CN116706752A - 一种散热器错层布置的单主变海上升压站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散热器错层布置的单主变海上升压站，海上升压站按三层布置，主要包括主变压器、220kV配电装置、中压配电装置和辅助生产房间。本发明将主变散热器错层布置在升压站平台三层，并将散热器下方二层空间用于布置中压配电装置，充分利用了传统方案中无法利用的三层散热器上空区域；将220kV GIS室布置于三层甲板，优化了原本占据二三层通高的空间，同时保证了设备吊装检修的便利性；将其余房间根据功能合理布置在海上升压站各层。本发明充分利用传统海上升压站布置方案中的冗余空间，提高了海上升压站空间利用率，进而实现海上升压站整体尺寸及重量的优化。
Description
技术领域
本发明属于海上风力发电技术领域，尤其是涉及一种散热器错层布置的单主变海上升压站。
背景技术
海上风电作为一种潜力大、产业链长、技术先进的绿色能源，对全球能源转型、经济发展等产生日益广泛和深远的影响。近年来，随着技术的进步和成本的下降，全球海上风电市场规模在迅速扩张。海上风电作为我国发展绿色能源技术的制高点，将迎来飞速发展。我国风电以每年20%增长速度快速发展，累计装机容量超过210GW。我国海上风电总储量约为750GW，截止到2020年底已并网容量约899万kW，已跻身世界前三，新增装机容量连续两年世界第一。
同时，随着2021年以后海上风电退补及平价化时代的到来，海上风电在投资和运维成本方面也面临较大的压力，如何疏解成本压力，挖掘降本潜力，是提高海上风电未来竞争力的决定性因素。海上升压站作为海上风电工程的重要一环，也要随着新时代海上风电发展的需求，探索更有竞争力的海上升压站解决方案。
海上升压站的投资建设成本主要源于设备成本及建造成本，目前，传统海上升压站均配置两台主变压器，相应地配置了较复杂的配电装置及辅助系统，升压站结构复杂、重量大、施工难度高、投资建设成本较高。在海上风电平价时代降本增效的要求下，精简海上升压站设备，降低海上升压站重量，从而有效降低海上升压站建设成本是一种可行的思路。一方面，传统海上升压站布置中存在一定空间利用率不高的情况；另一方面，随着技术的进步和设备的革新，使得海上升压站继续向精简化、轻量化发展成为了可能。
发明内容
本发明的目的在于，为了满足深远海海上风电工程的需要，提供一种散热器错层布置的单主变海上升压站。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：所述散热器错层布置的单主变海上升压站自下而上具有一层、二层以及三层的三层结构，包括一台主变压器、220kV配电装置、中压配电装置和辅助生产房间；
所述海上升压站配置单台大容量主变压器，所述主变压器布置于海上升压站二层中部的主变室内，主变室占据二、三层通高；主变压器的外侧附近设有主变散热器，所述主变散热器错层布置于主变室东侧三层室外平台上；
通常情况下，主变散热器和主变压器布置在相同层平台，这里错层是指将主变压器和主变散热器分别布置在海上升压站平填的不同层平台上。
所述主变散热器下方的二层空间作为开关室，所述开关室用于布置中压配电装置；
所述220kV配电装置布置于海上升压站三层中部偏西侧的配电室内；
主变压器的高压侧经220kV电力电缆与220kV配电装置相连，主变压器的低压侧经电力电缆与中压配电装置相连。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本发明的优选技术方案：布置220kV配电装置的配电室的层高略高于三层其他房间并突出于屋顶平台。
作为本发明的优选技术方案：所述主变压器为三相、铜线圈、有载调压、自然油循环冷却、低压双分裂、油浸式普通变压器。
作为本发明的优选技术方案：所述主变压器的高压侧中性点直接接地。
作为本发明的优选技术方案：所述主变压器的低压侧中性点经小电阻接地。
作为本发明的优选技术方案：所述220kV配电装置为220kV GIS，采用1进1出变压器线路组接线。
作为本发明的优选技术方案：所述中压配电装置为35kV开关柜或66kV GIS；
当中压配电装置为35kV 开关柜时，采用两组单母线接线；
当中压配电装置为66kV GIS时，采用一组单母线接线。
作为本发明的优选技术方案：所述辅助生产房间包括接地变兼站用变室、低压配电室、应急配电室、柴油发电机室、继保室、二次设备间、蓄电池室、水泵房、临时休息室、暖通机房及油罐室；
根据功能合理布置在海上升压站各层，其中：
一层设有蓄电池室、水泵房、临时休息室和油罐室，集中布置在一层平台中部；
二层设有接地变兼站用变室、低压配电室、应急配电室及通信继保室，布置在二层平台西侧；
三层设有暖通机房、柴油发电机室和二次设备间，布置在三层平台西侧和南侧。
作为本发明的优选技术方案：位于三层的二次设备间紧挨着布置220kV配电装置的配电室，以用于布置与220kV配电装置相关的控制保护屏柜。
