CN211183770U - 一种水冷式模块化双馈风力发电变流器 - Google Patents

Abstract

一种水冷式模块化双馈风力发电变流器，由进线柜、控制柜、主控柜、电抗器柜、功率柜、框架底座、框架吊顶和水管系统组件组成，各机柜安装在框架底座上，框架吊顶安装在各机柜柜顶上，各机柜之间通过并柜件连接。本实用新型结构新颖紧凑，部件搭接布局更加合理，采用水冷的方式增加了变流器性能的可靠性，采用模块化设计的结构形式更有利于维护安装。

Description

一种水冷式模块化双馈风力发电变流器

技术领域

本实用新型涉及风力发电变流器技术领域，具体涉及一种水冷式模块化双馈风力发电变流器。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到国家的重视，近些年来国家政策也大力扶持风电产业。而风电变流器作为风力发电机组不可缺少的能量变换单元，也得到了快速发展。由于风场多位于高山上或者戈壁的环境比较恶劣的地区，对电气设备的要求比较高。以往的变流器，多是按普通配电柜标准要求设计的，难于承受住恶劣气候的考验，经常会发生故障多、寿命短等问题。而且随着风场发电功率的一再提升，风电变流器也趋向于大功率发展。功率越大，内部器件越多，发热量越大，必将造成变流器体积增大，内部结构设计和热设计更加复杂，即增加车间的装配和现场的维护的难度，又占用风机塔桶内更多空间，还增加了投入成本。另外以往风电行业变流器设计主要考虑电气功能的合理性，没有从散热，装配工艺等方面进行设计考虑，没有合理布局，没有进线功能模块化设计，譬如将所有功率模块集中安装在一块大的散热器上，造成散热不均衡，散热器太大不易搬运装配等问题，又例如将所有电容器装配到一个电容组上，相当笨重，同样带来散热和装配维护的问题。为此本专利申请单位通过长期对变流器技术不断的研究分析，对变流器进行功能模块化设计，将具有独立功能的器件回路设计成独立的组件或单元模式，并做了合理的内部布局，结构试验论证，从而开发了一种结构新颖，实用可靠，拆装方便而且运行稳定的水冷式模块化双馈风力发电变流器。

为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种水冷式模块化双馈风力发电变流器，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

一种水冷式模块化双馈风力发电变流器，包括：进线柜、控制柜、主控柜、电抗器柜、功率柜、框架底座、框架吊顶和水管系统组件，所述进线柜、控制柜、主控柜、电抗器柜和功率柜安装在框架底座上，所述框架吊顶安装在进线柜、控制柜、主控柜、电抗器柜和功率柜的顶端，所述进线柜右侧与控制柜左侧连接并柜，所述控制柜右侧与主控柜左侧连接并柜，所述主控柜背面与电抗器柜背面连接并柜，所述功率柜背面与进线柜及控制柜连接并柜；

其中，所述功率柜包括：功率柜柜体、模块化功率单元组件、Chopper 单元组件、LC电容组件、不间断电源、保险器，所述功率柜柜体由功率柜柜体框架、功率柜前封板、功率柜底板、功率柜顶板、功率柜左侧板、冲孔轨和水管固定板组成，所述冲孔轨有8根，所述冲孔轨分别两根同一水平的搭接在功率柜柜体框架前后面上，所述水管固定板设在功率柜底板右边，所述水管固定板上开有水管通孔，所述不间断电源和LC电容组件并列设在冲孔轨上，所述LC电容组件由若干LC电容装配在电容安装板组成，所述Chopper单元组件设在冲孔轨上，所述模块化功率单元组件并列设在功率柜柜体的上部，所述模块化功率单元组件有六组，所述模块化功率单元组件通过铜排并联，所述模块化功率单元组件分为三相网测功率单元和三相转子侧功率单元，所述三相网测功率单元分别与电抗器柜网测电抗器三相之间铜排连接，所述保险器串联在三相网测功率单元，所述保险器分别与电抗器柜网测电抗器三相之间连接铜排上；所述三相转子侧功率单元分别与电抗器柜转子侧电抗器三相之间铜排连接，所述功率柜还设有水风换热器，所述水风换热器由风扇和换热器组成，所述水风换热器设在功率柜后侧面下部，所述风扇与换热器前侧连接。

进一步，所述进线柜包括：进线柜柜体、框架断路器、定子接触器、电流互感器和防雷组件，所述进线柜柜体由进线柜柜体框架、进线柜柜门、进线柜左侧板、进线柜底板、进线柜顶板和进线柜冲孔轨组成，所述进线柜柜门与进线柜柜体框架前侧连接，所述进线柜左侧板与进线柜柜体框架左侧连接，所述进线柜底板与进线柜柜体框架底部连接，所述进线柜顶板与进线柜柜体框架顶部连接，所述进线柜底板设有进线孔，所述进线柜顶板设有出线孔，所述进线孔和出线孔设有护线措施，所述进线柜冲孔轨分别设在进线柜柜体框架的左右侧面，所述进线柜下部设有三相总进母排，所述三相总进母排通过绝缘构件及钣金构件与进线柜柜体框架连接固定，所述框架断路器设在三相总进母排上方，所述框架断路器固定在进线柜冲孔轨的钣金构件上，所述框架断路器进线接头与三相总进母排之间通过三相进线母排连接，所述电流互感器套在三相进线母排上，所述定子接触器设在框架断路器上方，所述定子接触器搭接在进线柜柜体框架的钣金构件上，所述定子接触器进线接头与框架断路器输出接头通过铜排连接，所述定子接触器上方设有三相总出母排，所述三相总出母排通过绝缘构件及进出支撑板与进线柜柜体框架连接，所述定子接触器出线接头与三相总出母排之间通过三相出线母排连接，所述电流互感器套在三相出线母排上，所述网测防雷组件装在进线柜柜体的右侧面下部。

