CN205622125U - 一种集装箱式海上型风力发电变电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱式海上型风力发电变电站，该变电站集装箱分为设置有高压柜、UPS及电池的第一腔室、设置有变压器柜的第二腔室、设置有低压柜、塔基变压器柜的第三腔室，减少了集装箱体积，提高了安全性能，便于后期的维护，在第二腔室与第三腔室之间设置有水冷系统，利用空水空的散热方式，可以更加充分的散热。外壳表面设置有从内到外依次由环氧富锌底漆、环氧云铁漆、聚氨酯面漆、氟碳隔热涂料组成的防腐涂层，另外外壳底部设置有用于电缆走线的镂空层，使排线更加合理，方便维修。

Description

一种集装箱式海上型风力发电变电站

技术领域

本实用新型涉及一种变电站，特别是一种集装箱式海上型风力发电变电站。

背景技术

随着现代科技的发展，风电作为一种清洁能源日益被人们重视，由于陆地上经济并可开发的风力资源越来越少，风电场的建设逐渐从陆地向海上发展，海上风电场的能量效益比陆地风电场高20%-40%，海上风电场具有风湍流强度小，风切变小，风电场建设受噪音、景观、鸟类、电磁波等问题限制少，不占用宝贵的土地资源等优势，因此，海上风电已经成为未来风电开发的主战场。

3MW海上风电属于大型的风力发电装置，同样，与其配套的变电站体积也比较大，变电站由高压柜、变压器柜、低压柜、塔基变压器柜组成的一个集装箱，要将这些设备全部装在有限的集装箱里面，这对集装箱的设计要求较高；另外海上环境盐雾大，比较潮湿等原因，且要求此变电站的寿命在20年以上，就要求此集装箱要有较好的防腐蚀性能；而且，此变电站中变压器属于大型干式变压器，在满载运行时，其损耗发热会达到44KW，如何保证此干式变压器能够充分的散热是一个难点；同时鉴于集装箱内电缆较多，对电缆走线如何保证易维护及较美观方面有较高的要求。

以往旧的海上风力变电站集装箱的尺寸较大，旧的集装箱尺寸长为7000mm、宽为3300mm、高为3300mm，如图1、图2所示，此集装箱分为左腔室（11）和右腔室（12），变电站内的高压柜（3）、低压柜（5）、塔基变压器柜（6）、UPS（10）及配套电池（101）装设在左腔室（11）里，变压器柜（4）装设在右腔室（12）里，此集装箱体积大，占地空间大，会增加自身成本，另外，因为此集装箱是放在海上塔架平台上的，集装箱体积增大，使塔架平台安装面积增大，增加制造和安装成本；

在散热方面，左腔室（11）中的塔基变压器柜（6）和UPS（10）总发热量为4KW,需要选用一台2P的空调（1111）对其进行散热，右腔室（12）中的变压器柜（4）的总热量为44KW，需要选用两台10P的空调（1112）进行散热，实际运行时长期的运作会使变压器局部温度过高，甚至直接烧坏变压器，同时，空调（111）的使用寿命一般在十年左右，海上项目一般要求设备能够稳定运行在二十年以上，中途维护，更换空调（111）的成本过高；

在防腐方面，旧的集装箱外壳采用corten A的钢材材质，外壳（1）冲剪前先进行整板打砂处理，喷砂除锈至Sa2级，外壳（1）上设置有防腐涂层（2），防腐涂层（2）从内到外依次由80um环氧磷酸锌底漆、180um环氧云铁漆、40um聚氨酯面漆、60um氟碳涂料组成，然而外壳（1）仍然存在腐蚀的风险；

在排线布局方面，左腔室（11）的各个设备间是靠电缆连接的，这些电缆设置在集装箱底部的电缆线槽内，这些线槽直接放在集装箱底部，此设计电缆走线杂乱，整体布局不太美观。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种体积小、散热好、防腐性好、排线布局合理的集装箱式海上型风力发电变电站。

本实用新型采用的技术方案是：

一种集装箱式海上型风力发电变电站，包括一集装箱式外壳、外壳表面的防腐涂层、以及设置在外壳内的高压柜、变压器柜、低压柜、塔基变压器柜，该变压器柜分别与高压柜、低压柜电性连接，该低压柜与塔基变压器柜电性连接，还包括与塔基变压器柜电性连接的水冷系统，所述防腐涂层从内到外依次由环氧富锌底漆、环氧云铁漆、聚氨酯面漆、氟碳隔热涂料组成，所述外壳内分为第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述高压柜设置在第一腔室中，所述变压器柜设置在第二腔室中，所述低压柜和塔基变压器柜设置在第三腔室中，所述第一腔室和第二腔室底部都设置有用于电缆走线的镂空层。

