CN209375439U - 一种风电变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风电变流器，包括柜体、机侧组件、功率单元和网侧组件，所述柜体至少包括上下排布的第一安装空间和第二安装空间，所述机侧组件安装在所述第一安装空间内，所述功率单元和网侧组件安装在所述第二安装空间内。通过对变流器各个模块进行合理的布局，功率流从机侧组件向下到达功率单元再水平输出，功率流顺畅，输入端与输出端的连接端口相邻，可直接连接，内部连接无来回往复、大范围的折弯、长距离的汇流连接，电气点间转向或折弯搭接少，减小了电气连接的距离和电气连接的搭接点，降低了整机成本，减小了回路中的损耗，提高整机性价比。

Description

一种风电变流器

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电变流器。

背景技术

变流器的主回路部分主要分为三个部分：机侧接口到功率单元部分，可称为机侧组件；功率模块及其附属结构件，可称为功率单元组件；功率单元到网侧接口，可称为网侧组件。机侧组件、功率单元组件、网侧组件之间需要使用电气连接，而不同组件所处的布局就决定了电气连接距离的长短。

如图1所示，电缆从机侧下进线，经过机侧开关、机侧电感上行到功率单元，通过共用母排，将机侧功率单元和网侧功率单元连接成整体，再从网侧功率单元下行到网侧电感。汇流之后横穿整个电感柜连接网侧开关，再到电网。网侧电感到网侧开关的过程中，由于网侧电感和网侧开关都是立体的，再加上维护的需要，连接铜排只能从网侧电感的前端绕到网侧开关的后端，在转弯和连接的过程需要较多的折弯、转向、搭接，铜排的用量较大，再加上之前的汇流和往复的连接，整机铜排用量更大。功率流从下往上，再由上往下，然后由右到左，来回折返，功率流绕道较多。

如图2所示(其中，a为网侧连接主视图，b为机侧连接主视图，c为网侧功率单元与机侧功率单元连接示意图)，在背靠背机型中，电缆从机侧上进线，下行经过机侧开关，再通过水平折弯连接到机侧电感。机侧电感铜排上行连接到机侧功率单元，经过共用母排的连接达到网侧功率单元。网侧功率单元再往下，连接到网侧电感，接着水平折弯到网侧开关(断路器)，网侧开关下出线与电网连接。背靠背机型主回路的连接来回往复多次，铜排搭接和折弯连接较多。与图1的连接类似，因而背靠背布局模式的整机铜排用量和连接点较多。

如图3所示，为国外某大型企业最新型的变流器，各个部件之间的电气连接及其功率流主要如下所示。首先，电缆从机侧上进线，电缆经过顶部进线孔位，到达机侧接线连接铜排，接着直接直连到机侧功率单元101的机侧进线端口，机侧功率单元101的直流输出端口连接到机侧共用直流母排，与机侧功率单元101连接的共用直流母排与正后方的网侧功率单元102的共用直流母排通过贯穿机柜深度方向的铜排连接，网侧共用直流母排直连到网侧功率单元102，而网侧功率单元102的交流输出端连接到汇流排，汇流排在汇流完所有交流输出后延伸到达网侧电感103的一个连接端口，而网侧电感103的另一个端口与网侧开关104的端口点连接，网侧开关104的另一个端口与网侧接线端口连接。整个连接和功率流相对顺畅，由于使用单独的机侧或者网侧三相功率单元，则中间的共用母排的用量比较的多、搭接点多；而网侧电感103与功率单元基本在一个水平面，则网侧需要通过横穿整个网侧功率柜的汇流排与网侧电感103相连，耗费的汇流排较多，产生较多的搭接点。随着整机功率的增加，汇流排的用量和搭接点的数量会越来越多。而且整机的主回路连接与功率流，先从上到下，贯穿深度方向的机柜，再从下到上，直接水平汇流横穿整个功率柜。虽然功率模块的高度较高节省了上下的连接长度，但来回往复和连接依然会消耗较多的汇流排和增加连接点，造成成本增加，损耗过大。

综上可知，现有变流器机型的主回路存在较多的来回往复、折弯以及汇流连接，连接铜排的用量和搭接点较多，变流器内部功率流不顺畅，成本较高，线路损耗较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功率流顺畅、回路中的损耗小、整机成本低的风电变流器。

本实用新型提供的技术方案为：一种风电变流器，包括柜体、机侧组件、功率单元和网侧组件，所述柜体至少包括上下排布的第一安装空间和第二安装空间，所述机侧组件安装在所述第一安装空间内，所述功率单元和网侧组件安装在所述第二安装空间内。

