CN113366215B - 风力涡轮机塔架过渡件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于风力涡轮机塔架(110)的过渡件(140)，所述过渡件被构造成安装在塔架基座(111)上并且承载塔架件(113)。所述过渡件包括具有电网输入端子(11)和电网输出端子(12)的高压接头(10)和将输入端子(14)和输出端子(13)连接的WTG。电网输入端子(11)被构造成用于接收并连接到来自电网(20)的阵列线缆(21)。WTG连接输出端子(13)操作地连接到电网输入端子(11)，以用于接收并连接到通向开关装置(30)的输入线缆(23)。WTG连接输入端子(14)被构造成用于接收并连接到来自开关装置(30)的输出线缆(24)。电网输出端子(12)操作地连接到WTG连接输入端子(14)，以用于接收并连接到通向电网(20)的阵列线缆(22)。此外，提供了利用高压接头(10)的安装、测试、连接和维护方法。

Description

风力涡轮机塔架过渡件
技术领域
本发明涉及一种用于风力涡轮机塔架的过渡件，该过渡件被构造成安装在塔架基座上并且承载塔架件。本发明还涉及一种风力涡轮机塔架、一种风力涡轮机、一种安装风力涡轮机的方法、一种测试用于连接多个风力涡轮机的电网的方法、以及一种将至少两个风力涡轮机连接到同一电网的方法。
背景技术
在过去的几十年中，使用风力来发电已经显著增加。同时，风力涡轮机及其叶片变得更高，从而进一步增加每个风力涡轮机的电力输出。许多较大的转子被安装在离岸风力涡轮机园区中，在那里它们会承受较高的风速并且通常较少地干扰公众的视野。根据风力涡轮机被安装在其中的水的深度，风力涡轮机可以具有水下固定基座或系泊到海床的浮动结构。
离岸风力涡轮机的安装是复杂的逻辑和构造操作。风力涡轮机的大部件在岸上建造和测试，然后被运输到要安装风力涡轮机的地方。在那里，安装并试运行较大的部件。大型、昂贵且敏感的设备在运输到离岸位置之前被预先安装在机舱或塔架区段中，或者在相应的风力涡轮机区段已经就位时随后被安装。
安装离岸风力涡轮机发电机(也称为WTG)的常用方法是首先在海床上安装塔架基座并在该塔架基座上设置过渡件。过渡件包括平台，该平台提供了通向船的通路，该船将工程师、装备和工具运输到风力涡轮机以及运离风力涡轮机。起重机可以被安装用于提升在安装和维护操作期间需要四处移动的重型设备和工具。通常设置圆柱形支撑区段，以用于支撑在稍后阶段安装的塔架件。该支撑区段本身可以形成升高于平台之上的第一塔架水平或塔架基部区段，另外的塔架区段将被安装在该第一塔架水平或塔架基部区段上。替代地，支撑区段基本上与平台齐平。塔架件承载具有转子的机舱，并且可由彼此上下放置的多个塔架区段组成。
风力涡轮机包括用于将风能转换成可被馈送到电网的电力的许多设备。用于在转子处进行从动能到电能的第一转换的传动系例如包括主轴承、齿轮箱和发电机，它们全部设置在位于塔架件的顶部上的机舱中。用于将发电机输出联接到电网的电力电子器件通常设置在塔架中。例如，用于将风力涡轮机连接到电网的接入和接出阵列线缆的开关装置通常设置在塔架的底部水平处，对于离岸塔架来说，所述开关装置通常在过渡件处。通常在安装之后被放置在塔架的过渡部分基部区段中的其它设备是用于在过渡件平台水平和机舱之间运输人员和设备的提升装置，或者允许现场监测和控制操作的中央塔架控制单元。
在离岸风电场中，多个风力涡轮机通常沿着所谓的串(string)串联地连接到电网。为了测试串到电网的连接并且开始操作串上的风力涡轮机，必须首先连接串上的所有上游风力涡轮机。塔架基座和过渡件通常由离岸建造公司建造。在过渡件的构造期间，风力涡轮机设备中的一些可能已经必须被安装，以便允许风力涡轮机的有效构造，并且可能已经允许一些串测试。例如，如果开关装置已经在过渡件的构造期间被安装，即在塔架和机舱到达之前，则阵列线缆可以在所有风力涡轮机被完全安装之前被连接和测试。然而，这种方法的缺点在于，当繁重建造工作仍在进行时昂贵且敏感的开关设备存在，并且将暴露于离岸环境持续一段时间。而且，当开关装置与过渡件被安装在一起时，在将风力涡轮机运送到其将被部署的位置之前，它将不可用于风力涡轮机的岸上测试和准备。
本发明的目的是提供一种对于上述问题中的至少一些的解决方案，并且正是针对该背景技术开发了本发明。
发明内容