作为本发明的优选技术方案：位于三层的主变室上部挑空设有巡视通道，以方便运维人员通行及巡检。
本发明提供一种散热器错层布置的单主变海上升压站，海上升压站按三层布置，主要包括主变压器、220kV配电装置、中压配电装置和辅助生产房间。本发明将主变散热器错层布置在升压站平台三层，并将散热器下方二层空间用于布置中压配电装置，充分利用了传统方案中无法利用的三层散热器上空区域；将220kV GIS室布置于三层甲板，优化了原本占据二三层通高的空间，同时保证了设备吊装检修的便利性；将其余房间根据功能合理布置在海上升压站各层。具体地，具有如下有益效果：
1）、本发明将主变散热器错层布置在升压站平台三层，并将散热器下方二层空间用于布置中压配电装置，将传统方案中无法利用的三层散热器上空区域充分利用。
2）、本发明充分考虑220kV GIS设备高度，将220kV GIS室布置于三层甲板，优化了原本占据二三层通高的空间，同时保证了设备吊装检修的便利性。
3）、本发明突破相关规范的限制，精简了海上升压站配置，主要包括：暖通空调系统不考虑备用；主变室、GIS室取消正压送风系统等，从而优化暖通相关房间尺寸，同时减小站用电负荷，优化了站用电系统配置。
4）、整体上，本发明充分利用传统海上升压站布置方案中的冗余空间，提高了海上升压站空间利用率，进而实现海上升压站整体尺寸及重量的优化。相较于同容量传统海上升压站，本发明将散热器错层布置的单主变海上升压站在面积上减小约40%，重量减轻约30%；相较于初代单主变配置海上升压站，本发明所提供的散热器错层布置的单主变海上升压站面积减小约20%，重量减轻约10%。，有效降低海上升压站投资建设费用。
附图说明
图1为本发明所提供的散热器错层布置的单主变海上升压站的一层平面布置图；
图2为本发明所提供的散热器错层布置的单主变海上升压站的二层平面布置图；
图3为本发明所提供的散热器错层布置的单主变海上升压站的三层平面布置图；
图4为本发明所提供的散热器错层布置的单主变海上升压站的立面图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：
如图1~4所示，本发明实施例提供的一种单台主变配置的海上升压站按三层布置，主要包括主变压器、220kV配电装置、35kV配电装置和辅助生产房间400。
海上升压站配置单台大容量主变压器，主变本体110布置于升压站二层中部偏东侧的主变室100，主变室100占据二、三层通高；主变散热器120错层布置于主变室100东侧三层室外平台，散热器120下方二层空间作为开关室300用于布置35kV配电装置。
220kV配电装置为220kV GIS 220，布置于升压站三层中部偏西侧的GIS室200，GIS室层高略高于三层其他房间，突出于屋顶平台。
辅助生产房间400包括接地变兼站用变室410、低压配电室420、应急配电室430、继保室440、暖通机房450、柴油发电机室460、二次设备间470、水泵房480、蓄电池室490、临时休息室500和油罐室510和220kV电缆竖井520，根据功能合理布置在海上升压站各层。本实施例中，单台主变配置的海上升压站整体尺寸为35m×15m×16m(长×宽×高)。
本发明的海上升压站设置为多层建筑，以下层高均为楼面到楼面之间的距离。一层层高为6m，二层、三层层高均为5m，其中主变室100设置为二、三层通高，三层GIS室200层高为6.5m，突出于屋顶平台。并在主变室100、GIS室200、柴油发电机室460顶部设置检修口，便于安装和维修时吊机可以从屋顶吊入和吊出大型设备。
一层作为电缆层及结构转换层，布置有主要电缆通道、逃救生设施以及部分辅助生产房间400，包括水泵房480、蓄电池室490、临时休息室500和油罐室510，其中一层辅助生产房间400高度为3m，上方留有3m净空作为主要电缆通道。
二层中部偏东侧布置一台主变压器主变本体110布置于升压站二层中部偏东侧的主变室100，主变室100占据二、三层通高；主变散热器120错层布置于主变室东侧三层室外平台，散热器下方二层空间作为开关室300用于布置中压配电装置320。主变压器为三相、铜线圈、有载调压、自然油循环冷却、低压双分裂、油浸式普通变压器。主变高压侧通过220kV电力电缆与220kV GIS 220相连，主变低压侧通过电力电缆与中压配电装置相连。主变高压侧中性点采用直接接地方式，主变低压侧中性点采用小电阻接地方式。
220kV配电装置为220kV GIS 220，采用1进1出变压器线路组接线，布置于220kVGIS室200内，220kV GIS室200布置在三层中部偏西侧。220kV GIS 220两端均采用电缆出线，电缆通过220kV电缆竖井520敷设至主变高压侧。
开关室300布置于主变散热器下方，中压配电装置为35kV开关柜320，采用两组单母线接线。