其中，所述功率单元包括至少一个单相功率模组，所述单相功率模组包括集成在一起的机侧功率模块和网侧功率模块。

其中，所述单相功率模组包括母线电容组和功率模组母排，所述母线电容组安装在所述功率模组母排上，所述机侧功率模块和所述网侧功率模块设置在所述母线电容组的两侧。

其中，所述功率单元包括多个单相功率模组，各单相功率模组之间通过共用母排连接。

其中，所述机侧组件包括机侧端口、机侧开关、机侧电感和电气连接件，所述网侧组件包括网侧端口、网侧开关、网侧电感和电气连接件。

其中，所述机侧功率模块临近机侧组件而设置，所述机侧功率模块与所述机侧电感通过第一导体连接；所述网侧功率模块与所述网侧电感通过第二导体连接，所述机侧开关与所述机侧电感通过第三导体连接；所述网侧电感的输出端口与网侧开关的输入端口临近设置，通过第四导体连接。

其中，所述机侧组件是电路连接件，或者是电路连接件与机侧开关的组合，或者是电路连接件与机侧电感的组合；所述网侧组件是电路连接件，或者是电路连接件与网侧开关的组合，或者是电路连接件与网侧电感的组合。

本实用新型的有益效果为：所述风电变流器的柜体至少包括上下排布的第一安装空间和第二安装空间，所述机侧组件安装在所述第一安装空间内，所述功率单元和网侧组件安装在所述第二安装空间内，通过对变流器各个模块进行合理的布局，功率流从机侧组件向下到达功率单元再水平输出，功率流顺畅，输入端与输出端的连接端口相邻，可直接连接，内部连接无来回往复、大范围的折弯、长距离的汇流连接，电气点间转向或折弯搭接少，减小了电气连接的距离和电气连接的搭接点，降低了整机成本，减小了回路中的损耗，提高整机性价比。

附图说明

图1-3为现有技术中风电变流器的结构示意图；

图4为本实用新型所述风电变流器实施例的结构示意图；

图5为本实用新型所述风电变流器实施例中功率单元的结构示意图；

图6-7为本实用新型所述风电变流器实施例的功率流示意图。

其中，101、机侧功率单元；102、网侧功率单元；103、网侧电感；104、网侧开关；1、柜体；11、第一安装空间；12、第二安装空间；13、第三安装空间；2、机侧组件；21、机侧端口；22、机侧开关；23、机侧电感；24、电气连接件；3、功率单元；31、机侧功率模块；32、网侧功率模块；33、母线电容组；4、网侧组件；41、网侧端口；42、网侧开关；43、网侧电感；44、电气连接件；5、第一导体；6、第二导体；7、第三导体；8、第四导体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

作为本实用新型所述风电变流器的实施例，如图4至图7所示，包括柜体1、机侧组件2、功率单元3和网侧组件4，所述柜体1至少包括上下排布的第一安装空间11和第二安装空间12，所述机侧组件2安装在所述第一安装空间11内，所述功率单元3和网侧组件4安装在所述第二安装空间12内。所述第二安装空间12位于所述第一安装空间11的下部。

在本实施例中，所述功率单元3包括至少一个单相功率模组，所述单相功率模组包括集成在一起的机侧功率模块31和网侧功率模块32。

在本实施例中优选的单相功率模组还包括母线电容组33和功率模组母排(未示出)，所述母线电容组33安装在所述功率模组母排上，所述机侧功率模块31和所述网侧功率模块32设置在所述母线电容组33的两侧，在其它实施例中，所述单相功率模组也可以由其他结构组件组成。

如图5所示，所述母线电容组33安装在所述功率模组母排上，所述机侧功率模块31和所述网侧功率模块32设置在所述母线电容组33的两侧。需要说明的是，母线电容组33、机侧功率模块31、网侧功率模块32可前后对称设置、上下对称设置或者左右对称设置，具体地在此不作限制。

在本实施例中，所述机侧组件2包括机侧端口21、机侧开关22、机侧电感23和电气连接件24，所述网侧组件4包括网侧端口41、网侧开关42、网侧电感43和电气连接件44。所述机侧端口21和所述机侧开关22设置在所述机侧电感23的一侧，所述功率单元3设置所述机侧电感23的下方，所述网侧电感43安装在所述功率单元3的一侧，所述网侧开关42和所述网侧端口41安装在所述网侧电感43的一侧。更具体的，所述机侧端口21和所述机侧开关22设置在所述机侧电感23的右侧，所述机侧端口21设置在所述机侧开关22的上方。所述网侧开关42和所述网侧端口41均设置在所述网侧电感43的右侧，所述网侧端口41设置在所述网侧开关42的下方。