根据本发明的第一方面，该目的通过提供一种用于风力涡轮机塔架的过渡件来实现，该过渡件被构造成安装在塔架基座上并且承载塔架件。该过渡件包括具有电网输入端子、WTG连接输入端子、电网输出端子和WTG连接输出端子的高压接头。电网输入端子适于接收来自电网的阵列线缆并连接到该阵列线缆。WTG连接输出端子操作地连接到电网输入端子并且被构造成接收通向开关装置的输入线缆并连接到该输入线缆。WTG连接输入端子适于接收来自开关装置的输出线缆并连接到该输出线缆。电网输出端子操作地连接到WTG连接输入端子，并且被构造成接收通向电网的阵列线缆并连接到该阵列线缆。
在本申请的上下文中，术语高压接头包括至少一个输入端子和至少一个输出端子以及输入端子和输出端子之间的直接不间断的电连接。因此，如本文所述的高压接头在所述至少一个输入端子和所述至少一个输出端子之间的直接电连接中不包括内部开关、隔离开关或断开开关。特别地，传统的开关装置在本发明的上下文中不被认为是高压接头。
在根据本发明的高压接头被安装在过渡件中的情况下，可以在塔架件和开关装置已经到达或已经被安装之前已经将接入和接出的阵列线缆连接。将WTG连接输出端子连接到WTG连接输入端子的简单跳线可以将两个阵列线缆连接，从而使得能够进行串测试，甚至能够试运行或完全操作同一串上的其它风力涡轮机。当完整的风力涡轮机随后被安装在过渡件的顶部上时，跳线可以被移除，并且高压接头的WTG连接输出端子和WTG连接输入端子然后可以被连接到开关装置的相应输入端子和输出端子，以便将风力涡轮机连接到电网。可能在高压接头的制造期间，在阵列线缆被连接之前，跳线可能已经被连接到两个WTG连接端子。替代地，当阵列线缆已经被连接时跳线被安装。例如，当在风力涡轮机的寿命期间WTG将被断开以进行维护或修理时，跳线可以被(重新)安装以允许电网在维护或修理操作期间保持工作。
设置这种高压接头不需要在过渡件的塔架支撑区段中安装完整的开关装置，同时维持了在整个风力涡轮机塔架被安装之前已经将过渡件集成到较大的电网中的可能性。
这种方法的另一个优点是，开关装置和其它笨重且敏感的电子设备可以被安装在塔架件的仅在稍后设置的区段中。这允许刚好在塔架和机舱被运送到它们的离岸位置之前，在岸上执行整个风力涡轮机安装和测试过程。此外，在较少的设备被直接安装在过渡件本身处的情况下，产生了自由空间，该自由空间例如可用于安装通向随后安装的塔架件的第一水平的楼梯。在本发明的上下文中，“塔架件”应被解释为风力涡轮机塔架的被安装在过渡件的顶部上的部分。该塔架件可由多个区段组成，在将整个塔架件运输到其离岸位置之前，所述多个区段可在岸上被组装。替代地，塔架件在安装期间部分地被组装在过渡件的顶部上。具有转子和传动系(主轴承、可选的齿轮箱、发电机)的机舱被放置在塔架件上。
可选地，过渡件还包括具有塔架件支撑区段的平台，所述塔架件支撑区段包括具有将所述塔架件支撑区段的内部与所述塔架件支撑区段的外部连接的门道的壁，所述高压接头设置在所述塔架件支撑区段的内部。优选地，高压接头被安装在靠近支撑区段壁的顶部的相对高的位置处，使得该高压接头将靠近与塔架件一起到达的开关装置。当高压接头更靠近平台水平安装时，需要更长的输出和输入线缆来将高压接头连接到开关装置。
当塔架件支撑区段具有允许人通过的门道时，塔架件支撑区段的内部部分可包括楼梯，以允许从平台水平攀爬到塔架件的第一水平。在该门道和楼梯存在于塔架件支撑区段中的情况下，不需要在塔架件本身中设置门道，这将改进塔架件的结构完整性。这是特别有利的，因为塔架件可以在岸上被生产，因此必须在陆地和水上被运输，在运输期间，必须小心处理塔架件以避免损坏其结构。应当注意，在本发明的上下文中，“楼梯”应当被解释为不包括需要使用者使用手和脚爬上楼的梯子，而是被解释为允许使用者用其至少一只手中的工具或设备走上台阶的阶梯式结构。
此外，当设置这种楼梯以用于到达塔架件的第一水平时，可以安装不会一直下降到过渡部分的平台水平的提升系统。因此，整个提升系统可以在岸上被安装和测试，并且在过渡件处不必提供用于提升系统的准备。这再次释放了过渡部分处的空间，并且避免了在过渡件的构造已经被完成之前过早地安装昂贵和/或易碎的提升设备。
在不同的实施方式中，塔架件支撑区段没有高到足以实施完整的塔架水平和具有门道的壁。塔架件支撑区段可以例如仅仅是平台上的专用区域或仅包括高压接头的低支撑结构。塔架件支撑区段甚至可以是平台表面中的凹槽，所述凹槽用于接收待被安装在其上的塔架件。