所述第一腔室与第二腔室之间设置有底部有通孔连通第一腔室与第二腔室的第一隔墙，该第二腔室与第三腔室之间设置有底部有通孔连通第二腔室与第三腔室的第二隔墙。

所述水冷系统包括室内冷却器、水泵、户外散热器，该室内冷却器设置在第三腔室内的第二隔墙上，并且与变压器柜导热连接，该水泵设置在第三腔室内，户外散热器设置在外壳外部，室内冷却器、水泵、户外散热器三者通过水管连接。

所述第二腔室内的第一隔墙和第二隔墙上都设置有向上倾斜的导风挡板，该导风挡板用于引导室内冷却器的冷风进入变压器线圈。

所述第三腔室内设置有配电箱，该配电箱与塔基变压器柜电性连接。

本变电站还包括UPS以及电池，该UPS以及电池设置在第一腔室内，UPS以及电池与配电箱电性连接。

所述第一腔室内设置有空调以及外壳外部设置有空调户外机，该空调与配电箱电性连接。

所述第三腔室内设置有吸气式感烟探测器和消防系统，该消防系统分别与吸气式感烟探测器、配电箱电性连接。

所述第一腔室底部设置有高压端接地铜排，第三腔室底部设置有低压端接地铜排。

所述镂空层中设置有支撑构架，该支撑构架上部设置有活动隔板。

本实用新型的有益效果：

本实用新型集装箱式海上型风力发电变电站，集装箱外壳尺寸长为6058mm、宽为3300mm、高为3300mm，分为设置有高压柜、UPS及电池的第一腔室、设置有变压器柜的第二腔室和设置有低压柜、塔基变压器柜的第三腔室三个独立腔室，本设计提高了安全性能，便于后期的维护，并可以有效减小集装箱的尺寸，从而减小在塔架平台的安装空间，进一步减少塔架的大小，降低其成本。

在设置有变压器的第二腔室与设置有低压柜、塔基变压器柜的第三腔室之间设置有水冷系统，利用空水空的散热方式，可以更加充分的散热，减少因为空调老化而需要定期维修的次数，可以保证变压器长时间安全稳定运行。

防腐涂层从内到外依次由环氧富锌底漆、环氧云铁漆、聚氨酯面漆、氟碳隔热涂料组成，选用环氧富锌底漆，加厚环氧云铁漆，防锈能力更强，并且表面改用氟碳隔热涂料，此涂料形成的高反射膜能够反射80%以上太阳红外线，阻挡了热辐射穿过涂层，抑制了热传导。

集装箱外壳底部设置了用于电缆走线的镂空层，使排线更加合理，方便维修。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

图1是传统变电站的俯视图。

图2是传统变电站的剖视图。

图3是本实用新型变电站的俯视图。

图4是本实用新型变电站的剖视图。

具体实施方式

如图3、图4所示，本实用新型集装箱式海上型风力发电变电站，包括一集装箱外壳1、外壳1表面的防腐涂层2、以及设置在外壳1内的高压柜3、变压器柜4、低压柜5、塔基变压器柜6，该变压器柜4分别与高压柜3、低压柜5电性连接，该低压柜5与塔基变压器柜6电性连接，塔基变压器柜6与变电站的配电箱9电性连接。本设计的改进点在于：

在外形方面，如图3、图4所示，外壳1尺寸长为6058mm、宽为3300mm、高为3300mm，外壳1内分为第一腔室11、第二腔室12和第三腔室13，所述高压柜3设置在第一腔室11中，所述变压器柜4设置在第二腔室12中，所述低压柜5和塔基变压器柜6设置在第三腔室13中，配电箱9设置在第三腔室13内，第一腔室11内还设置有UPS10以及电池101，UPS10以及电池101与配电箱9电性连接，当变电站断电时，UPS10以及电池101不间断为变电站供电，保证变电站正常运行，第一腔室11与第二腔室12之间设置有底部有通孔连通第一腔室11与第二腔室12的第一隔墙14，该第二腔室12与第三腔室13之间设置有底部有通孔连通第二腔室12与第三腔室13的第二隔墙15，集装箱外壳1分为三个腔室，高压柜3、变压器4、低压柜5分别设置在不同的腔室中，提高了安全性能，便于后期的维护，并可以有效减小集装箱的尺寸，从而减小在塔架平台的安装空间，进一步减少塔架的大小，降低其安装成本。

在散热方面，本设计采用了与塔基变压器柜6电性连接的水冷系统7，水冷系统7包括室内冷却器71、水泵72、户外散热器73，该室内冷却器71设置在第三腔室13内的第二隔墙15上，并且与变压器柜4导热连接，该水泵72设置在第三腔室13内，户外散热器73设置在外壳1外部，室内冷却器71、水泵72、户外散热器73三者通过水管连接，该变压器产生热量，变压器柜4通过与室内冷却器71导热连接将热量传到室内冷却器71的水中，并且经过水冷系统7的水泵72促进水循环将热量输送到户外散热器73，另外，如图4所示，第二腔室12内的第一隔墙14和第二隔墙15上都设置有向上倾斜的导风挡板16，该导风挡板16用于引导室内冷却器71的冷风进入变压器线圈，有效地降低变压器温度，同时，第一腔室11内设置有空调111以及外壳1外部设置有空调户外机112，该空调111与配电箱9电性连接，此空调111主要对高压柜3、UPS10及配套电池101进行降温，水冷系统7利用空水空的散热方式，可以更加充分的散热，减少因为空调老化而需要定期维修的次数，可以保证变压器长时间安全稳定运行。

