CN115296510A - 集装箱式内循环冷却变流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装箱式内循环冷却变流器，它包括集装箱、至少一个空调、至少一个功率单元和至少一个电抗器；其中，所述空调、所述功率单元和所述电抗器均安装在所述集装箱中；所述电抗器位于所述功率单元的上方；所述功率单元的下端部设有抽风机，所述抽风机用于将所述集装箱内的空气抽送至所述功率单元的上端部以便冷却所述功率单元；所述功率单元的上端部具有出风口，所述出风口用于将被所述抽风机抽送至所述功率单元中的空气排向所述电抗器以冷却所述电抗器。本发明能够防止外界的风沙和潮湿的空气进入集装箱内，能够通过集装箱内部的空气循环进行冷却降温，进而能够在复杂恶劣的环境中使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种集装箱式内循环冷却变流器。
背景技术
目前，风力发电作为新能源领域中最主要的发电方式之一，具备可再生、无污染等优点，但是其本身有着不稳定性较大，容易对电网造成冲击等的问题，因此需要依靠变流器对风电进行整流滤波，提高风电入网的稳定性。由于风电场多分布在偏远地区，因此将变流器安装在集装箱中更有利于运输，公开号为CN113473799A的中国发明专利申请中就公开了一种箱式变流器，该箱式变流器需要将外部空气引入集装箱中来对变流器进行冷却，因此该箱式变流器无法适应复杂恶劣的环境。例如在一些风沙较大的风电场中，风沙会进入到集装箱内部造成变流器损坏；此外在海上风电场中，外界潮湿的空气中含有较高的盐分，潮湿空气进入集装箱中后会导致变流器腐蚀损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种集装箱式内循环冷却变流器，它能够防止外界的风沙和潮湿的空气进入集装箱内，能够通过集装箱内部的空气循环进行冷却降温，进而能够在复杂恶劣的环境中使用。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种集装箱式内循环冷却变流器，它包括集装箱、至少一个空调、至少一个功率单元和至少一个电抗器；其中，
所述空调、所述功率单元和所述电抗器均安装在所述集装箱中；
所述电抗器位于所述功率单元的上方；
所述功率单元的下端部设有抽风机，所述抽风机用于将所述集装箱内的空气抽送至所述功率单元的上端部以便冷却所述功率单元；
所述功率单元的上端部具有出风口，所述出风口用于将被所述抽风机抽送至所述功率单元中的空气排向所述电抗器以冷却所述电抗器。
进一步，所述功率单元设有至少两个，至少两个所述功率单元中包括机侧功率单元和网侧功率单元；
所述电抗器设有至少两个，至少两个所述电抗器中包括机侧电抗器和网侧电抗器；
所述机侧功率单元的下端部和所述网侧功率单元的下端部均设有所述抽风机；
所述机侧功率单元的上端部和所述网侧功率单元的上端部均具有所述出风口；
所述机侧电抗器位于所述机侧功率单元的上方；
所述网侧电抗器位于所述网侧功率单元的上方。
进一步，所述集装箱中设有并列设置的机侧安装区和网侧安装区；
所述机侧功率单元和所述机侧电抗器均安装在所述机侧安装区中；
所述网侧功率单元和所述网侧电抗器均安装在所述网侧安装区中；
所述机侧功率单元和所述网侧功率单元位于同一层，所述机侧电抗器和所述网侧电抗器位于同一层。
进一步提供一种所述空调的具体结构，所述空调的出风口位于下方，所述空调的进风口位于上方。
进一步提供一种所述空调的具体布置方式，所述空调设有4个，4个所述空调分别安装在所述集装箱的4个角落处。
进一步为了提高降温效率，所述机侧电抗器设有至少两个，至少两个所述机侧电抗器依次排列；
相邻的所述机侧电抗器之间设有机侧风道；
所述机侧功率单元中的所述出风口与相应的所述机侧风道对齐；
