CN215578020U - 一种集成一体式海上风电变压设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成一体式海上风电变压设备，包括壳体、变压器本体和主控装置，变压器本体设置在壳体的容腔中，通过将主控装置集成安装在壳体上与变压器本体形成一体式变压设备，从而实现将变压器和低压柜集成在同一设备外壳中，内部结构紧凑，使得整个一体式变压设备比分开单独安装的变压器和低压柜的组合尺寸大大减小，低压柜不再需要独立于变压器之外能有效地节省风电变压设备在塔筒平台上的安装空间，便于在塔筒内进行变压设备的安装和维护，有利于实现变压设备容量的大型化。

Description

一种集成一体式海上风电变压设备

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种集成一体式海上风电变压设备。

背景技术

目前的海上风电升压系统中，海上风力发电塔筒内的电气设备一般是分开的独立设备，设备分别采购，各自安装调试。由于塔筒内的直径尺寸有限，电气设备在同一塔筒平台上布置安装并连接时，对设备的外形尺寸有很大的限制，若加大塔筒的直径则会导致成本急剧增加，难以实现设备容量的大型化。

为减小设备的外形尺寸，现有技术会将变压器和高压开关柜紧靠设置在槽钢底座上进行集成以降低设备体积。但是，由于高压开关柜一般为充气柜，在与变压器进行集成时仍需保留原有的高压开关柜柜体和结构，这种集成方式只是将高压开关柜与变压器两者的柜体紧靠设置在同一底座上，设备集成度不足导致将变压器和高压开关柜集成后的变压设备外形尺寸仍然过大，不利于设备在塔筒平台上的安装和调试以及容量大型化的功能拓展。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种集成一体式海上风电变压设备，通过将变压器本体与主控装置集成为一体以缩小设备的外形尺寸。

根据本实用新型的第一方面实施例的一种集成一体式海上风电变压设备，包括：壳体，所述壳体具有容腔；变压器本体，设置在所述壳体的容腔中；主控装置，所述主控装置设置在所述壳体上，所述主控装置与所述变压器本体连接以控制所述变压器本体的运行。

根据本实用新型实施例的一种集成一体式海上风电变压设备，至少具有如下有益效果：

本实用新型的集成一体式海上风电变压设备，包括壳体、变压器本体和主控装置，变压器本体设置在壳体的容腔中，通过将主控装置集成安装在壳体上与变压器本体形成一体式变压设备，从而实现将变压器和低压柜集成在同一设备外壳中，内部结构紧凑，使得整个一体式变压设备比分开单独安装的变压器和低压柜的组合尺寸大大减小，低压柜不再需要独立于变压器之外能有效地节省风电变压设备在塔筒平台上的安装空间，便于在塔筒内进行变压设备的安装和维护，有利于实现变压设备容量的大型化。

根据本实用新型的一些实施例，所述主控装置包括电能检测组件和变压控制组件，所述电能检测组件和变压控制组件均设置在所述壳体的容腔中，所述电能检测组件与所述变压器本体连接以检测电能参数信息，所述变压控制组件与所述变压器本体连接以根据所述电能参数信息保护所述变压器本体的运行。

根据本实用新型的一些实施例，还包括设置在所述壳体上的散热装置，所述主控装置设置在所述壳体的容腔中，所述主控装置与所述散热装置连接，所述主控装置能够控制所述散热装置的运行以对所述变压器本体和所述主控装置进行散热。

根据本实用新型的一些实施例，所述散热装置包括引流组件和冷却组件，所述引流组件和所述冷却组件均设置在所述壳体上，所述引流组件和所述冷却组件之间设置有气流通道，所述气流通道的一端经过所述引流组件与所述壳体的容腔连通，所述气流通道的另一端经过所述冷却组件与所述壳体的容腔连通。

根据本实用新型的一些实施例，还包括设置在所述壳体内部下方的除湿装置，所述主控装置与所述除湿装置连接，所述主控装置能够控制所述除湿装置的运行。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体上设置有间隔组件，所述间隔组件将所述壳体的容腔分隔为上容腔和下容腔，所述上容腔和所述下容腔之间设置有空气通道，所述引流组件与所述上容腔连接，所述冷却组件与所述下容腔连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体上还设置有至少一个操控模块，所述操控模块与所述主控装置连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体的底部还设置有承重部，所述承重部穿过所述壳体与所述变压器本体连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述承重部上设置有多个接口单元，所述接口单元分别与所述主控装置和所述变压器本体连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型集成一体式海上风电变压设备其中一种实施例的主视图；

图2为本实用新型集成一体式海上风电变压设备其中一种实施例的外观结构示意图；

图3为本实用新型集成一体式海上风电变压设备其中一种实施例的正视图；

图4为图3实施例在A-A处的剖面示意图；

图5为图3实施例在B-B处的剖面示意图；

图6为本实用新型集成一体式海上风电变压设备其中一种实施例的仰视图。

附图标记：

壳体110、间隔组件111、操控模块112、承重部113、变压器本体120、主控装置200、散热装置300、引流组件310、冷却组件320、除湿装置400、接口单元500。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-6所示，根据本实用新型实施例的一种集成一体式海上风电变压设备，包括壳体110、变压器本体120和主控装置200，壳体110具有容腔，变压器本体120设置在壳体110的容腔中，主控装置200设置在壳体110上，主控装置200与变压器本体120连接以保护变压器本体120的运行。

