CN201323400Y

CN201323400Y - 海上变电站

Info

Publication number: CN201323400Y
Application number: CNU2008201576691U
Authority: CN
Inventors: 叶军; 池钊伟; 龚尊
Original assignee: Shanghai Electric Power Design Institute Co Ltd
Current assignee: Shanghai Electric Power Design Institute Co Ltd
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2018-12-23

Abstract

本实用新型公开了一种海上变电站，包括海上承台，所述海上承台上固定设置变压器模块、配电设备模块、辅助设备模块及户外设备模块；所述变压器模块包括设置在封闭钢结构中的变压器本体及高压配电装置；所述配电设备模块包括设置在封闭钢结构中的GIS设备、站用变压器、接地变压器。本实用新型采用上述结构，使变电站的关键部件封闭在钢结构中，而将涉及通风散热的设备部件布置在户外，较好地解决变电站在海上的防腐蚀和通风散热的矛盾，也有利于运输和安装。

Description

海上变电站

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种适应海上特殊环境的海上变电站。

背景技术

随着可持续发展理论的深入贯彻，绿色能源技术得到了前所未有的重视。在风力资源丰富的海面上建造风力发电厂一直是电力技术领域的研究重点。但由于海洋的特殊环境，给变电站的建造带来很多技术难题。

具体如，由于海上盐雾水汽较陆地上要大得多，盐雾水汽对于电站设备的外壳腐蚀也比陆地上严重得多。根据盐雾试验，盐雾对变压器等铁质设备腐蚀非常明显。这种腐蚀，不仅影响到设备的使用寿命，也严重影响了作业的安全性和可靠性。特别是法兰、阀门等零部件的防腐措施比较复杂，腐蚀后的及时巡检、更换都非常麻烦，这些都给电力生产和电网运行带来很大的安全隐患。

虽然，将不耐盐雾腐蚀的设备安装在封闭环境中可以较好地解决盐雾对电站中铁质设备的腐蚀问题，但封闭的运行环境与变电设备的通风散热要求又形成一对矛盾。

另外，在海面上建造变电站的工程对设备的运输、装配等技术都提出了新的要求。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种防盐雾腐蚀能力好、通风散热符合要求的变电站。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防盐雾腐蚀能力好、通风散热符合要求的海上变电站。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种海上变电站，包括海上承台，所述海上承台上固定设置变压器模块、配电设备模块、辅助设备模块及户外设备模块；所述变压器模块包括设置在封闭钢结构中的变压器本体及高压配电装置；所述配电设备模块包括设置在封闭钢结构中的GIS设备、站用变压器、接地变压器。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述高压配电装置中的高压GIS设备可以通过油气套管与所述变压器本体连接，以使变压器本体无高压外露部分，尽可能减少盐雾对关键设备的腐蚀。

在本实用新型的较佳实施方式中，所述变压器模块、所述配电设备模块、所述辅助设备模块及所述户外设备模块采用模块拼接方式固定设置在所述海上承台上。

采用模块化设计与拼接的结构，有利于对不耐腐蚀的设备部件的封闭设置，也有利于对涉及通风散热的设备部件的户外设置，以较好地解决防腐蚀和通风散热的矛盾，也有利于运输和安装。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型一具体实施例的结构示意图；

图2是图1所示具体实施例的侧视图。

具体实施方式

通常地，海上变电站的站内一般要配置高低压配电装置、升压主变压器、动态无功补偿装置、保安电源、站内自用变等设备。海上承台的周边还应留有运行维护人员从船艇上登陆的设施。

由于变电站建造在海面上，容易受到大风和海浪冲击，为了减少对海上平台的强度要求，一般尽可能降低海上变电站的高度。

本具体实施例中，风力发电场的终期规模为1500MW，需建设750台2MW等级的风力发电机组。根据风力发电场的建设规模和场址位置，在海面上建造风电场升压变电站，最终通过220kV海缆敷设至海岸就近接入电网。升压变电站分为终端变电站及中心变电站，连接各区域风力发电机组的多个220kV终端站均先接入中心站220kV母线，然后通过海缆送出入网。

图1、图2是本实用新型一具体实施例的结构示意图。其中，海上承台10上固定设置有变压器模块20、配电设备模块30、辅助设备模块40及户外设备模块50。

海上承台10需要根据变电站的规模及使用模块数量进行设计。考虑到海上风速较大，变电站造成为平顶模式，以减少风力对变电站的影响，同时也方便在变电站顶部设置直升机升降平台。

变压器模块20包括设置在封闭钢结构中的变压器本体21及高压配电装置22。变压器本体21固定在钢结构基础上，周围设档油坎。模块外部封闭钢结构和变压器本体可在变压器工程安装完毕，作为一个单元运输，高压GIS设备可分开运输到现场安装，变压器到现场注油。

当海上变电站设置一台主变压器时，高压侧采用线路变压器组接线，低压侧采用单母线接线型式。

变电低压侧采用35kV电压等级。

高压侧如采用110kV电压等级，则变压器的容量可为63MVA或90MVA。选择这两个容量，主要考虑到：63MVA和90MVA变压器是陆上变电站常用的变压器，制造技术成熟，送出的110kV电缆截面适中、技术成熟，经济性较好，考虑到海缆敷设的费用，宜选择截面较大的电缆及容量较大的变压器。