所述网侧电抗器设有至少两个，至少两个所述网侧电抗器依次排列；
相邻的所述网侧电抗器中设有网侧风道；
所述网侧功率单元中的所述出风口与相应的所述网侧风道对齐。
进一步，所述集装箱式内循环冷却变流器还包括机侧启动柜和网侧启动柜；其中，
所述机侧功率单元与所述机侧电抗器一一对应；
所述网侧功率单元与所述网侧电抗器一一对应；
所述机侧启动柜用于与发电机相连；
所述机侧启动柜还与所述机侧电抗器相连；
所述机侧电抗器与对应的所述机侧功率单元的交流侧相连；
所述机侧功率单元的直流侧与所述网侧功率单元的直流侧并联连接；
所述网侧功率单元的交流侧与对应的所述网侧电抗器连接；
所述网侧电抗器与所述网侧启动柜相连；
所述网侧启动柜用于与电网相连。
进一步，所述机侧启动柜和所述网侧启动柜共用一个柜体；
所述柜体的底部焊接有槽钢以进行局部加强；
所述柜体中安装有变压器，所述变压器承载在所述槽钢上；
所述柜体中还安装有用于对所述变压器进行冷却的横流风机。
进一步提供一种所述机侧启动柜和所述网侧启动柜的具体连接方式，所述机侧启动柜通过第一转接铜排和第一汇流铜排与所述机侧电抗器相连；其中，
所述机侧启动柜与所述第一转接铜排相连；
所述第一转接铜排与所述第一汇流铜排相连；
所述第一汇流铜排与所述机侧电抗器相连；
所述网侧启动柜通过第二转接铜排和第二汇流铜排与所述网侧电抗器相连；其中，
所述网侧启动柜与所述第二转接铜排相连；
所述第二转接铜排与所述第二汇流铜排相连；
所述第二汇流铜排与所述网侧电抗器相连。
进一步提供一种所述机侧电抗器和所述网侧电抗器的具体安装结构，所述集装箱中设有安装框架，所述机侧电抗器和所述网侧电抗器均安装连接在所述安装框架上；
所述安装框架上连接有多个绝缘支承梁；
所述第一转接铜排、第二转接铜排、第一汇流铜排和第二汇流铜排均支承在所述绝缘支承梁上；
所述第一转接铜排、第二转接铜排、第一汇流铜排和第二汇流铜排分别通过L型连接片与所述支撑梁锁紧连接。
采用了上述技术方案后，所述集装箱密闭能够屏蔽外界的风沙或水汽，进而防止风沙和水汽进入到所述集装箱内部，防护等级较高。所述空调用于吸收所述集装箱中的空气并将空气制冷后吹入所述集装箱中，进而能够控制所述集装箱内的温度。所述抽风机将集装箱内经过制冷的空气抽送至所述功率单元的上端部，然后被抽送的空气从所述功率单元中的出风口排向所述电抗器，在此过程中空气将所述功率单元和所述电抗器中的热量带走，进而冷却了所述功率单元和所述电抗器。集装箱内的空气在集装箱内部实现循环，不需要与外界空气进行交换，有效避免了外界的风沙和水汽进入集装箱中，进而避免了集装箱内的元器件损坏，能够适应各种复杂恶劣的环境。其中，所述集装箱中的热量主要由所述电抗器和所述功率单元产生。此外，所述集装箱能够使运输更加方便高效，更便于灵活布置，对于风电场复杂多变的环境有很好的适应性；具体的，所述集装箱式内循环冷却变流器可以集中布置，也可以与风力发电机一对一布置。
附图说明
图1为本发明的集装箱式内循环冷却变流器的结构示意图；
图2为本发明的集装箱式内循环冷却变流器的主视图；
图3为本发明的集装箱式内循环冷却变流器的俯视图；
图4为本发明的功率单元的结构示意图；
图5为本发明的机侧启动柜和网侧启动柜的结构示意图；
图6为本发明的绝缘支承梁的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1~4所示，一种集装箱式内循环冷却变流器，它包括集装箱1、至少一个空调2、至少一个功率单元100和至少一个电抗器200；其中，
所述空调2、所述功率单元100和所述电抗器200均安装在所述集装箱1中；
所述电抗器200位于所述功率单元100的上方；
所述功率单元100的下端部设有抽风机3，所述抽风机3用于将所述集装箱1内的空气抽送至所述功率单元100的上端部以便冷却所述功率单元100；