进一步，所述电抗器柜包括：电抗器柜柜体、电抗器柜网测电抗器、电抗器柜转子侧电抗器、隔离变压器、网测接触器，电阻箱、预充电组件、转子侧防雷组件、电压互感器组件和RC电阻组件，所述电抗器柜柜体由电抗器柜柜体框架、电抗器柜柜门、电抗器柜左侧板、电抗器柜底板、电抗器柜顶板、和电抗器柜冲孔轨组成，所述电抗器柜柜门与电抗器柜柜体框架前侧连接，所述电抗器柜左侧板与电抗器柜柜体框架左侧连接，所述电抗器柜底板与电抗器柜柜体框架底部连接，所述电抗器柜顶板与电抗器柜柜体框架顶部连接，所述电抗器柜顶板开有转子侧出线孔，所述转子侧出线孔设有护线措施，所述电抗器柜冲孔轨分别设在由电抗器柜柜体框架的前后侧面，所述电抗器柜网测电抗器设在电抗器柜柜体的底部右侧，所述电抗器柜网测电抗器与C型支架连接，所述隔离变压器设在电抗器柜柜体的底部左侧，所述隔离变压器与电抗器柜网测电抗器并排安装，所述网测接触器设在隔离变压器的上方通过钣金构件固定在电抗器柜柜体框架上，所述网测接触器输入端与框架断路器输出端之间导电构件连接，所述网测接触器输出端与电抗器柜网测电抗器输入端之间铜排连接，所述电抗器柜转子侧电抗器通过C型支架横跨在两根电抗器柜冲孔轨上，所述电抗器柜转子侧电抗器输出端与转子输出铜排连接，所述电阻箱设在电抗器柜转子侧电抗器左边，所述电阻箱横跨固定在两根电抗器柜冲孔轨上，所述预充电组件设在电抗器柜柜体的左侧面上部，所述预充电组件固定在电抗器柜柜体框架上，所述转子侧防雷组件设在电抗器柜柜体的后侧面上部，所述转子侧防雷组件固定在电抗器柜柜体框架上，所述电压互感器组件设在电抗器柜柜体的右侧面中部，所述电压互感器组件固定在电抗器柜柜体框架上，所述RC电阻组件装配在电抗器柜柜体右侧面底部，所述RC电阻组件由水冷板及装配在水冷板上的若干RC电阻组成，所述RC电阻与水冷板表面连接，所述电抗器柜网测电抗器和电抗器柜转子侧电抗器为水冷电抗器。

进一步，所述电抗器柜网测电抗器和电抗器柜转子侧电抗器由自冷电抗器、水风换热器和风扇组成，所述水风换热器与自冷电抗器上端连接，所述风扇与水风换热器上端连接。

进一步，所述模块化功率单元组件由IGBT功率开关、IGBT驱动板、模组水冷板、叠层母排、滤波电容、吸收电容、交流连接铜排、交流引出铜排、绝缘隔板、水冷支撑板和绝缘支撑板组成，所述IGBT功率开关与模组水冷板上端连接，所述模组水冷板下端与水冷支撑板连接，所述IGBT 功率开关上端左侧与IGBT驱动板连接，所述IGBT功率开关上端右侧与叠层母排左侧连接，所述IGBT驱动板表面设有绝缘隔板，所述绝缘隔板上端前侧与交流连接铜排连接，所述绝缘隔板上端后侧与交流引出铜排连接，所述叠层母排左侧上端与吸收电容连接，所述叠层母排右侧下端与滤波电容连接，滤波电容和水冷支撑板底部与绝缘支撑板连接。

进一步，所述水管系统组件包括：进水总管、出水总管、模组水冷板进水软管、模组水冷板出水软管、转子侧电抗器进水软管、转子侧电抗器出水软管、网测电抗器进水软管、网测电抗器出水软管、RC电阻水冷板进水软管、RC电阻水冷板出水软管、水风换热器进水软管、水风换热器出水软管和排气阀，所述进水总管和出水总管分别穿过功率柜中水管固定板上通孔，所述模组水冷板进水软管的一端连接进水总管，所述模组水冷板进水软管的另一端连接模组水冷板进水口，所述模组水冷板出水软管的一端连接出水总管，所述模组水冷板出水软管的另一端连接模组水冷板出水口，所述转子侧电抗器进水软管的一端连接进水总管，所述转子侧电抗器进水软管的另一端连接电抗器柜转子侧电抗器进水口，所述转子侧电抗器出水软管的一端连接进水总管，所述转子侧电抗器出水软管的另一端连接电抗器柜转子侧电抗器出水口，所述网测电抗器进水软管的一端连接进水总管，所述网测电抗器进水软管的另一端连接电抗器柜网测电抗器进水口，所述网测电抗器出水软管的一端连接出水总管，所述网测电抗器出水软管的另一端连接电抗器柜网测电抗器出水口，所述RC电阻水冷板进水软管一端连接进水总管，所述RC电阻水冷板进水软管的另一端连接水冷板进水口，所述RC电阻水冷板出水软管的一端连接出水总管，所述RC电阻水冷板出水软管的另一端连接水冷板出水口，所述水风换热器进水软管一端连接进水总管，所述水风换热器进水软管的另一端连接水风换热器进水口，所述水风换热器出水软管的一端连接出水总管，所述水风换热器出水软管的另一端连接水风换热器出水口。