二层偏西侧布置有多个生产辅助房间400，包括接地变兼站用变室410、低压配电室420、应急配电室430、继保室440及220kV电缆竖井520。接地变兼站用变室410设有两台接地变兼站用变411和两台小电阻柜412；低压配电室420和应急配电室430设有低压配电柜422，接地变兼站用变411与低压配电柜422之间采用电缆连接；应急配电室430布置在柴油发电机室460下方，方便低压电缆接线。220kV电缆竖井520位于GIS电缆套筒下方，方便高压电缆敷设。
三层偏西侧布置有暖通机房450、柴油发电机室460及二次设备间470。其中二次设备间470紧挨220kV GIS室200，用于布置220kV GIS 220相关控制保护屏柜。三层东侧主变室上部挑空设有巡视通道，方便运维人员通行及检修。
本发明提供一种单台主变配置的海上升压站，精简了海上升压站配置，优化了海上升压站布置，减小了海上升压站的尺寸与重量（尺寸35 m×15 m×16 m，重量约1950 t）。作为对比，同容量传统海上升压站尺寸为35 m×26 m×16 m，重量约为2800 t，本发明所提供的单台主变配置的海上升压站的面积减小约40%，重量减轻约30%；初代单主变配置海上升压站尺寸为34 m×20 m×16 m，重量约为2200 t，但容量仅为本发明海上升压站的75%，本发明面积减小约20%，重量减轻约10%。综上所述，本技术方案有效降低海上升压站投资建设费用、压缩工程建设时间，综合效益显著。
本发明应用了具体个例对本发明的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想；该部分内容不应理解为对本发明的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：所述散热器错层布置的单主变海上升压站自下而上具有一层、二层以及三层的三层结构，包括一台主变压器、220kV配电装置、中压配电装置和辅助生产房间；
所述海上升压站配置单台大容量主变压器，所述主变压器布置于海上升压站二层中部的主变室内，主变室占据二、三层通高；主变压器的外侧附近设有主变散热器，所述主变散热器错层布置于主变室东侧三层室外平台上；
所述主变散热器下方的二层空间作为开关室，所述开关室用于布置中压配电装置；
所述220kV配电装置布置于海上升压站三层中部偏西侧的配电室内；
主变压器的高压侧经220kV电力电缆与220kV配电装置相连，主变压器的低压侧经电力电缆与中压配电装置相连。
2.根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：布置220kV配电装置的配电室的层高略高于三层其他房间并突出于屋顶平台。
3.根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：所述主变压器为三相、铜线圈、有载调压、自然油循环冷却、低压双分裂、油浸式普通变压器。
4.根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：所述主变压器的高压侧中性点直接接地。
5.根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：所述主变压器的低压侧中性点经小电阻接地。
6. 根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：所述220kV配电装置为220kV GIS，采用1进1出变压器线路组接线。
7. 根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：所述中压配电装置为35kV开关柜或66kV GIS；
当中压配电装置为35kV 开关柜时，采用两组单母线接线；
当中压配电装置为66kV GIS时，采用一组单母线接线。
8.根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：所述辅助生产房间包括接地变兼站用变室、低压配电室、应急配电室、柴油发电机室、继保室、二次设备间、蓄电池室、水泵房、临时休息室、暖通机房及油罐室；
根据功能合理布置在海上升压站各层，其中：
一层设有蓄电池室、水泵房、临时休息室和油罐室，集中布置在一层平台中部；
二层设有接地变兼站用变室、低压配电室、应急配电室及通信继保室，布置在二层平台西侧；
三层设有暖通机房、柴油发电机室和二次设备间，布置在三层平台西侧和南侧。
9.根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：位于三层的二次设备间紧挨着布置220kV配电装置的配电室，以用于布置与220kV配电装置相关的控制保护屏柜。
10.根据权利要求1所述的散热器错层布置的单主变海上升压站，其特征在于：位于三层的主变室上部挑空设有巡视通道，以方便运维人员通行及巡检。
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