所述功率单元100的上端部具有出风口4，所述出风口4用于将被所述抽风机3抽送至所述功率单元100中的空气排向所述电抗器200以冷却所述电抗器200；具体的，所述集装箱1密闭能够屏蔽外界的风沙或水汽，进而防止风沙和水汽进入到所述集装箱1内部，防护等级较高。所述空调2用于吸收所述集装箱1中的空气并将空气制冷后吹入所述集装箱1中，进而能够控制所述集装箱1内的温度。所述抽风机3将集装箱1内经过制冷的空气抽送至所述功率单元100的上端部，然后被抽送的空气从所述功率单元100中的出风口4排向所述电抗器200，在此过程中空气将所述功率单元100和所述电抗器200中的热量带走，进而冷却了所述功率单元100和所述电抗器200。集装箱1内的空气在集装箱1内部实现循环，不需要与外界空气进行交换，有效避免了外界的风沙和水汽进入集装箱1中，进而避免了集装箱1内的元器件损坏，能够适应各种复杂恶劣的环境。其中，所述集装箱1中的热量主要由所述电抗器200和所述功率单元100产生。
此外，所述集装箱1能够使运输更加方便高效，更便于灵活布置，对于风电场复杂多变的环境有很好的适应性；具体的，所述集装箱式内循环冷却变流器可以集中布置，也可以与风力发电机一对一布置。
如图1~4所示，所述功率单元100设有至少两个，至少两个所述功率单元100中包括机侧功率单元101和网侧功率单元102；
所述电抗器200设有至少两个，至少两个所述电抗器200中包括机侧电抗器201和网侧电抗器202；
所述机侧功率单元101的下端部和所述网侧功率单元102的下端部均设有所述抽风机3；
所述机侧功率单元101的上端部和所述网侧功率单元102的上端部均具有所述出风口4；
所述机侧电抗器201位于所述机侧功率单元101的上方；
所述网侧电抗器202位于所述网侧功率单元102的上方；具体的，所述机侧功率单元101中的抽风机3将空气抽送至相应的所述机侧功率单元101中，然后空气从所述机侧功率单元101的出风口4吹向所述机侧电抗器201。所述网侧功率单元102中的抽风机3将空气抽送至相应的所述网侧功率单元102中，然后空气从所述网侧功率单元102的出风口4吹向所述网侧电抗器202。
如图1~3所示，所述集装箱1中设有并列设置的机侧安装区300和网侧安装区400；
所述机侧功率单元101和所述机侧电抗器201均安装在所述机侧安装区300中；
所述网侧功率单元102和所述网侧电抗器202均安装在所述网侧安装区400中；
所述机侧功率单元101和所述网侧功率单元102位于同一层，所述机侧电抗器201和所述网侧电抗器202位于同一层。
在本实施例中，所述空调2的出风口4位于下方，所述空调2的进风口位于上方；具体的，由于所述抽风机3位于集装箱1的底部，因此将所述空调2的出风口4设置在下方能够使从空调2出风口4吹出的冷空气经过最短路径被位于底部的抽风机3吸入，并抽送至所述机侧功率单元101中和所述网侧功率单元102中。机侧功率单元101中的空气向上流向所述机侧电抗器201，然后流至所述集装箱1的顶部，网侧功率单元102中的空气向上流向所述网侧电抗器202，然后流至所述集装箱1的顶部。然后集装箱1顶部的空气从所述空调2上方的进风口被吸入所述空调2中，形成了最短路径的大循环，提高了制冷效果，能够有效控制集装箱1内部的温度，确保集装箱1内部温度的均衡性，保障设备可靠运行。
如图1~3所示，所述空调2可以设有4个，4个所述空调2分别安装在所述集装箱1的4个角落处；具体的，所述机侧安装区300和所述网侧安装区400均位于所述集装箱1的中部，4个所述空调2围绕所述机侧安装区300和所述网侧安装区400设置。
如图1~3所示，所述机侧电抗器201设有至少两个，至少两个所述机侧电抗器201依次排列；