根据本发明的另一方面，提供了一种风力涡轮机塔架，所述风力涡轮机塔架包括塔架基座、如上所述的过渡件和塔架件。过渡件设置在塔架基座上，塔架件被安装在过渡件的顶部上。塔架件可包括一个或多个下部区段，所述一个或多个下部区段具有用于将风力涡轮机发电机电连接到电网的电子设备，例如变压器、开关装置和塔架控制器。
下部区段中的至少一个可包括提升系统的底部部分。当能够从过渡件水平进入风力涡轮机塔架时，包括提升系统的底部部分的下部区段的外壁可以具有没有门道的外壁。
根据本发明的又一方面，提供了一种安装风力涡轮机的方法。该方法包括将如上所述的过渡件安装在塔架基座上。然后，将来自电网的第一阵列线缆连接到高压接头的电网输入端子，并且将通向电网的第二阵列线缆连接到高压接头的电网输出端子。此后，将塔架件安装在过渡件的顶部上。之后，将输出线缆连接在高压接头的WTG连接输出端子与开关装置的高压输入端子之间，将输入线缆连接在开关装置的高压输出端子与高压接头的WTG连接输入端子之间。
优选地，开关装置仅与塔架件设置在一起，即在过渡件的构造已经完成之后，并且开关装置损坏的风险显著降低。开关装置可被预先安装在塔架件中，并与其一起被运输到离岸位置。
该方法还可以包括在将输出线缆连接在高压接头的WTG连接输出端子和开关装置的高压输入端子之间之后对第一阵列线缆通电。当对第一阵列线缆通电时，即使当第二阵列线缆还没有被通电时，也可以使用电力，例如用于操作起重机或升降机而不需要柴油发电机。
优选地，在将输出线缆和输入线缆连接在高压接头和开关装置之间之前，跳线被施加到高压接头的WTG连接输出端子和WTG连接输入端子，以用于在所述WTG连接输出端子和WTG连接输入端子之间建立电连接。然后，跳线在安装过程的后续阶段期间保持被附接。在该随后的阶段期间，可以测试电网及其与同一串上的其它风力涡轮机(的高压接头)的连接。在跳线被附接的情况下，在塔架件已经到达过渡件处之前或在塔架件的构造和安装期间，还可以开始操作同一串中的一个或多个已经完成的风力涡轮机。
在所述后续阶段结束时，从高压接头移除跳线，并且将输出线缆和输入线缆连接在高压接头与开关装置之间。当连接开关装置时，风力涡轮机可以被试运行并且可以开始向电网输送电力。
在将高压接头连接到开关装置之前的至少一些时段期间，高压接头的WTG连接输出端子和/或WTG连接输入端子可以由保护盖覆盖。这对于安全目的以及对于保护免受损坏可以是有用的。当没有跳线被连接时，该盖可以被用于屏蔽WTG连接端子，或者当跳线被连接时，该盖可以被用于保护跳线及跳线与这些端子的连接。
根据本发明的又一方面，提供了一种测试用于连接多个风力涡轮机的电网的方法，其中，风力涡轮机中的至少一个包括如上所述的过渡件。该方法包括将来自电网的第一阵列线缆连接到所述过渡件的高压接头的电网输入端子，将通向电网的第二阵列线缆连接到高压接头的电网输出端子，将跳线施加到高压接头的WTG连接输出端子和WTG连接输入端子，并且由此在所述WTG连接输出端子和WTG连接输入端子之间建立电连接，并且然后测试电网。利用这种方法，当仅安装了过渡件和高压接头时，电网和其与风力涡轮机的所有连接已经可以被测试。
测试可以涉及将测试插头附接到风力涡轮机中的第二个风力涡轮机的高压接头的WTG连接输出端子。当使用跳线连接WTG连接输出端子和WTG连接输入端子并且将测试插头附接到高压接头的电网输出端子时，可以执行相同的测试。
根据本发明的另一方面，还提供了一种将至少两个风力涡轮机连接到同一电网的方法。除了至少两个风力涡轮机之外，电网包括至少一个如上所述的过渡件。因此，该过渡件不是所述至少两个风力涡轮机中的任一个的一部分。连接方法包括将来自至少两个风力涡轮机中的第一个的第一阵列线缆连接到所述过渡件的高压接头的电网输入端子，并且将通向至少两个风力涡轮机中的第二个的第二阵列线缆连接到高压接头的电网输出端子。然后，将跳线施加到高压接头的WTG连接输出端子和WTG连接输入端子，以在所述WTG连接输出端子和WTG连接输入端子之间建立电连接。替代地，可以在连接阵列线缆之前施加跳线。