进一步，所述主控柜包括：主控柜柜体、安装板，所述主控柜柜体由主控柜柜体框架、主控柜柜门、主控柜右侧板、主控柜底板、主控柜顶板及若干主控柜冲孔轨和主控柜冲孔支撑条组成，所述主控柜底板开有主控柜穿线槽，所述主控柜穿线槽设有防护措施，所述防护措施为粘贴防护泡棉，所述主控柜冲孔轨和主控柜冲孔支撑条分别设在主控柜柜体框架左右侧面，所述主控柜柜门上设有若干按钮和指示灯和主控柜风扇，所述主控柜柜门内侧还装有文件盒，所述主控柜右侧板上设有过滤器，所述安装板设在主控柜柜体内正面，所述安装板上装有电气控制器件，所述主控柜冲孔轨和主控柜冲孔支撑条上装有电气控制器件。

进一步，所述进线柜、控制柜、主控柜、电抗器柜和功率柜之间设有隔板，所述隔板上开有穿线孔，所述进线柜、控制柜、主控柜、电抗器柜、功率柜之间用并柜件进行并柜。

本实用新型的有益效果：

本实用新型将变流器按功能进行了五并柜的划分，其中功率柜的变流功能模块分成了三相输入的网测功率单元和三相输出的转子侧功率单元的共六组功率单元组件，相比于以往传统的集成一体化的设计结构，占用空间没有增加反而更新颖小巧，不仅有利于装配和维护，而且散热和电气功能还更加可靠；其它chopper单元、预充电组件、LC电容组件、RC电阻组件、防雷组件等具有独立功能作用的器件回路也进行了组件或单元模块化结构的设计，不仅方便了装配，也使得变流器的功能布局更容易识别，有利于故障的检修和维护，而且变流器的整体部件搭接布局更加合理清晰；另外水冷系统的水管组件采用硬钢管和胶软管的组合方式，尽可能的减少水路的热阻，增加了变流器的散热效率，也间接增加了变流器性能的可靠性。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。图2为进线柜的结构示意图。

图3为进线柜柜体的结构示意图。图4主控柜柜门的结构示意图。

图5为主控柜柜体的结构示意图。图6为电抗器柜的结构示意图。

图7为电抗器柜柜体的结构示意图。

图8为RC电阻组件的结构示意图。

图9为自冷电抗器的结构示意图。图10为功率柜的结构示意图。

图11为功率柜的另一角度结构示意图。

图12为模块化功率单元组件的结构示意图。

图13为水风换热器的结构示意图。

图14为水管系统组件的结构示意图。

附图标记：

进线柜1000、进线柜柜体框架1111、进线柜柜门1112、进线柜左侧板 1113、进线柜底板1114、进线柜顶板1115、进线柜冲孔轨1116、框架断路器1201、定子接触器1202、电流互感器1203、三相总进母排1301、三相进线母排1302、三相总出母排1305、三相出线母排1306、绝缘构件1401 和进出支撑板1501。

控制柜2000、主控柜3000、主控柜柜体3100、主控柜柜体框架3111、主控柜柜门3112、主控柜右侧板3113、主控柜底板3114、主控柜顶板3115、主控柜冲孔轨3116、主控柜冲孔支撑条3117、粘贴防护泡棉3122、安装板 3200、按钮3301、指示灯3302、主控柜风扇3304、过滤器3305和文件盒 3401。

电抗器柜4000、电抗器柜柜体4100、电抗器柜柜体框架4101、电抗器柜柜门4102、电抗器柜左侧板4103、电抗器柜底板4104、电抗器柜顶板 4105、电抗器柜冲孔轨4106、电抗器柜网测电抗器4201、电抗器柜转子侧电抗器4202、隔离变压器4203、网测接触器4204、电阻箱4205、自冷电抗器4211、预充电组件4300、转子侧防雷组件4400、电压互感器组件4500、RC电阻组件4600、水冷板4601、RC电阻4602、C型支架4801和转子输出铜排4901。

功率柜5000、功率柜柜体5100、功率柜柜体框架5101、功率柜前封板 5102、功率柜底板5103、功率柜顶板5104、功率柜左侧板5105、冲孔轨 5106、水管固定板5107、模块化功率单元组件5200、IGBT功率开关5201、 IGBT驱动板5202、模组水冷板5203、叠层母排5204、滤波电容5205、吸收电容5206、交流连接铜排5207、交流引出铜排5208、绝缘隔板5209、水冷支撑板5210、绝缘支撑板5211、Chopper单元组件5300、LC电容组件5400、不间断电源5501、保险器5502、水风换热器5600、风扇5601和换热器5602。

框架底座6000、框架吊顶7000、水管系统组件8000、进水总管8101、出水总管8102、模组水冷板进水软管8201、模组水冷板出水软管8202、转子侧电抗器进水软管8203、转子侧电抗器出水软管8204、网测电抗器进水软管8205、网测电抗器出水软管8206、RC电阻水冷板进水软管8207、RC 电阻水冷板出水软管8208、水风换热器进水软管8209、水风换热器出水软管8210和排气阀8301。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

