纹管式散热片的数量。
上述实施例中，电缆桥架包括低压侧电缆桥架和高压侧电缆桥架，在其他实施例中，也可以仅设置一个电缆桥架，此时可将电缆桥架的尺寸做的大一些，保证能够用时通过高压电缆和低压母线，即此时高压电缆和低压母线在走线时共用同一个电缆桥架。
上述实施例中，高压侧电缆桥架的筒径小于低压侧电缆桥架的筒径，在其他实施例中，高压侧电缆桥架的筒径也可以等于或大于低压侧电缆桥架的筒径，此时会增加电缆桥架的制作成本。
上述实施例中，电缆桥架呈矩形筒状结构，在其他实施例中，电缆桥架也可以采用圆筒状的结构；或者在其他实施例中，电缆桥架也可以采用管状结构。

Claims (5)

1.一种风力发电用箱式变电站，包括：
底座，底座上安装有箱变壳体；
高压室，设置在箱变壳体内；
低压室，设置在箱变壳体内，且与高压室并排布置；
油浸式变压器，设置底座上并位于箱变壳体外，油浸式变压器的低压出线端子与低压室电连接，高压出线端子与高压室电连接；
其特征在于，所述油浸式变压器与箱变壳体间隔布置以使油浸式变压器靠近箱变壳体的一侧散热；
油浸式变压器与箱变壳体之间的空间内设有供连接油浸式变压器的低压出线端子与低压室的低压母线和供油浸式变压器的高压出线端子与高压室的高压电缆放置的电缆桥架；
所述高压室和低压室在前后方向上并排布置，所述油浸式变压器设置在箱变壳体的左侧或右侧，高压室与低压室前后方向尺寸大于油浸式变压器前后方向尺寸，使得箱变壳体的前侧和后侧均相对于油浸式变压器突出；
所述油浸式变压器的未朝向箱变壳体的三个侧面上均可拆设置有散热片，散热片为波纹管式散热片，油浸式变压器垂直于间隔的两侧的散热片远离间隔布置，使得该两侧散热片与间隔在左右方向上具有一定相对距离。
2.根据权利要求1所述的风力发电用箱式变电站，其特征在于，所述油浸式变压器的高压出线端子和低压出线端子设置在油浸式变压器的顶部，油浸式变压器的顶部设有用于防护高压出线端子与低压出线端子的防护罩，防护罩上设有散热孔。
3.根据权利要求2所述的风力发电用箱式变电站，其特征在于，所述电缆桥架呈筒状结构，其轴线平行于高压室和低压室与油浸式变压器的布置方向，所述电缆桥架的一端与防护罩连通，另一端同时与高压室和低压室连通。
4.根据权利要求2所述的风力发电用箱式变电站，其特征在于，所述电缆桥架呈筒状结构，电缆桥架包括低压侧电缆桥架和高压侧电缆桥架，低压侧电缆桥架与高压侧电缆桥架在低压室与高压室并排布置方向上间隔设置，并且低压侧电缆桥架一端与低压室连通，另一端与防护罩连通，高压侧电缆桥架一端与高压室连通，另一端与防护罩连通。
5.根据权利要求4所述的风力发电用箱式变电站，其特征在于，所述高压侧电缆桥架的筒径小于低压侧电缆桥架的筒径。
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