利用根据本发明的高压接头，该方法使得可以将两个或更多个风力涡轮机连接在同一串上，即使可能存在定位在所述两个或更多个风力涡轮机之间的尚未连接的风力涡轮机。如果尚未连接的风力涡轮机简单地退出以用于维护或如果其塔架件、机舱和转子尚未被安装，这是无关紧要的。只要构造了过渡件并且该过渡件包含高压接头，则在该过渡件的不同侧处的两个风力涡轮机可以经由高压接头被连接。当然，当两个风力涡轮机被两个或更多个互连的过渡件分开时，所述两个风力涡轮机可以以类似的方式被连接。当以这种方式被连接时，在对阵列线缆通电之后，可以启动至少两个风力涡轮机的操作。
当包括在中间的过渡件的风力涡轮机(所述风力涡轮机具有连接至少两个风力涡轮机的高压接头)也准备好启动操作时，所述风力涡轮机可以以如下方式被连接。首先，使第一阵列线缆断电，将跳线从高压接头的WTG连接输出端子和WTG连接输入端子移除。然后，将输出线缆连接在高压接头的WTG连接输出端子和现在待连接的风力涡轮机的开关装置的高压输入之间。此外，将输入线缆连接在开关装置的高压输出和高压接头的WTG连接输入端子之间。最后，可以对第一阵列线缆重新通电。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于多个风力涡轮机的网络中的至少一个风力涡轮机的维护方法。至少一个风力涡轮机包括如上所述的过渡件和高压接头。该方法包括：使连接到高压接头的第一阵列线缆断电，将输出线缆和输入线缆分别从高压接头的WTG连接输出端子和WTG连接输入端子断开，以及将跳线施加到WTG连接输出端子和WTG连接输入端子，从而在所述WTG连接输出端子和WTG连接输入端子之间建立电连接。在下一步骤中，第一阵列线缆被重新通电，从而允许同一串上的其它风力涡轮机恢复操作。
在该特定风力涡轮机的开关装置被断开的情况下，可以在该风力涡轮机处执行至少一个维护操作。维护操作可以例如包括开关装置、传动系部件、机舱和/或塔架件的(部分)移除或更换。当维护操作完成并且风力涡轮机准备好再次被使用时，第一阵列线缆被断电，跳线被移除，并且输出线缆和输入线缆被重新连接到开关装置的适当端子和高压接头。然后，第一阵列线缆被重新通电，并且风力涡轮机准备好再次使用。
应当理解，本发明的第一方面的优选和/或可选特征可以与本发明的其它方面组合。本发明在其各个方面在以下独立权利要求中限定，并且有利的特征在以下从属权利要求中限定。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将参考以下附图描述本发明的一些实施方式，其中：
图1示出了可以有利地使用本发明的离岸风力涡轮机的示意图。
图2示出了图1的离岸风力涡轮机的下部部分的特写。
图3示意性地示出了图2的特写的剖视图。
图4示意性地示出了用于本发明的高压接头的示例。
图5示意性地示出了当连接到电网和风力涡轮机的开关装置时图4的高压接头。
图6示意性地示出了通过跳线连接的图4和图5的高压接头。
图7和图8示意性地示出了由保护盖覆盖的图4和图5的高压接头。
图9是安装风力涡轮机的方法的流程图。
图10是测试用于连接多个风力涡轮机的电网的方法的流程图。
图11是将至少两个风力涡轮机连接到同一电网的方法的流程图。
图12是用于风力涡轮机的维护方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了可以有利地使用本发明的离岸风力涡轮机100的示意图。风力涡轮机100连接到电网20，其它风力涡轮机(未示出)也连接到该电网。风力涡轮机100包括塔架基座和过渡件140，下面将参照图2对所述塔架基座和过渡件进行更详细的讨论。在过渡件140的顶部上安装有塔架件113。塔架基座、过渡件140和塔架件113一起形成风力涡轮机塔架110。在塔架件113的顶部上设置有机舱130。机舱130承载具有叶片120的转子轮毂125。机舱130包括传动系，该传动系包括用于支撑轮毂和连接到轮毂的低速轴的主轴承。齿轮箱可以可选地将轮毂的低速旋转转换成驱动发电机的较高速度旋转。发电机可选地经由齿轮箱将来自输出轴的旋转的动能转换成电能。
发电机输出通常不适合直接馈送到电网20。来自发电机的交流电力的频率和幅度都随着风速而变化，并且通常与电网要求不同。因此，提供电力电子器件以用于控制被馈送到电网20中的电力的频率和电压。电力电子器件可以例如包括用于将高度可变的AC发电机输出转换成DC电流的整流器。逆变器随后将DC电流变换成具有正确电网频率的AC电流。通常设置变压器以将逆变器的输出电压增加到高压AC电网电压电平。设置开关装置以用于将高压AC输出联接到通向电网20的阵列线缆。多个风力涡轮机100沿着所谓的阵列线缆串200串联连接到电网20。多个串200经由中央离岸子站(OSS)150连接到岸上电网。