图1为本实用新型的结构图。图2为进线柜的结构示意图。图3为进线柜柜体的结构示意图。图4主控柜柜门的结构示意图。图5为主控柜柜体的结构示意图。图6为电抗器柜的结构示意图。图7为电抗器柜柜体的结构示意图。图8为RC电阻组件的结构示意图。图9为自冷电抗器的结构示意图。图10为功率柜的结构示意图。图11为功率柜的另一角度结构示意图。图12为模块化功率单元组件的结构示意图。图13为水风换热器的结构示意图。图14为水管系统组件的结构示意图。

如图1-14所示，一种水冷式模块化双馈风力发电变流器，包括：进线柜1000、控制柜2000、主控柜3000、电抗器柜4000、功率柜5000、框架底座6000、框架吊顶7000和水管系统组件8000，进线柜1000、控制柜2000、主控柜3000、电抗器柜4000和功率柜5000安装在框架底座6000上，框架吊顶7000安装在进线柜1000、控制柜2000、主控柜3000、电抗器柜4000 和功率柜5000的顶端，进线柜1000右侧与控制柜2000左侧连接并柜，控制柜2000右侧与主控柜3000左侧连接并柜，主控柜3000背面与电抗器柜 4000背面连接并柜，功率柜5000背面与进线柜1000及控制柜2000连接并柜；

其中，功率柜5000包括：功率柜柜体5100、模块化功率单元组件5200、 Chopper单元组件5300、LC电容组件5400、不间断电源5501、保险器5502，功率柜柜体5100由功率柜柜体框架5101、功率柜前封板5102、功率柜底板5103、功率柜顶板5104、功率柜左侧板5105、冲孔轨5106和水管固定板5107组成，冲孔轨5106有8根，冲孔轨5106分别两根同一水平的搭接在功率柜柜体框架5101前后面上，水管固定板5107设在功率柜底板5103 右边，水管固定板5107上开有水管通孔，不间断电源5501和LC电容组件5400并列设在冲孔轨5106上，LC电容组件5400由若干LC电容装配在电容安装板组成，Chopper单元组件5300设在冲孔轨5106上，模块化功率单元组件5200并列设在功率柜柜体5100的上部，模块化功率单元组件 5200有六组，模块化功率单元组件5200通过铜排并联，模块化功率单元组件5200分为三相网测功率单元和三相转子侧功率单元，三相网测功率单元分别与电抗器柜网测电抗器4201三相之间铜排连接，保险器5502串联在三相网测功率单元，保险器5502分别与电抗器柜网测电抗器4201三相之间连接铜排上；三相转子侧功率单元分别与电抗器柜转子侧电抗器4202三相之间铜排连接，功率柜5000还设有水风换热器5600，水风换热器5600 由风扇5601和换热器5602组成，水风换热器5600设在功率柜5000后侧面下部，风扇5601与换热器5602前侧连接。

进线柜1000包括：进线柜柜体1100、框架断路器1201、定子接触器 1202、电流互感器1203和防雷组件，进线柜柜体1100由进线柜柜体框架 1111、进线柜柜门1112、进线柜左侧板1113、进线柜底板1114、进线柜顶板1115和进线柜冲孔轨1116组成，进线柜柜门1112与进线柜柜体框架1111 前侧连接，进线柜左侧板1113与进线柜柜体框架1111左侧连接，进线柜底板1114与进线柜柜体框架1111底部连接，进线柜顶板1115与进线柜柜体框架1111顶部连接，进线柜底板1114设有进线孔，进线柜顶板1115设有出线孔，进线孔和出线孔设有护线措施，进线柜冲孔轨1116分别设在进线柜柜体框架1111的左右侧面，进线柜1000下部设有三相总进母排1301，三相总进母排1301通过绝缘构件1401及钣金构件与进线柜柜体框架1111 连接固定，框架断路器1201设在三相总进母排1301上方，框架断路器1201 固定在进线柜冲孔轨1116的钣金构件上，框架断路器1201进线接头与三相总进母排1301之间通过三相进线母排1302连接，电流互感器1203套在三相进线母排1302上，定子接触器1202设在框架断路器1201上方，定子接触器1202搭接在进线柜柜体框架1111的钣金构件上，定子接触器1202 进线接头与框架断路器1201输出接头通过铜排连接，定子接触器1202上方设有三相总出母排1305，三相总出母排1305通过绝缘构件1401及进出支撑板1501与进线柜柜体框架1111连接，定子接触器1202出线接头与三相总出母排1305之间通过三相出线母排1306连接，电流互感器1203套在三相出线母排1306上，网测防雷组件装在进线柜柜体1100的右侧面下部。

