CN204993038U - 一种变流器及风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电能输送技术领域，特别是涉及一种变流器及风力发电系统。变流器包括导电连接体和至少两个变流器子系统，所述变流器子系统包括机侧模组、网侧模组和汇流母排，各所述机侧模组并联且用于与发电机相连，各所述网侧模组并联且用于与电网相连，相邻的所述子系统的汇流母排的直流侧之间通过所述导电连接体相连，且能够拆卸。通过变流器子系统数量的增减设置，便能够实现传输的扩容或降额，同时，在因故需要维修或维护某个变流器子系统的状态下，通过导电连接体的拆卸便能够实现隔离个别变流器子系统，且保证变流器整体的正常运行，因此，本变流器提高了适用性和稳定性。同时，本实用新型还提供一种包括有上述变流器的风力发电系统。

Description

一种变流器及风力发电系统

技术领域

本实用新型涉及电能输送技术领域，特别是涉及一种变流器及风力发电系统。

背景技术

随着我国电能利用的普及，各种设备被广泛使用，其中，在电能输送过程中需要使用变流器。

近年来，对于变流器在使用过程中的可靠性和适用性等方面的要求越来越高，因此，提高变流器的可靠性和适用性成为设计目标。

现有技术中，以风力发电系统为例，变流器作为风力发电的核心电气部件，是连接风力发电机与电网的重要桥梁。而目前的变流器在工作过程中普遍存在较大且不均匀的纹波电流应力，且变流器各部位的纹波电流应力不同，特别在纹波电流应力最大的位置点易发生损坏，这使得变流器的工作可靠性低；与此同时，当发电机的输出功率发生变化时，例如风力发电机因风能的增加或扩容，能够提供更多电能的状态下，变流器在其自身最大额定功率的工况下，无法满足再增加功率输送的需求，这使得变流器的适用性低。

以上现有技术中，变流器的工作稳定性和适用性低等方面的缺陷成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种变流器及风力发电系统。通过本实用新型的应用将明显提高工作稳定性和适用性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种变流器，包括导电连接体和至少两个变流器子系统，所述变流器子系统包括机侧模组、网侧模组和汇流母排，各所述机侧模组并联且用于与发电机相连，各所述网侧模组并联且用于与电网相连，相邻的所述变流器子系统的汇流母排的直流侧之间通过所述导电连接体相连，且能够拆卸。

可选地，还包括过载熔断保护体，所述导电连接体与所述直流侧之间通过所述过载熔断保护体相连。

可选地，还包括能够通过信号控制通断的开关，所述开关设于所述导电连接体与所述直流侧之间。

可选地，所述导电连接体具体为铜排。

可选地，各所述变流器子系统中，所述机侧模组安置靠近于所述发电机，所述网侧模组安置靠近于所述电网，所述机侧模组与所述网侧模组对称设置且通过所述汇流母排连接，各所述汇流母排的连接长度一致。

可选地，各所述变流器子系统中，所述机侧模组和所述网侧模组分别包括功率模块母排，各所述功率模块母排皆设有至少两对用于与所述汇流母排相接的正负极引脚端；

所述汇流母排上设有与所述功率模块母排的至少两对所述正负极引脚端对应的至少两对汇流母排接线端。

可选地，所述功率模块母排上的至少两对所述正负极引脚端交错设置，所述汇流母排上同一位置的至少两对所述汇流母排接线端交错设置。

可选地，所述汇流母排接线端与所述正负极引脚端之间设有多个条形的连接孔，相邻的所述连接孔垂直设置。

本实用新型还提供一种风力发电系统，包括发电机和用于送电的电网，还包括上述任一项所述的变流器，所述变流器的至少两个机侧模组并联且与所述发电机相连，所述变流器的至少两个网侧模组并联且与所述电网相连。