相邻的所述机侧电抗器201之间设有机侧风道5；
所述机侧功率单元101中的所述出风口4与相应的所述机侧风道5对齐；
所述网侧电抗器202设有至少两个，至少两个所述网侧电抗器202依次排列；
相邻的所述网侧电抗器202中设有网侧风道6；
所述网侧功率单元102中的所述出风口4与相应的所述网侧风道6对齐；具体的，所述机侧功率单元101中的出风口4和所述网侧功率单元102中的出风口4均朝上设置；进一步具体的，空气从所述机侧风道5中流过时能够带走所述机侧电抗器201中的热量，空气从所述网侧风道6中流过时能够带走所述网侧电抗器202中的热量。
如图1、2、3、5所示，所述集装箱式内循环冷却变流器还可以包括机侧启动柜7和网侧启动柜8；其中，
所述机侧功率单元101与所述机侧电抗器201一一对应；
所述网侧功率单元102与所述网侧电抗器202一一对应；
所述机侧启动柜7用于与发电机相连；具体的，所述发电机可以为风力发电机；
所述机侧启动柜7还与所述机侧电抗器201相连；
所述机侧电抗器201与对应的所述机侧功率单元101的交流侧相连；
所述机侧功率单元101的直流侧与所述网侧功率单元102的直流侧并联连接；
所述网侧功率单元102的交流侧与对应的所述网侧电抗器202连接；
所述网侧电抗器202与所述网侧启动柜8相连；
所述网侧启动柜8用于与电网相连；在本实施例中，所述机侧功率单元101、网侧功率单元102、机侧电抗器201和所述网侧电抗器202分别设有6个。其中，风力发电机产生的电能是间歇性的且波形稳定性不高，所述机侧电抗器201用于对风力发电机产生的电能进行能量缓冲功能，避免风力发电机产生的电能对机侧功率单元101造成冲击。所述机侧电抗器201还用于对风力发电机产生的电能进行滤波，从而降低输入到机侧功率单元101的电流纹波，进而为机侧功率单元101提供更好的整流环境。
所述机侧功率单元101用于将电能整流后输入到网侧功率单元102的直流侧，网侧功率单元102进行逆变并输出交流电，输出的交流电经过网侧电抗器202的进一步滤波后输入到电网中。另外，网侧电抗器202设置在网侧功率单元102与电网之间，实现能量缓冲，从而降低电网波动对网侧功率单元102的冲击。
具体的，所述机侧启动柜7和所述网侧启动柜8均用于控制导电的通断，所述机侧启动柜7和所述网侧启动柜8中均包括断路器、继电器和空气开关等部件，其具体结构为本领域技术人员熟知的现有技术，本实施例中不作具体赘述。
在本实施例中，所述机侧功率单元101的直流侧和所述网侧功率单元102的直流侧通过正极铜排12和负极铜排13并联连接。
如图1、2、3、5所示，所述机侧启动柜7和所述网侧启动柜8可以共用一个柜体9；
所述柜体9的底部焊接有槽钢以进行局部加强；
所述柜体9中安装有变压器10，所述变压器10承载在所述槽钢上；
所述柜体9中还安装有用于对所述变压器10进行冷却的横流风机11；具体的，所述变压器10用于为所述集装箱1内的空调2等用电设备进行供电。
如图1、3、5、6所示，所述机侧启动柜7可以通过第一转接铜排14和第一汇流铜排15与所述机侧电抗器201相连；其中，
所述机侧启动柜7与所述第一转接铜排14相连；
所述第一转接铜排14与所述第一汇流铜排15相连；
所述第一汇流铜排15与所述机侧电抗器201相连；
所述网侧启动柜8可以通过第二转接铜排16和第二汇流铜排17与所述网侧电抗器202相连；其中，
所述网侧启动柜8与所述第二转接铜排16相连；
所述第二转接铜排16与所述第二汇流铜排17相连；
所述第二汇流铜排17与所述网侧电抗器202相连。
如图1、2、3、5、6所示，所述集装箱1中可以设有安装框架18，所述机侧电抗器201和所述网侧电抗器202均安装连接在所述安装框架18上；
所述安装框架18上可以连接有多个绝缘支承梁19；