电抗器柜4000包括：电抗器柜柜体4100、电抗器柜网测电抗器4201、电抗器柜转子侧电抗器4202、隔离变压器4203、网测接触器4204，电阻箱4205、预充电组件4300、转子侧防雷组件4400、电压互感器组件4500和RC电阻组件4600，电抗器柜柜体4100由电抗器柜柜体框架4101、电抗器柜柜门4102、电抗器柜左侧板4103、电抗器柜底板4104、电抗器柜顶板4105、和电抗器柜冲孔轨4106组成，电抗器柜柜门4102与电抗器柜柜体框架4101前侧连接，电抗器柜左侧板4103与电抗器柜柜体框架4101左侧连接，电抗器柜底板4104与电抗器柜柜体框架4101底部连接，电抗器柜顶板4105与电抗器柜柜体框架4101顶部连接，电抗器柜顶板4105开有转子侧出线孔，转子侧出线孔设有护线措施，电抗器柜冲孔轨4106分别设在由电抗器柜柜体框架4101的前后侧面，电抗器柜网测电抗器4201设在电抗器柜柜体4100的底部右侧，电抗器柜网测电抗器4201与C型支架4801 连接，隔离变压器4203设在电抗器柜柜体4100的底部左侧，隔离变压器 4203与电抗器柜网测电抗器4201并排安装，网测接触器4204设在隔离变压器4203的上方通过钣金构件固定在电抗器柜柜体框架4101上，网测接触器4204输入端与框架断路器1201输出端之间导电构件连接，网测接触器4204输出端与电抗器柜网测电抗器4201输入端之间铜排连接，电抗器柜转子侧电抗器4202通过C型支架4801横跨在两根电抗器柜冲孔轨4106 上，电抗器柜转子侧电抗器4202输出端与转子输出铜排4901连接，电阻箱4205设在电抗器柜转子侧电抗器4202左边，电阻箱4205横跨固定在两根电抗器柜冲孔轨4106上，预充电组件4300设在电抗器柜柜体4100的左侧面上部，预充电组件4300固定在电抗器柜柜体框架4101上，转子侧防雷组件4400设在电抗器柜柜体4100的后侧面上部，转子侧防雷组件4400 固定在电抗器柜柜体框架4101上，电压互感器组件4500设在电抗器柜柜体4100的右侧面中部，电压互感器组件4500固定在电抗器柜柜体框架4101上，RC电阻组件4600装配在电抗器柜柜体4100右侧面底部，RC电阻组件4600由水冷板4601及装配在水冷板上的若干RC电阻4602组成，RC 电阻4602与水冷板4601表面连接，电抗器柜网测电抗器4201和电抗器柜转子侧电抗器4202为水冷电抗器。

电抗器柜网测电抗器4201和电抗器柜转子侧电抗器4202由自冷电抗器4211、水风换热器5600和风扇5601组成，水风换热器5600与自冷电抗器4211上端连接，风扇5601与水风换热器5600上端连接。

模块化功率单元组件5200由IGBT功率开关5201、IGBT驱动板5202、模组水冷板5203、叠层母排5204、滤波电容5205、吸收电容5206、交流连接铜排5207、交流引出铜排5208、绝缘隔板5209、水冷支撑板5210和绝缘支撑板5211组成，IGBT功率开关5201与模组水冷板5203上端连接，模组水冷板5203下端与水冷支撑板5210连接，IGBT功率开关5201上端左侧与IGBT驱动板5202连接，IGBT功率开关5201上端右侧与叠层母排 5204左侧连接，IGBT驱动板5202表面设有绝缘隔板5209，绝缘隔板5209 上端前侧与交流连接铜排5207连接，绝缘隔板5209上端后侧与交流引出铜排5208连接，叠层母排5204左侧上端与吸收电容5206连接，叠层母排 5204右侧下端与滤波电容5205连接，滤波电容5205和水冷支撑板5210 底部与绝缘支撑板5211连接。

水管系统组件8000包括：进水总管8101、出水总管8102、模组水冷板进水软管8201、模组水冷板出水软管8202、转子侧电抗器进水软管8203、转子侧电抗器出水软管8204、网测电抗器进水软管8205、网测电抗器出水软管8206、RC电阻水冷板进水软管8207、RC电阻水冷板出水软管8208、水风换热器进水软管8209、水风换热器出水软管8210和排气阀8301，进水总管8101和出水总管8102分别穿过功率柜5000中水管固定板5107上通孔，模组水冷板进水软管8201的一端连接进水总管8101，模组水冷板进水软管8201的另一端连接模组水冷板5203进水口，模组水冷板出水软管 8202的一端连接出水总管8102，模组水冷板出水软管8202的另一端连接模组水冷板5203出水口，转子侧电抗器进水软管8203的一端连接进水总管8101，转子侧电抗器进水软管8203的另一端连接电抗器柜转子侧电抗器 4202进水口，转子侧电抗器出水软管8204的一端连接进水总管8101，转子侧电抗器出水软管8204的另一端连接电抗器柜转子侧电抗器4202出水口，网测电抗器进水软管8205的一端连接进水总管8101，网测电抗器进水软管8205的另一端连接电抗器柜网测电抗器4201进水口，网测电抗器出水软管8206的一端连接出水总管8102，网测电抗器出水软管8206的另一端连接电抗器柜网测电抗器4201出水口，RC电阻水冷板进水软管8207一端连接进水总管8101，RC电阻水冷板进水软管8207的另一端连接水冷板 4601进水口，RC电阻水冷板出水软管8208的一端连接出水总管8102，RC 电阻水冷板出水软管8208的另一端连接水冷板4601出水口，水风换热器进水软管8209一端连接进水总管8101，水风换热器进水软管8209的另一端连接水风换热器5600进水口，水风换热器出水软管8210的一端连接出水总管8102，水风换热器出水软管8210的另一端连接水风换热器5600出水口。