在如图1所示的水平轴风力涡轮机100中，包括发电机的完整传动系被包括在机舱中。电力电子器件通常分布在风力涡轮机100的不同区段上。虽然第一AC到DC转换可能已经发生在机舱中，但是逆变器和开关装置通常设置成更靠近地平面，在该地平面处将进行与电网20的连接。应当注意，图1的风力涡轮机100仅仅是可以受益于本发明的风力涡轮机100的一个示例，并且本发明不限于在不同区段上具有特定功能单元分布的特定类型的风力涡轮机。例如，本发明还可以有利地用于竖直轴风力涡轮机，并且所有电力电子器件可以设置在机舱中、在塔架中的高处或塔架底部处。而且，WTG可以具有有齿轮的或无齿轮的传动系。然而，对于本发明重要的是，在风力涡轮机的较大网络中，使用某种类型的开关装置来将风力涡轮机100连接到电网20。
图2示出了图1的离岸风力涡轮机100的下部部分的特写。风力涡轮机100被建造在塔架基座上，该塔架基座嵌入海床中、被支撑在海床上或系泊到海床。在该示例性实施方式中，塔架基座111是单极。在更深的水中，可以使用三脚架结构或套管基座。替代地，浮动结构可系泊到海床。在塔架基座111的顶部上，安装有过渡件140。过渡件140包括一个或多个平台114，所述一个或多个平台提供通向船的通路，船将人、设备和工具运输到以及运离风力涡轮机100。可以安装起重机(未示出)以用于提升在安装和维护操作期间需要四处移动的重型设备和工具。过渡件140和/或过渡件平台114被构造成支撑塔架件113。在该风力涡轮机100中，设置用于支撑塔架件113的圆柱形支撑区段112。该支撑区段112形成升高于平台114之上的第一塔架水平或塔架基部区段，在该第一塔架水平或塔架基部区段上安装有另外的塔架区段。在替代实施方式中，支撑区段基本上与平台114齐平。优选地，在支撑区段112的壁中设置具有门115的门道，以允许人们从平台114进入塔架。
图3示意性地示出了图2的特写的剖视图。除了已经参照图1和图2示出和描述的之外，图3还示出了起重机30，所述起重机例如可以用于从附近的船提升物品以及将物品提升到附近的船内。楼梯31设置在支撑区段112中，并且至少从具有门道的过渡件的水平通向塔架件113的第一水平50。升降机35被安装在塔架件113中以用于将人、工具和设备在可经由楼梯31到达的水平和机舱130附近的平台之间运输。塔架件113还可包括中央塔架控制单元34、开关装置33和另外的电子设备36，例如用于由发电机产生的电力的AC-AC转换的电力电子器件(的一部分)。根据本发明，如将在下面进一步解释的，过渡件的支撑区段112包括高压接头10，所述高压接头优选地定位成使得在塔架件113和设置在所述塔架件中的所有设备的安装之后，高压接头10定位成靠近开关装置33或至少位于这样的位置：从该位置能够相对容易地将线缆连接在所述高压接头和开关装置之间。
图4示意性地示出了与本发明一起使用的高压接头10的示例。高压接头10包括多个端子11、12、13、14，不同的线缆将被连接到这些端子。图5示意性地示出了当连接到电网20和风力涡轮机100的开关装置33时的图4的高压接头10。如图中虚线示意性地所示，高压接头10位于过渡件140的支撑区段112中，而开关装置33被安装在塔架件113中。
电网输入端子11被设置成用于接收和连接到来自另一个风力涡轮机或来自离岸变电站(OSS)的第一阵列线缆21。该第一阵列线缆21将风力涡轮机100连接到电网20，并且可以在不被例如导航辅助设备和电力输出插座供电时为风力涡轮机100中的设备供电。电网输出端子12被设置成用于接收和连接到通向随后的风力涡轮机的第二阵列线缆22。经由第二阵列线缆22，从风力涡轮机100产生的电力被输送到电网20。
WTG连接输出端子13和WTG连接输入端子14被设置成用于提供与开关装置33的容易连接。输入线缆23将WTG连接输出端子13连接到开关装置33的输入，并且输出线缆24将高压接头10的WTG连接输入端子14连接到开关装置33的输出。输入线缆23和输出线缆24的连接器优选地与第一、二阵列线缆21、22通常使用的类型相同，使得开关装置33可以是如从其它风力涡轮机100已知的并且在其中使用的普通开关装置33。开关装置33可包括三个高压开关61、62、63，以用于选择性地将第一阵列线缆21、第二阵列线缆22和输送由风力涡轮机100产生的电力的线缆彼此连接。高压开关61、62、63可以是可控断路器，所述可控断路器可以根据需要在连接状态和断开状态之间切换。替代地，断路器中的一个或多个可以用更简单和更便宜的断开开关代替。