所述第一转接铜排14、第二转接铜排16、第一汇流铜排15和第二汇流铜排17均支承在所述绝缘支承梁19上；
所述第一转接铜排14、第二转接铜排16、第一汇流铜排15和第二汇流铜排17分别通过L型连接片20与所述支撑梁锁紧连接；在本实施例中，所述安装框架18与所述集装箱1焊接固定，具有很强的结构强度。
本发明的工作原理如下：
所述集装箱1密闭能够屏蔽外界的风沙或水汽，进而防止风沙和水汽进入到所述集装箱1内部，防护等级较高。所述空调2用于吸收所述集装箱1中的空气并将空气制冷后吹入所述集装箱1中，进而能够控制所述集装箱1内的温度。所述抽风机3将集装箱1内经过制冷的空气抽送至所述功率单元100的上端部，然后被抽送的空气从所述功率单元100中的出风口4排向所述电抗器200，在此过程中空气将所述功率单元100和所述电抗器200中的热量带走，进而冷却了所述功率单元100和所述电抗器200。集装箱1内的空气在集装箱1内部实现循环，不需要与外界空气进行交换，有效避免了外界的风沙和水汽进入集装箱1中，进而避免了集装箱1内的元器件损坏，能够适应各种复杂恶劣的环境。其中，所述集装箱1中的热量主要由所述电抗器200和所述功率单元100产生。此外，所述集装箱1能够使运输更加方便高效，更便于灵活布置，对于风电场复杂多变的环境有很好的适应性；具体的，所述集装箱式内循环冷却变流器可以集中布置，也可以与风力发电机一对一布置。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，它包括集装箱（1）、至少一个空调（2）、至少一个功率单元（100）和至少一个电抗器（200）；其中，
所述空调（2）、所述功率单元（100）和所述电抗器（200）均安装在所述集装箱（1）中；
所述电抗器（200）位于所述功率单元（100）的上方；
所述功率单元（100）的下端部设有抽风机（3），所述抽风机（3）用于将所述集装箱（1）内的空气抽送至所述功率单元（100）的上端部以便冷却所述功率单元（100）；
所述功率单元（100）的上端部具有出风口（4），所述出风口（4）用于将被所述抽风机（3）抽送至所述功率单元（100）中的空气排向所述电抗器（200）以冷却所述电抗器（200）。
2.根据权利要求1所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，
所述功率单元（100）设有至少两个，至少两个所述功率单元（100）中包括机侧功率单元（101）和网侧功率单元（102）；
所述电抗器（200）设有至少两个，至少两个所述电抗器（200）中包括机侧电抗器（201）和网侧电抗器（202）；
所述机侧功率单元（101）的下端部和所述网侧功率单元（102）的下端部均设有所述抽风机（3）；
所述机侧功率单元（101）的上端部和所述网侧功率单元（102）的上端部均具有所述出风口（4）；
所述机侧电抗器（201）位于所述机侧功率单元（101）的上方；
所述网侧电抗器（202）位于所述网侧功率单元（102）的上方。
3.根据权利要求2所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，
所述集装箱（1）中设有并列设置的机侧安装区（300）和网侧安装区（400）；
所述机侧功率单元（101）和所述机侧电抗器（201）均安装在所述机侧安装区（300）中；
所述网侧功率单元（102）和所述网侧电抗器（202）均安装在所述网侧安装区（400）中；
所述机侧功率单元（101）和所述网侧功率单元（102）位于同一层，所述机侧电抗器（201）和所述网侧电抗器（202）位于同一层。
4.根据权利要求2所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，所述空调（2）的出风口（4）位于下方，所述空调（2）的进风口位于上方。