主控柜3000包括：主控柜柜体3100、安装板3200，主控柜柜体3100 由主控柜柜体框架3111、主控柜柜门3112、主控柜右侧板3113、主控柜底板3114、主控柜顶板3115及若干主控柜冲孔轨3116和主控柜冲孔支撑条 3117组成，主控柜底板3114开有主控柜穿线槽，主控柜穿线槽设有防护措施，防护措施为粘贴防护泡棉3122，主控柜冲孔轨3116和主控柜冲孔支撑条3117分别设在主控柜柜体框架3111左右侧面，主控柜柜门3112上设有若干按钮3301和指示灯3302和主控柜风扇3304，主控柜柜门3112内侧还装有文件盒3401，主控柜右侧板3113上设有过滤器3305，安装板3200设在主控柜柜体3100内正面，安装板3200上装有电气控制器件，主控柜冲孔轨3116和主控柜冲孔支撑条3117上装有电气控制器件。

进线柜1000、控制柜2000、主控柜3000、电抗器柜4000和功率柜5000 之间设有隔板，隔板上开有穿线孔，进线柜1000、控制柜2000、主控柜3000、电抗器柜4000、功率柜5000之间用并柜件进行并柜。

本实用新型将变流器按功能进行了五并柜的划分，其中功率柜的变流功能模块分成了三相输入的网测功率单元和三相输出的转子侧功率单元的共六组功率单元组件，相比于以往传统的集成一体化的设计结构，占用空间没有增加反而更新颖小巧，不仅有利于装配和维护，而且散热和电气功能还更加可靠；其它chopper单元、预充电组件、LC电容组件、RC电阻组件、防雷组件等具有独立功能作用的器件回路也进行了组件或单元模块化结构的设计，不仅方便了装配，也使得变流器的功能布局更容易识别，有利于故障的检修和维护，而且变流器的整体部件搭接布局更加合理清晰；另外水冷系统的水管组件采用硬钢管和胶软管的组合方式，尽可能的减少水路的热阻，增加了变流器的散热效率，也间接增加了变流器性能的可靠性。

以上对本实用新型的具体实施方式进行了说明，但本实用新型并不以此为限，只要不脱离本实用新型的宗旨，本实用新型还可以有各种变化。

Claims (8)

1.一种水冷式模块化双馈风力发电变流器，其特征在于，包括：进线柜(1000)、控制柜(2000)、主控柜(3000)、电抗器柜(4000)、功率柜(5000)、框架底座(6000)、框架吊顶(7000)和水管系统组件(8000)，所述进线柜(1000)、控制柜(2000)、主控柜(3000)、电抗器柜(4000)和功率柜(5000)安装在框架底座(6000)上，所述框架吊顶(7000)安装在进线柜(1000)、控制柜(2000)、主控柜(3000)、电抗器柜(4000)和功率柜(5000)的顶端，所述进线柜(1000)右侧与控制柜(2000)左侧连接并柜，所述控制柜(2000)右侧与主控柜(3000)左侧连接并柜，所述主控柜(3000)背面与电抗器柜(4000)背面连接并柜，所述功率柜(5000)背面与进线柜(1000)及控制柜(2000)连接并柜；

其中，所述功率柜(5000)包括：功率柜柜体(5100)、模块化功率单元组件(5200)、Chopper单元组件(5300)、LC电容组件(5400)、不间断电源(5501)、保险器(5502)，所述功率柜柜体(5100)由功率柜柜体框架(5101)、功率柜前封板(5102)、功率柜底板(5103)、功率柜顶板(5104)、功率柜左侧板(5105)、冲孔轨(5106)和水管固定板(5107)组成，所述冲孔轨(5106)有8根，所述冲孔轨(5106)分别两根同一水平的搭接在功率柜柜体框架(5101)前后面上，所述水管固定板(5107)设在功率柜底板(5103)右边，所述水管固定板(5107)上开有水管通孔，所述不间断电源(5501)和LC电容组件(5400)并列设在冲孔轨(5106)上，所述LC电容组件(5400)由若干LC电容装配在电容安装板组成，所述Chopper单元组件(5300)设在冲孔轨(5106)上，所述模块化功率单元组件(5200)并列设在功率柜柜体(5100)的上部，所述模块化功率单元组件(5200)有六组，所述模块化功率单元组件(5200)通过铜排并联，所述模块化功率单元组件(5200)分为三相网测功率单元和三相转子侧功率单元，所述三相网测功率单元分别与电抗器柜网测电抗器(4201)三相之间铜排连接，所述保险器(5502)串联在三相网测功率单元，所述保险器(5502)分别与电抗器柜网测电抗器(4201)三相之间连接铜排上；所述三相转子侧功率单元分别与电抗器柜转子侧电抗器(4202)三相之间铜排连接，所述功率柜(5000)还设有水风换热器(5600)，所述水风换热器(5600)由风扇(5601)和换热器(5602)组成，所述水风换热器(5600)设在功率柜(5000)后侧面下部，所述风扇(5601)与换热器(5602)前侧连接。