海上变电站由于进出采用电缆连接，需根据电缆长度等核算无功补偿，视计算结果确定是否配置无功补偿设备。对于海上变电站宜不配置或少配置无功补偿设备。对于220kV或110kV送出较长的电缆可在登陆的第一个变电站内设置电抗器补偿。

在其他实施例中，高压侧如采用220kV电压等级，则变压器的容量宜采用180MVA。选择这一容量，主要考虑到：180MVA变压器是陆上变电站常用的220kV变压器，制造技术成熟，送出的220kV电缆截面适中、技术成熟，经济性较好，同时对于35kV的GIS设备其额定电流最大为3150A，所以采用180MVA变压器也是与之匹配的。

在其他实施例中，当海上变电站设置2台主变压器时，高压侧采用线路变压器组接线，低压侧采用单母线分段接线型式。

变电低压侧采用35kV电压等级，采用GIS设备后可靠性较高，所以采用单母线分段，在故障时通过合分段，转移负荷。

高压侧由于采用电缆，在电缆中预留2倍的输送容量。采用桥接线，使一台变压器故障时线路能带2台变压器的容量，显然不够经济，所以一般考虑一条电缆线路足够输送一台主变的容量，采用线路变压器组接线时最佳的选择。同时采用线路变压器组接线布置也比较方便。故对设2台变压器的变电站，高压侧宜采用线路变压器组接线。

升压主变压器是海上变电站的主要设备，也是最重要的设备。本实用新型中，设置在海面上的主变压器采用水平分体式变压器，变压器本体21封闭在密封的变电站房间内，降低盐雾对设备的腐蚀。采用水平分体是经过特殊设计的方案。水平分体可使变压器油枕布置在室内，减少腐蚀影响。如散热器布置在上面，则需上设油枕；布置在下面，则散热效果较差。

散热器设置为户外设备模块50，布置在户外，以便散热。散热器片表面涂抹防腐蚀油漆，同时做到多组备用，即使调换部分组散热器亦不影响变压器的运行。

高压配电装置22中的高压GIS设备可以通过油气套管与变压器本体21连接，以使变压器本体21无高压外露部分。

220kV及110kV设备应选择六氟化硫封闭式组合电器(GIS)设备。GIS设备是把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。GIS设备结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点。海上变电站的220kV和110kV GIS设备采用户外型，但布置在户内。根据盐雾试验，盐雾对GIS等铝合金设备也有腐蚀，但通过实验，按照户外或盐雾地区严格的抗腐蚀要求处理外壳和涂油漆后，可以符合设计要求。

配电设备模块30包括设置在封闭钢结构中的GIS设备31、站用变压器32、接地变压器33。将35kV GIS设备、站用变压器、接地变和接地电阻布置在配电设备模块中，模块为封闭钢结构，内部分二层，上层布置设备，下层为电缆通道。

辅助设备模块40为封闭的钢结构型式，成标准尺寸封闭结构箱体，类似集装箱，根据功能布置不同设备，主要包括：

1)控制设备室辅助模块41：放置保护监控设备和人员值班。

2)辅助电源辅助模块42：放置交直流电源。

3)保安电源辅助模块43：放置柴油发电机，配电屏和储存油料。

4)消防设施辅助模块：放置消防设备。

5)生活设备辅助模块44：放置生活设施，休息室，卫生间，厨房等，设置在控制设备室辅助模块41、辅助电源辅助模块42、保安电源辅助模块43等的上层。

海上变电站远离大陆，变电站站用电源的安全非常重要，由于变电站站变电源取自自己的电压母线，当送出线故障跳闸后，风力发电机亦会保护性切机，可能引起站用电失电，影响变电站安全，因此需设保安电源辅助模块。保安电源辅助模块按常规选择柴油发电机，站内设置能连续运行2小时油量的油库。同时站内设置足够的直流蓄电池容量，运行到外部系统恢复或救援到达。

户外设备模块50，放置必须放在外部的设备，如变压器散热器，具有一定遮阳，挡风雨功能。

通过上述模块的拼接，完成海上风电变电站的组装。上述模块亦可根据变电站的规模进行拼接。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的权利要求保护范围内。

Claims

1、一种海上变电站，包括海上承台，所述海上承台上固定设置变压器模块、配电设备模块、辅助设备模块及户外设备模块；其特征在于：所述变压器模块包括设置在封闭钢结构中的变压器本体及高压配电装置；所述配电设备模块包括设置在封闭钢结构中的GIS设备、站用变压器、接地变压器。

2、如权利要求1所述的海上变电站，其特征在于：所述辅助设备模块包括设置在封闭钢结构中的控制设备室辅助模块、辅助电源辅助模块、保安电源辅助模块、消防电源辅助模块及生活设备辅助模块。

3、如权利要求1所述的海上变电站，其特征在于：所述高压配电装置中的高压GIS设备通过油气套管与所述变压器本体连接。

4、如权利要求1所述的海上变电站，其特征在于：所述变压器模块、所述配电设备模块、所述辅助设备模块及所述户外设备模块采用模块拼接方式固定设置在所述海上承台上。