5.根据权利要求2所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，所述空调（2）设有4个，4个所述空调（2）分别安装在所述集装箱（1）的4个角落处。
6.根据权利要求2所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，
所述机侧电抗器（201）设有至少两个，至少两个所述机侧电抗器（201）依次排列；
相邻的所述机侧电抗器（201）之间设有机侧风道（5）；
所述机侧功率单元（101）中的所述出风口（4）与相应的所述机侧风道（5）对齐；
所述网侧电抗器（202）设有至少两个，至少两个所述网侧电抗器（202）依次排列；
相邻的所述网侧电抗器（202）中设有网侧风道（6）；
所述网侧功率单元（102）中的所述出风口（4）与相应的所述网侧风道（6）对齐。
7.根据权利要求2所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，还包括机侧启动柜（7）和网侧启动柜（8）；其中，
所述机侧功率单元（101）与所述机侧电抗器（201）一一对应；
所述网侧功率单元（102）与所述网侧电抗器（202）一一对应；
所述机侧启动柜（7）用于与发电机相连；
所述机侧启动柜（7）还与所述机侧电抗器（201）相连；
所述机侧电抗器（201）与对应的所述机侧功率单元（101）的交流侧相连；
所述机侧功率单元（101）的直流侧与所述网侧功率单元（102）的直流侧并联连接；
所述网侧功率单元（102）的交流侧与对应的所述网侧电抗器（202）连接；
所述网侧电抗器（202）与所述网侧启动柜（8）相连；
所述网侧启动柜（8）用于与电网相连。
8.根据权利要求7所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，
所述机侧启动柜（7）和所述网侧启动柜（8）共用一个柜体（9）；
所述柜体（9）的底部焊接有槽钢以进行局部加强；
所述柜体（9）中安装有变压器（10），所述变压器（10）承载在所述槽钢上；
所述柜体（9）中还安装有用于对所述变压器（10）进行冷却的横流风机（11）。
9.根据权利要求7所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，
所述机侧启动柜（7）通过第一转接铜排（14）和第一汇流铜排（15）与所述机侧电抗器（201）相连；其中，
所述机侧启动柜（7）与所述第一转接铜排（14）相连；
所述第一转接铜排（14）与所述第一汇流铜排（15）相连；
所述第一汇流铜排（15）与所述机侧电抗器（201）相连；
所述网侧启动柜（8）通过第二转接铜排（16）和第二汇流铜排（17）与所述网侧电抗器（202）相连；其中，
所述网侧启动柜（8）与所述第二转接铜排（16）相连；
所述第二转接铜排（16）与所述第二汇流铜排（17）相连；
所述第二汇流铜排（17）与所述网侧电抗器（202）相连。
10.根据权利要求9所述的集装箱式内循环冷却变流器，其特征在于，
所述集装箱（1）中设有安装框架（18），所述机侧电抗器（201）和所述网侧电抗器（202）均安装连接在所述安装框架（18）上；
所述安装框架（18）上连接有多个绝缘支承梁（19）；
所述第一转接铜排（14）、第二转接铜排（16）、第一汇流铜排（15）和第二汇流铜排（17）均支承在所述绝缘支承梁（19）上；
所述第一转接铜排（14）、第二转接铜排（16）、第一汇流铜排（15）和第二汇流铜排（17）分别通过L型连接片（20）与所述支撑梁锁紧连接。
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