2.如权利要求1所述的水冷式模块化双馈风力发电变流器，其特征在于：所述进线柜(1000)包括：进线柜柜体(1100)、框架断路器(1201)、定子接触器(1202)、电流互感器(1203)和防雷组件，所述进线柜柜体(1100)由进线柜柜体框架(1111)、进线柜柜门(1112)、进线柜左侧板(1113)、进线柜底板(1114)、进线柜顶板(1115)和进线柜冲孔轨(1116)组成，所述进线柜柜门(1112)与进线柜柜体框架(1111)前侧连接，所述进线柜左侧板(1113)与进线柜柜体框架(1111)左侧连接，所述进线柜底板(1114)与进线柜柜体框架(1111)底部连接，所述进线柜顶板(1115)与进线柜柜体框架(1111)顶部连接，所述进线柜底板(1114)设有进线孔，所述进线柜顶板(1115)设有出线孔，所述进线孔和出线孔设有护线措施，所述进线柜冲孔轨(1116)分别设在进线柜柜体框架(1111)的左右侧面，所述进线柜(1000)下部设有三相总进母排(1301)，所述三相总进母排(1301)通过绝缘构件(1401)及钣金构件与进线柜柜体框架(1111)连接固定，所述框架断路器(1201)设在三相总进母排(1301)上方，所述框架断路器(1201)固定在进线柜冲孔轨(1116)的钣金构件上，所述框架断路器(1201)进线接头与三相总进母排(1301)之间通过三相进线母排(1302)连接，所述电流互感器(1203)套在三相进线母排(1302)上，所述定子接触器(1202)设在框架断路器(1201)上方，所述定子接触器(1202)搭接在进线柜柜体框架(1111)的钣金构件上，所述定子接触器(1202)进线接头与框架断路器(1201)输出接头通过铜排连接，所述定子接触器(1202)上方设有三相总出母排(1305)，所述三相总出母排(1305)通过绝缘构件(1401)及进出支撑板(1501)与进线柜柜体框架(1111)连接，所述定子接触器(1202)出线接头与三相总出母排(1305)之间通过三相出线母排(1306)连接，所述电流互感器(1203) 套在三相出线母排(1306)上，所述网测防雷组件装在进线柜柜体(1100)的右侧面下部。

3.如权利要求2所述的水冷式模块化双馈风力发电变流器，其特征在于：所述电抗器柜(4000)包括：电抗器柜柜体(4100)、电抗器柜网测电抗器(4201)、电抗器柜转子侧电抗器(4202)、隔离变压器(4203)、网测接触器(4204)，电阻箱(4205)、预充电组件(4300)、转子侧防雷组件(4400)、电压互感器组件(4500)和RC电阻组件(4600)，所述电抗器柜柜体(4100)由电抗器柜柜体框架(4101)、电抗器柜柜门(4102)、电抗器柜左侧板(4103)、电抗器柜底板(4104)、电抗器柜顶板(4105)、和电抗器柜冲孔轨(4106)组成，所述电抗器柜柜门(4102)与电抗器柜柜体框架(4101)前侧连接，所述电抗器柜左侧板(4103)与电抗器柜柜体框架(4101)左侧连接，所述电抗器柜底板(4104)与电抗器柜柜体框架(4101)底部连接，所述电抗器柜顶板(4105)与电抗器柜柜体框架(4101)顶部连接，所述电抗器柜顶板(4105)开有转子侧出线孔，所述转子侧出线孔设有护线措施，所述电抗器柜冲孔轨(4106)分别设在由电抗器柜柜体框架(4101)的前后侧面，所述电抗器柜网测电抗器(4201)设在电抗器柜柜体(4100)的底部右侧，所述电抗器柜网测电抗器(4201)与C型支架(4801)连接，所述隔离变压器(4203)设在电抗器柜柜体(4100)的底部左侧，所述隔离变压器(4203)与电抗器柜网测电抗器(4201)并排安装，所述网测接触器(4204)设在隔离变压器(4203)的上方通过钣金构件固定在电抗器柜柜体框架(4101)上，所述网测接触器(4204)输入端与框架断路器(1201)输出端之间导电构件连接，所述网测接触器(4204)输出端与电抗器柜网测电抗器(4201)输入端之间铜排连接，所述电抗器柜转子侧电抗器(4202)通过C型支架(4801)横跨在两根电抗器柜冲孔轨(4106)上，所述电抗器柜转子侧电抗器(4202)输出端与转子输出铜排(4901)连接，所述电阻箱(4205)设在电抗器柜转子侧电抗器(4202)左边，所述电阻箱(4205)横跨固定在两根电抗器柜冲孔轨(4106)上，所述预充电组件(4300)设在电抗器柜柜体(4100)的左侧面上部，所述预充电组件(4300)固定在电抗器柜柜体框架(4101)上，所述转子侧防雷组件(4400)设在电抗器柜柜体(4100)的后侧面上部，所述转子侧防雷组件(4400)固定在电抗器柜柜体框架(4101)上，所述电压互感器组件(4500)设在电抗器柜柜体(4100)的右侧面中部，所述电压互感器组件(4500)固定在电抗器柜柜体框架(4101)上，所述RC电阻组件(4600)装配在电抗器柜柜体(4100)右侧面底部，所述RC电阻组件(4600)由水冷板(4601)及装配在水冷板上的若干RC电阻(4602)组成，所述RC电阻(4602)与水冷板(4601)表面连接，所述电抗器柜网测电抗器(4201)和电抗器柜转子侧电抗器(4202)为水冷电抗器。

4.如权利要求3所述的水冷式模块化双馈风力发电变流器，其特征在于：所述电抗器柜网测电抗器(4201)和电抗器柜转子侧电抗器(4202)由自冷电抗器(4211)、水风换热器(5600)和风扇(5601)组成，所述水风换热器(5600)与自冷电抗器(4211)上端连接，所述风扇(5601)与水风换热器(5600)上端连接。