在一个关于变流器的实施方式中，变流器中设置有导电连接体和至少两个变流器子系统，各变流器子系统均包括机侧模组、网侧模组和汇流母排，多个机侧模组相互并联，并联后与发电机相连，多个网侧模组也相互并联，并联后与电网相连，至少两个变流器子系统并列设置，即在发电机和电网之间通电方向的垂直方向上并列设置，将相邻的变流器子系统的汇流母排的直流侧之间通过导电连接体相连，且设置为能够拆卸的结构。由此，当需要增加变流器的输送功率时，设置变流器的子系统的数量增加即可；而当输送功率降低或某个变流器子系统因故需要从变流器中拆分的状态下，将此需要拆分出来的变流器子系统与两侧的其他变流器子系统进行拆卸导电连接体的连接状态，便使此变流器子系统与发电机和电网脱离连接，需要说明的是，将两边侧的正常使用的变流器子系统通过导电连接体形成连接结构，则隔离了拆分的变流器子系统，且实现降功率工况。这在某一变流器子系统损害时能够通过拆分实现变流器继续工作，因输送功率降低能够实现变流器的降功率工作。

现有技术中的变流器为整体结构，无法因需提高传送功率或降功率以适应发电机低功率传输的需求，相对比现有技术，本变流器明显提高了工作稳定性和适用性。

在一个关于风力发电系统的实施方式中，包括发电机、用于送电的电网和上述实施方式所述的变流器，变流器的至少两个机侧模组并联且与发电机相连，变流器的至少两个网侧模组并联且与电网相连。本风力发电系统明显提高了工作稳定性和适用性，具体论述请参见上述关于变流器的实施方式，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型俯视图；

图3为本实用新型中变流器子系统局部分解图；

图1至图3中：变流器子系统—1、机侧模组—11、网侧模组—12、汇流母排—13、、功率模块母排—14、、导电连接体—2、过载熔断保护体—3。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种变流器及风力发电系统。通过本实用新型的应用将明显提高工作稳定性和适用性。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1至图3，图1为本实用新型整体结构示意图；图2为本实用新型俯视图；图3为本实用新型中变流器子系统局部分解图。

根据图中所示，变流器包括导电连接体2和至少两个变流器子系统1，变流器子系统1包括机侧模组11、网侧模组12和汇流母排13，各机侧模组11并联且用于与发电机相连，各网侧模组12并联且用于与电网相连，相邻的变流器子系统1的汇流母排13的直流侧之间通过导电连接体2相连，且能够拆卸。通过以上结构设置，变流器中相互连接的变流器子系统1的数量设置能够按需设置，当因传输功率发生变化时，通过增加或减少变流器子系统1的数量设置，便能够以相适合的传输功率进行工作，实现扩容或降额运行，这提高了变流器的适用性；当变流器中的某个变流器子系统1因故无法正常工作需要维修时，或在需要对变流器检修、维护或保养时，便能够通过隔离某个变流器子系统1而实现变流器整体维持正常工作状态下的维护、维修或保养，这使得变流器工作的稳定性得到了保障，减少了因故障的停机时间。

在上述实施例的基础上，进一步地，在变流器中还设置有过载熔断保护体3，导电连接体2与汇流母排13的直流侧之间通过过载熔断保护体3相连，由此，当某一变流器子系统1因故出现过载、过热等现象时，通过过载熔断保护体3的设置，其通过熔断而使异常的变流器子系统1与正常状态的变流器子系统1相隔离，从而避免了整体变流器的损坏，这进一步提高了稳定性。

进一步地，对于导电连接体2，通常应用铜排作为导电载体。当然，还可以应用其他结构类型的导电连接体2。

进一步地，在上述实施例的基础上，在导电连接体2和电流侧之间设置开关，开关通过信号控制通断，从而能够实现远程控制，提高了适用性和便捷性。

在以上实施例的基础上，对于变流器的各个变流器子系统1，设置机侧模组11靠近发电机的位置，设置网侧模组12靠近电网的位置，所谓靠近，是指连接关系的位置状态，由发电机输出电能输送至机侧模组11，再经网侧模组12将电能输送至电网，以此传送电能的顺序进行位置状态的排列。在这一线性排列顺序中，将机侧模组11与网侧模组12对称设置且通过汇流母排13连接，在各变流器子系统1中的机侧模组11与网侧模组12皆对称设置的结构下，各汇流母排13连接对应的机侧模组11与网侧模组12的长度则能够保持一致。这使得各汇流母排13的输送换流路径保持一致，使波纹电流应力均衡一致，这便提高了各元器件整体的稳定性和可靠性。