高压接头10的WTG连接输出端子13经由线缆51或其它类型的导电装置操作地连接到电网输入端子11。替代地，以这样的方式布置电网输入端子11和WTG连接输出端子13，使得第一阵列线缆21和输入线缆23在被插入到它们相应的端子11、13中时直接接触。类似的线缆52或替代的连接装置被设置成用于将WTG连接输入端子14连接到电网输出端子12。
图6示意性地示出了图4和图5的高压接头10，所述高压接头由跳线70连接。在跳线70连接到WTG连接输入端子14和WTG连接输出端子13的情况下，建立了第一阵列线缆21和第二阵列线缆22之间的直接电连接。例如，当还没有安装塔架件3时，或者当风力涡轮机100为了维护操作而暂时被断开时，该高压接头10使得可以保持同一串200上的其它风力涡轮机通电。因此，在串200上的所有风力涡轮机中的第一个风力涡轮机可以开始向电网20输送电力之前，不再需要首先完成串200上的所有风力涡轮机的构造，并且当仅一个或几个风力涡轮机停用以用于维护时，电力生产可以继续。此外，在连接了跳线70的情况下，一旦过渡件140的构造完成，即在任何塔架件113已经到达之前并且当在任何过渡件140中不存在开关装置33时，就已经可以测试电网结构和连接。
因为不需要开关装置33来连接电网网络中的所有第一、二阵列线缆21、22，所以并且因此在塔架件113和机舱130被运送和安装之前，已经不需要为开关装置33设置过渡件140。在开关装置33以及可能还有附加设备(见图3的内容的讨论)位于塔架件113中而不是过渡件140中的情况下，使得在过渡件140的塔架件支撑区段112内部的空间可用于容纳楼梯31。
图7示意性地示出了图4和图5的高压接头10，所述高压接头由保护盖80覆盖。当高压接头10没有连接到开关装置33并且没有安装跳线70时，保护盖80可以屏蔽WTG连接输入端子14和WTG连接输出端子13。保护盖80可以由任何类型的电绝缘材料制成。在应用了保护盖80的情况下，消除了人无意地触摸WTG连接输入端子14或WTG连接输出端子13或这些端子由于正在进行的构造工作而被损坏的风险。图8示意性地示出了图4和图5的高压接头10，所述高压接头被不同设计的保护盖90覆盖，该保护盖也可以在跳线70连接到WTG连接输入端子14或WTG连接输出端子13时使用。该保护盖90覆盖跳线70和WTG连接输入端子14和WTG连接输出端子13。该保护盖90也用于安全和防止损坏。
图9是安装风力涡轮机100的方法的流程图。该方法包括将如上所述的过渡件140(TP)安装在塔架基座111的顶部上的步骤91。在这个阶段，过渡件140优选地不包含任何昂贵且敏感的设备，这些设备在构造过程期间可能被损坏。根据本发明，如果在过渡件140的构造期间或之后，高压(HV)接头10被安装在过渡件140中就足够了(步骤92)。在安装之前、期间和/或之后，高压接头10可以由保护盖80、90覆盖，如图7和图8所示。在安装高压接头10之后，在步骤93中，第一阵列线缆21和第二阵列线缆22分别连接到电网输入端子11和电网输出端子12。
跳线70然后可以用于将WTG连接输出端子13连接到WTG连接输入端子14。跳线70临时联接第一、二阵列线缆21、22，以便例如允许在被安装在相应的过渡件140处的WTG的安装之前和期间，在同一串200上进行已经完成的风力涡轮机的串测试或操作。如果在该阶段使用跳线70，则在HV接头10连接到开关装置33(步骤95)之前，稍后将必须移除该跳线。
在步骤94中，塔架件113被安装在过渡件140的顶部上。塔架件113可包括多个塔架区段。在这个阶段，也可以安装机舱130和转子。替代地，机舱130被单独设置并随后被安装。叶片120通常单独地且一个接一个地被安装。开关装置33通常与塔架件113设置在一起。在步骤95中，通过将输入线缆23连接在HV接头10的WTG连接输出端子13和开关装置33的高压输入端子之间，并且将输出线缆24连接在开关装置33的高压输出端子和HV接头10的WTG连接输入端子14之间，将开关装置33连接到HV接头10。如果在连接开关装置33之前对第一阵列线缆21通电，则应当首先使该线缆断电。在成功地将开关装置33连接到HV接头10之后，并且如果整个风力涡轮机100已经完成，则在步骤96中，风力涡轮机100可以被试运行并且可以开始将电力输送到电网20。