5.如权利要求4所述的水冷式模块化双馈风力发电变流器，其特征在于：所述模块化功率单元组件(5200)由IGBT功率开关(5201)、IGBT驱动板(5202)、模组水冷板(5203)、叠层母排(5204)、滤波电容(5205)、吸收电容(5206)、交流连接铜排(5207)、交流引出铜排(5208)、绝缘隔板(5209)、水冷支撑板(5210)和绝缘支撑板(5211)组成，所述IGBT功率开关(5201)与模组水冷板(5203)上端连接，所述模组水冷板(5203)下端与水冷支撑板(5210)连接，所述IGBT功率开关(5201)上端左侧与IGBT驱动板(5202)连接，所述IGBT功率开关(5201)上端右侧与叠层母排(5204)左侧连接，所述IGBT驱动板(5202)表面设有绝缘隔板(5209)，所述绝缘隔板(5209)上端前侧与交流连接铜排(5207)连接，所述绝缘隔板(5209)上端后侧与交流引出铜排(5208)连接，所述叠层母排(5204)左侧上端与吸收电容(5206)连接，所述叠层母排(5204)右侧下端与滤波电容(5205)连接，滤波电容(5205)和水冷支撑板(5210)底部与绝缘支撑板(5211)连接。

6.如权利要求5所述的水冷式模块化双馈风力发电变流器，其特征在于：所述水管系统组件(8000)包括：进水总管(8101)、出水总管(8102)、模组水冷板进水软管(8201)、模组水冷板出水软管(8202)、转子侧电抗器进水软管(8203)、转子侧电抗器出水软管(8204)、网测电抗器进水软管(8205)、网测电抗器出水软管(8206)、RC电阻水冷板进水软管(8207)、RC电阻水冷板出水软管(8208)、水风换热器进水软管(8209)、水风换热器出水软管(8210)和排气阀(8301)，所述进水总管(8101)和出水总管(8102)分别穿过功率柜(5000)中水管固定板(5107)上通孔，所述模组水冷板进水软管(8201)的一端连接进水总管(8101)，所述模组水冷板进水软管(8201)的另一端连接模组水冷板(5203)进水口，所述模组水冷板出水软管(8202)的一端连接出水总管(8102)，所述模组水冷板出水软管(8202)的另一端连接模组水冷板(5203)出水口，所述转子侧电抗器进水软管(8203)的一端连接进水总管(8101)，所述转子侧电抗器进水软管(8203)的另一端连接电抗器柜转子侧电抗器(4202)进水口，所述转子侧电抗器出水软管(8204)的一端连接进水总管(8101)，所述转子侧电抗器出水软管(8204)的另一端连接电抗器柜转子侧电抗器(4202)出水口，所述网测电抗器进水软管(8205)的一端连接进水总管(8101)，所述网测电抗器进水软管(8205)的另一端连接电抗器柜网测电抗器(4201)进水口，所述网测电抗器出水软管(8206)的一端连接出水总管(8102)，所述网测电抗器出水软管(8206)的另一端连接电抗器柜网测电抗器(4201)出水口，所述RC电阻水冷板进水软管(8207)一端连接进水总管(8101)，所述RC电阻水冷板进水软管(8207)的另一端连接水冷板(4601)进水口，所述RC电阻水冷板出水软管(8208)的一端连接出水总管(8102)，所述RC电阻水冷板出水软管(8208)的另一端连接水冷板(4601)出水口，所述水风换热器进水软管(8209)一端连接进水总管(8101)，所述水风换热器进水软管(8209)的另一端连接水风换热器(5600)进水口，所述水风换热器出水软管(8210)的一端连接出水总管(8102)，所述水风换热器出水软管(8210)的另一端连接水风换热器(5600)出水口。

7.如权利要求1～6中任一项权利要求所述的水冷式模块化双馈风力发电变流器，其特征在于：所述主控柜(3000)包括：主控柜柜体(3100)、安装板(3200)，所述主控柜柜体(3100)由主控柜柜体框架(3111)、主控柜柜门(3112)、主控柜右侧板(3113)、主控柜底板(3114)、主控柜顶板(3115)及若干主控柜冲孔轨(3116)和主控柜冲孔支撑条(3117)组成，所述主控柜底板(3114)开有主控柜穿线槽，所述主控柜穿线槽设有防护措施，所述防护措施为粘贴防护泡棉(3122)，所述主控柜冲孔轨(3116)和主控柜冲孔支撑条(3117)分别设在主控柜柜体框架(3111)左右侧面，所述主控柜柜门(3112)上设有若干按钮(3301)和指示灯(3302)和主控柜风扇(3304)，所述主控柜柜门(3112)内侧还装有文件盒(3401)，所述主控柜右侧板(3113)上设有过滤器(3305)，所述安装板(3200)设在主控柜柜体(3100)内正面，所述安装板(3200)上装有电气控制器件，所述主控柜冲孔轨(3116)和主控柜冲孔支撑条(3117)上装有电气控制器件。

8.如权利要求7所述的水冷式模块化双馈风力发电变流器，其特征在于：所述进线柜(1000)、控制柜(2000)、主控柜(3000)、电抗器柜(4000)和功率柜(5000)之间设有隔板，所述隔板上开有穿线孔，所述进线柜(1000)、控制柜(2000)、主控柜(3000)、电抗器柜(4000)、功率柜(5000)之间用并柜件进行并柜。

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