在防腐方面，本设计的外壳1材质为corten A材料，冲剪前先进行整板打砂处理，喷砂除锈至Sa2.5级，清理板材表面并增加其粗糙度，表面粗糙度达Rz60～100um，使其涂层附着力更强，延长涂层寿命，而后在外壳1上涂漆，防腐涂层2从内到外依次由环氧富锌底漆、环氧云铁漆、聚氨酯面漆、氟碳隔热涂料组成，选用环氧富锌底漆，加厚环氧云铁漆，防锈能力更强，并且表面改用氟碳隔热涂料，此涂料形成的高反射膜能够反射80%以上太阳红外线，阻挡了热辐射穿过涂层，抑制了热传导，将变电站室内与室外温差相隔15至20摄氏度。

在排线布局方面，第一腔室11和第二腔室12底部都设置有用于电缆走线的镂空层8，镂空层8中设置有支撑构架81，镂空层8等高度为350mm，设备的电缆安置在镂空层8中，支撑构架81上部设置有活动隔板82，活动隔板82为5mm的花纹钢板，当进行维修或者铺设电缆时，用户可打开活动隔板82工作，镂空层8使排线更加合理，方便维修。

另外，第一腔室11底部设置有高压端接地铜排113，第三腔室13底部设置有低压端接地铜排133，第三腔室13内设置有吸气式感烟探测器131和消防系统132，该消防系统132内的单片机分别与吸气式感烟探测器131、配电箱9电性连接，吸气式感烟探测器131及时对变压站进行检测，当站内出现事故，消防系统132进行相应工作，并进行报警。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集装箱式海上型风力发电变电站，包括一集装箱式外壳（1）、外壳（1）表面的防腐涂层（2）、以及设置在外壳（1）内的高压柜（3）、变压器柜（4）、低压柜（5）、塔基变压器柜（6），该变压器柜（4）分别与高压柜（3）、低压柜（5）电性连接，该低压柜（5）与塔基变压器柜（6）电性连接，其特征在于：还包括与塔基变压器柜（6）电性连接的水冷系统（7），所述防腐涂层（2）从内到外依次由环氧富锌底漆、环氧云铁漆、聚氨酯面漆、氟碳隔热涂料组成，所述外壳（1）内分为第一腔室（11）、第二腔室（12）和第三腔室（13），所述高压柜（3）设置在第一腔室（11）中，所述变压器柜（4）设置在第二腔室（12）中，所述低压柜（5）和塔基变压器柜（6）设置在第三腔室（13）中，所述第一腔室（11）和第二腔室（12）底部都设置有用于电缆走线的镂空层（8）。

2.根据权利要求1所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：所述第一腔室（11）与第二腔室（12）之间设置有底部有通孔连通第一腔室（11）与第二腔室（12）的第一隔墙（14），该第二腔室（12）与第三腔室（13）之间设置有底部有通孔连通第二腔室（12）与第三腔室（13）的第二隔墙（15）。

3.根据权利要求2所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：所述水冷系统（7）包括室内冷却器（71）、水泵（72）、户外散热器（73），该室内冷却器（71）设置在第三腔室（13）内的第二隔墙（15）上，并且与变压器柜（4）导热连接，该水泵（72）设置在第三腔室（13）内，户外散热器（73）设置在外壳（1）外部，室内冷却器（71）、水泵（72）、户外散热器（73）三者通过水管连接。

4.根据权利要求3所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：所述第二腔室（12）内的第一隔墙（14）和第二隔墙（15）上都设置有向上倾斜的导风挡板（16），该导风挡板（16）用于引导室内冷却器（71）的冷风进入变压器线圈。

5.根据权利要求1所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：所述第三腔室（13）内设置有配电箱（9），该配电箱（9）与塔基变压器柜（6）电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：还包括UPS（10）以及电池（101），该UPS（10）以及电池（101）设置在第一腔室（11）内，UPS（10）以及电池（101）与配电箱（9）电性连接。

7.根据权利要求5所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：所述第一腔室（11）内设置有空调（111）以及外壳（1）外部设置有空调户外机（112），该空调（111）与配电箱（9）电性连接。

8.根据权利要求5所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：所述第三腔室（13）内设置有吸气式感烟探测器（131）和消防系统（132），该消防系统（132）分别与吸气式感烟探测器（131）、配电箱（9）电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：所述第一腔室（11）底部设置有高压端接地铜排（113），第三腔室（13）底部设置有低压端接地铜排（133）。

10.根据权利要求1所述的一种集装箱式海上型风力发电变电站，其特征在于：所述镂空层（8）中设置有支撑构架（81），该支撑构架（81）上部设置有活动隔板（82）。