另外，在有效降低换流过程中产生的纹波电流应力的状态下，减少了需要应用的相关配件，例如支持电容数量，而降低了成本。

另一个实施例中，在各变流器子系统1中，机侧模组11和网侧模组12分别包括功率模块母排14，各功率模块母排14皆设有至少两对用于与汇流母排13相接的正负极引脚端，汇流母排13上设有与功率模块母排14的至少两对正负极引脚端对应的至少两对汇流母排接线端。汇流母排13分别与机侧模组11和网侧模组12相连是通过汇流母排13上的汇流母排接线端分别与机侧模组11和网侧模组12上各自设置的功率模块母排14的正负极引脚端连接而实现的。所谓一对正负极引脚端，其包括正极和负极的两个具体引脚端，至少两对正负极引脚端，则具体为至少四个引脚端，其中的两个为正极，另两个为负极，如此的设置，能够进一步提高传输过程的稳定性。

上述实施例的基础上，进一步地，设置功率模块母排14上的至少两对正负极引脚端为交错结构，在汇流母排13上对应的同一位置的所设置的至少两对汇流母排接线端也为交错结构。由此，增加了正负极电流的重叠面积，降低了连接处的杂散电感，进一步提高了工作稳定性。

进一步地，对于汇流母排接线端与正负极引脚端的连接，可以设置多个条形的连接孔，且相邻的连接孔垂直设置。如此的连接设置，在平面内，连接孔为多个条形，这能够使插接相连的效果增加，而相邻的连接孔的设置方向相互垂直，这便能够弥补在平面中的相互垂直方向上的安装误差，减小安装时的机械应力，进而提高工作的稳定性。

需要说明的是，本变流器两侧分别用于与发电机和电网相连，即将发电机发出的电能传输至电网上以便电网输送，而发电机获取的电能可由多种能源获得，例如燃料能源、水利能源和风力能源等。

在一个关于风力发电系统的实施例中，风力发电系统包括发电机、用于送电的电网和上述各实施例中提出的变流器，变流器的至少两个机侧模组并联且与发电机相连，变流器的至少两个网侧模组并联且与电网相连。本风力发电系统的应用明显提高了工作稳定性和适用性，具体论述请参见上述各个关于变流器的实施例，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种变流器，其特征在于，包括导电连接体(2)和至少两个变流器子系统(1)，所述变流器子系统(1)包括机侧模组(11)、网侧模组(12)和汇流母排(13)，各所述机侧模组(11)并联且用于与发电机相连，各所述网侧模组(12)并联且用于与电网相连，相邻的所述变流器子系统(1)的汇流母排(13)的直流侧之间通过所述导电连接体(2)相连，且能够拆卸。

2.如权利要求1所述的变流器，其特征在于，还包括过载熔断保护体(3)，所述导电连接体(2)与所述直流侧之间通过所述过载熔断保护体(3)相连。

3.如权利要求2所述的变流器，其特征在于，还包括能够通过信号控制通断的开关，所述开关设于所述导电连接体(2)与所述直流侧之间。

4.如权利要求3所述的变流器，其特征在于，所述导电连接体(2)具体为铜排。

5.如权利要求1至4任一项所述的变流器，其特征在于，各所述变流器子系统(1)中，所述机侧模组(11)安置靠近于所述发电机，所述网侧模组(12)安置靠近于所述电网，所述机侧模组(11)与所述网侧模组(12)对称设置且通过所述汇流母排(13)连接，各所述汇流母排(13)的连接长度一致。

6.如权利要求5所述的变流器，其特征在于，各所述变流器子系统(1)中，所述机侧模组(11)和所述网侧模组(12)分别包括功率模块母排(14)，各所述功率模块母排(14)皆设有至少两对用于与所述汇流母排(13)相接的正负极引脚端；

所述汇流母排(13)上设有与所述功率模块母排(14)的至少两对所述正负极引脚端对应的至少两对汇流母排接线端。

7.如权利要求6所述的变流器，其特征在于，所述功率模块母排(14)上的至少两对所述正负极引脚端交错设置，所述汇流母排(13)上同一位置的至少两对所述汇流母排接线端交错设置。

8.如权利要求7所述的变流器，其特征在于，所述汇流母排接线端与所述正负极引脚端之间设有多个条形的连接孔，相邻的所述连接孔垂直设置。

9.一种风力发电系统，包括发电机和用于送电的电网，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一项所述的变流器，所述变流器的至少两个机侧模组并联且与所述发电机相连，所述变流器的至少两个网侧模组并联且与所述电网相连。