在本实施例中，所述机侧功率模块31临近机侧组件2而设置，所述机侧功率模块31与所述机侧电感23通过第一导体5连接；所述网侧功率模块32与所述网侧电感43通过第二导体6连接，所述机侧开关22与所述机侧电感23通过第三导体7连接；所述网侧电感43的输出端口与网侧开关42的输入端口临近设置，通过第四导体8连接。

本实施例所述风机变流器的功率流说明如下：如图6和图7所示(图中箭头)，功率流从机侧端口21输入，竖直往下，连接机侧开关22的一个端口，经过机侧开关22后，机侧开关22的另一个端口与机侧电感23的一个端口连接，之后机侧电感23的另一个端口与功率单元3中机侧功率模块31的交流端口连接，完成机侧组件2与功率单元3的连接。功率单元3的网侧功率模块32的交流端口与网侧电感43的一个端口连接，网侧电感43的另一个端口与网侧开关42的一个端口连接，而后网侧开关42的另一个端口即可与电网连接。

通过对变流器各个模块进行合理的布局，功率流从机侧组件向下到达功率单元再水平输出，器件之间的连接距离短，功率流顺畅，输入端与输出端的连接端口相邻，可直接连接，内部连接无来回往复、大范围的折弯、长距离的汇流连接，电气点间转向或折弯搭接少，减小了电气连接的距离和电气连接的搭接点，降低了整机成本，减小了回路中的损耗，提高整机性价比。

在本实用新型中，所述功率单元也可以包括多个单相功率模组，各单相功率模组之间通过共用母排连接。

在本实用新型中，所述机侧组件还可以是电路连接件，或者是电路连接件与机侧开关的组合，或者是电路连接件与机侧电感的组合；所述网侧组件是电路连接件，或者是电路连接件与网侧开关的组合，或者是电路连接件与网侧电感的组合。但机侧组件和网侧组件不仅限于这几部分，亦可根据需求减少或增加器件。

在本实用新型中，需要说明的是，风电变流器柜体1内并不限于A、B两个安装空间，可根据实际需求设置多个安装空间，例如图4中第一安装空间11上部设置另一个第三安装空间13，该第三安装空间13用于固定安装其他器件。还需要说明的是，在其他实施例中，所述机侧开关22和所述机侧电感23可以设置在柜体1外，同样可以实现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种风电变流器，包括柜体、机侧组件、功率单元和网侧组件，其特征在于，所述柜体至少包括上下排布的第一安装空间和第二安装空间，所述机侧组件安装在所述第一安装空间内，所述功率单元和网侧组件安装在所述第二安装空间内。

2.根据权利要求1所述的风电变流器，其特征在于，所述功率单元包括至少一个单相功率模组，所述单相功率模组包括集成在一起的机侧功率模块和网侧功率模块。

3.根据权利要求2所述的风电变流器，其特征在于，所述单相功率模组还包括母线电容组和功率模组母排，所述母线电容组安装在所述功率模组母排上，所述机侧功率模块和所述网侧功率模块设置在所述母线电容组的两侧。

4.根据权利要求2所述的风电变流器，其特征在于，所述功率单元包括多个单相功率模组，各单相功率模组之间通过共用母排连接。

5.根据权利要求2所述的风电变流器，其特征在于，所述机侧组件包括机侧端口、机侧开关、机侧电感和电气连接件，所述网侧组件包括网侧端口、网侧开关、网侧电感和电气连接件。

6.根据权利要求5所述的风电变流器，其特征在于，所述机侧功率模块临近机侧组件而设置，所述机侧功率模块与所述机侧电感通过第一导体连接；所述网侧功率模块与所述网侧电感通过第二导体连接，所述机侧开关与所述机侧电感通过第三导体连接；所述网侧电感的输出端口与网侧开关的输入端口临近设置，通过第四导体连接。

7.根据权利要求1所述的风电变流器，其特征在于，所述机侧组件是电路连接件，或者是电路连接件与机侧开关的组合，或者是电路连接件与机侧电感的组合；所述网侧组件是电路连接件，或者是电路连接件与网侧开关的组合，或者是电路连接件与网侧电感的组合。