图10是测试用于连接多个风力涡轮机的电网的方法的流程图。当建造离岸风电场时，首先通常安装所有风力涡轮机的塔架基座111和过渡件140。根据本发明，过渡件包括如上所述的高压接头10。可能地，第一塔架件113、机舱130和转子已经被船运到它们的离岸位置并被安装，而所有过渡件的构造还没有完成。在已经安装所有过渡件的时间段中，设置构成电网20的离岸区段的所有第一、二阵列线缆21、22，但不是所有风力涡轮机都已经被建造完，可能需要已经测试电网20以便查明所有第一、二阵列线缆21、22是否将最终如计划的那样连接。由于被安装在过渡件中的高压接头10，使得可以在没有任何(或所有)风力涡轮机及其开关装置33存在的情况下的进行该测试。
根据本发明，提供了一种测试电网20的方法，该方法包括第一步骤1001，其中将第一阵列线缆21和第二阵列线缆22连接到过渡件140中的一个过渡件的高压接头10的电网输入端子11和电网输出端子12。随后(步骤1002)，跳线70然后可以用于将WTG连接输出端子13连接到WTG连接输入端子14。跳线70由此在第一、二阵列线缆21、22之间建立电连接，而不需要开关装置33或完整WTG的存在。如果在同一串200上还存在需要也连接到电网20的过渡件140，则在其它过渡件140的高压接头10处重复相同的两个步骤(阵列线缆连接1001和跳线安装1002)。当串200上的所有过渡件140连接到电网时，测试插头可连接(步骤1004)到串200上的最后过渡件的高压接头10的WTG连接输出端子13。然而，其它测试方法可能不需要使用测试插头。然后，可选地，在对从OSS 150引向串200上的第一过渡件140的第一阵列线缆21通电(步骤1006)之前，测试串200(步骤1005)。当一切正常时，测试将证明串200在第一可选测试期间是死的，并且所有高压接头将在第二测试期间证明是被连接和供电的。
图11是将至少两个风力涡轮机100连接到同一电网20的方法的流程图。该连接方法利用上述HV接头10，并且用于将由至少一个中间风力涡轮机或具有这样的HV接头10的过渡件分开的两个风力涡轮机相连接。在第一步骤1101中，第一阵列线缆21被连接在两个待连接的风力涡轮机中的第一个的HV接头10的电网输出端子12与中间过渡件140的HV接头10的电网输入端子11之间。第二阵列线缆22被连接在该中间过渡件140的HV接头10的电网输出端子12与两个待连接的风力涡轮机中的第二个的HV接头10的电网输入端子12之间。如果存在多于一个中间过渡件，则第二阵列线缆22连接到下一个过渡件140的HV接头10的电网输入端子11，并且仅最后一个中间过渡件140直接联接到第二风力涡轮机。在步骤1102中，跳线70被安装在每个中间过渡件140的HV接头10的WTG连接输入端子13和WTG连接输出端子14之间。该步骤1102可以在阵列线缆连接之前、期间或之后执行。在所有阵列线缆和跳线正确地连接到中间过渡件140的情况下，两个风力涡轮机100电连接，而不需要开关装置33存在于或连接在任何中间过渡件140中。
在连接两个风力涡轮机之后，阵列线缆可被通电(步骤1103)并且操作风力涡轮机。当稍后风力涡轮机被安装在中间过渡件中的一个的顶部上时，阵列线缆可被断电，并且新的风力涡轮机的开关装置被连接到中间过渡件的HV接头。
图12是用于风力涡轮机100的维护方法的流程图。至少一个风力涡轮机100包括如上所述的过渡件140和高压接头10。该方法包括使连接到高压接头10的第一阵列线缆21断电(步骤1201)，将输入线缆23和输出线缆24分别从高压接头10的WTG连接输出端子12和WTG连接输入端子14断开(步骤1202)，以及将跳线70施加(步骤1203)到WTG连接输出端子13和WTG连接输入端子14，并且由此在所述WTG连接输出端子和WTG连接输入端子之间建立电连接。在下一步骤1204中，第一阵列线缆被重新通电，从而允许同一串200上的其它风力涡轮机恢复操作。
在该特定风力涡轮机100的开关装置33断开的情况下，可以在该风力涡轮机100处执行至少一个维护操作。维护操作可以例如包括(部分)移除或更换开关装置33、传动系部件或机舱和/或塔架件。在维护操作期间，跳线70和高压接头10的一部分可由盖90覆盖，如图8所示。当维护操作完成并且风力涡轮机100准备好被再次使用时，第一阵列线缆21被断电，跳线70被移除并且输入线缆23和输出线缆24被重新连接到高压接头10和开关装置的适当端子。然后第一阵列线缆21被重新通电并且风力涡轮机100准备好再次使用。
在不背离所附权利要求书中所限定的本发明的范围的情况下，可以对上述具体示例进行许多修改。

Claims (7)

1.一种安装风力涡轮机(100)的方法，所述方法包括：
将用于风力涡轮机塔架(110)的过渡件(140)安装在塔架基座(111)上，所述过渡件(140)被构造成安装在塔架基座(111)上并且承载塔架件(113)，所述过渡件(140)包括高压接头(10)，所述高压接头(10)包括：
电网输入端子(11)，所述电网输入端子用于接收并连接到来自电网(20)的第一阵列线缆(21)，
WTG连接输出端子(13)，所述WTG连接输出端子操作地连接到所述电网输入端子(11)，以用于接收并连接到通向开关装置(33)的输入线缆(23)，
WTG连接输入端子(14)，所述WTG连接输入端子用于接收并连接到来自所述开关装置(33)的输出线缆(24)，以及
电网输出端子(12)，所述电网输出端子操作地连接到所述WTG连接输入端子(14)，以用于接收并连接到通向所述电网(20)的第二阵列线缆(22)，然后将所述第一阵列线缆(21)连接到所述电网输入端子(11)，以及
将所述第二阵列线缆(22)连接到所述电网输出端子(12)，
然后，将所述塔架件(113)安装在所述过渡件(140)的顶部上，以及
此后将所述输入线缆(23)连接在所述WTG连接输出端子(13)与所述开关装置(33)的高压输入端子之间，以及
将所述输出线缆(24)连接在所述开关装置(33)的高压输出端子与所述WTG连接输入端子(14)之间，
所述方法还包括：
在将所述输入线缆(23)和所述输出线缆(24)连接在所述高压接头(10)与所述开关装置(33)之间之前，将跳线(70)施加到所述高压接头(10)的所述WTG连接输出端子(13)和所述WTG连接输入端子(14)，并且由此在所述WTG连接输出端子和所述WTG连接输入端子之间建立电连接，
在安装过程的后续阶段期间保持所述跳线(70)被附接，以及
在所述后续阶段结束时，移除所述跳线(70)，以及
此后将所述输入线缆(23)和所述输出线缆(24)连接在所述高压接头(10)与所述开关装置(33)之间。
2.根据权利要求1所述的安装风力涡轮机(100)的方法，其中，所述开关装置(33)与所述塔架件(113)一起设置。
3.根据权利要求2所述的安装风力涡轮机(100)的方法，所述方法还包括在将所述输入线缆(23)连接在所述高压接头(10)的所述WTG连接输出端子(13)与所述开关装置(33)的所述高压输入端子之间之后，对所述第一阵列线缆(21)通电。
4.根据权利要求3所述的安装风力涡轮机(100)的方法，所述方法还包括在将所述输出线缆(24)连接在所述开关装置(33)的所述高压输出端子与所述高压接头(10)的所述WTG连接输入端子(14)之间之后，对所述第二阵列线缆(22)通电。
5.根据权利要求1所述的安装风力涡轮机(100)的方法，所述方法还包括在所述安装过程的所述后续阶段期间测试所述电网(20)。
6.根据权利要求1所述的安装风力涡轮机(100)的方法，所述方法还包括，在所述安装过程的所述后续阶段期间，操作连接到所述第一阵列线缆(21)和/或第二阵列线缆(22)的风力涡轮机(100)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的安装风力涡轮机(100)的方法，所述方法还包括在将所述输入线缆(23)和所述输出线缆(24)连接在所述高压接头(10)与所述开关装置(33)之间之前的至少一些时段期间，用保护盖(80)覆盖所述高压接头(10)的所述WTG连接输出端子(13)和/或所述WTG连接输入端子(14)。
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