具体地，主控装置200包括电能检测组件和变压控制组件，电能检测组件和变压控制组件均设置在壳体110的容腔中，电能检测组件与变压器本体120连接以检测电能参数信息，变压控制组件与变压器本体120连接以根据电能参数信息保护变压器本体120的运行。

其中，变压器本体120可以为自然空气冷却干式变压器或者强迫空气冷却干式变压器，变压器本体120主要是用于对低电压进行升压，能够将接收的低电压转换成风电场内的电压等级以进行并网送电，变压器本体120主要由铁芯、高压线圈和低压线圈等元器件组成，壳体110设置有容腔，并且需要说明的是，壳体110可以是由可拆卸的顶盖、可拆卸的侧封板以及可拆卸的通用门板等组成并形成容腔，变压器本体120设置在壳体110的容腔中，壳体110为可拆卸的结构方便对变压器进行维护，特别是在设备出现重大故障时能够拆散整个外壳以进行检修。变压器本体120的低压线圈能够接收低压电流输入，高压线圈能够将接收的低压电流电磁变换实现升压并与电网侧的高压柜连接实现并网送电。主控装置200可以包括主要由低压框架断路器、进线铜排、出线铜排等元器件组成的变压控制组件以及主要由互感器等元器件组成的电能检测组件，电能检测组件与变压器本体120耦合连接以对变压器本体120低压侧的电能参数进行测量，变压控制组件能够根据电能参数保护变压器本体120的运行，具体地，主控装置200还可以包含有低压熔芯、浪涌保护器、分合闸按钮、微型断路器、电流端子、电压端子等二次元器件，或者主控装置200还可以包含有温度传感器、温度控制器、湿度传感器、湿度控制器等元器件。主控装置200设置在壳体110上，具体地，主控装置200可以设置在壳体110的容腔内，主控装置200的变压控制组件通过出线铜排与变压器本体120的低压线圈连接，低压框架断路器分别与进线铜排和出线铜排连接，主控装置200通过低压框架断路器对变压器本体120低压侧的回路进行开断以控制变压器本体120的运行。传统海上风电升压系统中的变压器和低压柜都是独立的设备，一般是将变压器和低压柜在同一塔筒平台上并排布置连接，但由于塔筒直径尺寸的限制导致塔筒平台上的安装空间有限，并且加大塔筒直径会导致设备成本急剧增加，因而本实用新型的集成一体式海上风电变压设备通过将变压器和低压柜的元器件集成为一体式的设备并安装在同一外壳中，能够缩小两者的外形尺寸，与原来单独的变压器和低压柜组合设备相比，集成一体式海上风电变压设备的体积小，有效地减少了变压设备在塔筒平台安装上所需的空间，并给塔筒平台上其他设备的布置和维护预留了足够的空间，便于布置更大的升压系统和风电大型化设计，并能大幅降低拓展升压设备容量的成本。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-5所示，还包括设置在壳体110上的散热装置300，主控装置200与散热装置300连接，主控装置200能够控制散热装置300的运行以对变压器本体120和主控装置200进行散热。

其中，散热装置300可以为风机或者背包散热器。以背包散热器为例进行说明，当检测到壳体110内的温度超过设定温度值时，主控装置200控制背包散热器开始工作进行散热，从而使得变压器主体120和主控装置200在合理的温度环境中运行。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-5所示，散热装置300包括引流组件310和冷却组件320，引流组件310和冷却组件320均设置在壳体110上，引流组件310和冷却组件320之间设置有气流通道，气流通道的一端经过引流组件310与壳体110的容腔连通，气流通道的另一端经过冷却组件320与壳体110的容腔连通。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-5所示，壳体110上设置有间隔组件111，间隔组件111将壳体110的容腔分隔为上容腔和下容腔，上容腔和下容腔之间设置有空气通道，引流组件310与上容腔连接，冷却组件320与下容腔连接。

其中，引流组件310可以为电动机和风扇，冷却组件320可以为液压冷却器或者板式冷却器，间隔组件111可以为隔板或者挡板。以液压冷却器和隔板为例进行说明，隔板将壳体110的容腔分隔为上容腔和下容腔，上容腔和下容腔直接留有一定距离的空气通道，电动机和风扇设置在壳体110上的一侧并与上容腔连通，液压冷却器设置在壳体110上的同一侧并与下容腔连通，风扇与液压冷却器之间设置有分别连通壳体110的上容腔和下容腔的气流通道。变压器本体120在运行时，变压器本体120的铁芯、高压线圈、低压线圈等元器件会产生热量向外辐射导致壳体110内的空气温度升高，热空气会上升到壳体110的上容腔中，在检测到温度过高需要对设备进行散热时，主控装置200通过控制电动机以驱动风扇的转动，从而将壳体110的上容腔内的热空气抽送到气流通道，热空气沿气流通道流通至液压冷却器并被液压冷却器冷却，冷却后的冷空气重新进入壳体110的下容腔，并能经容腔内的空气通道从下容腔流通至上容腔以对容腔中的变压器本体120和主控装置200进行冷却降温，如此不断循环实现对变压器本体120和主控装置200的集中散热，并且只需要采用同一套散热设备即可满足原本变压器和低压柜不同的散热需求，因此集成后的一体式变压设备有利于降低散热设备的成本。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，还包括设置在壳体110内部下方的除湿装置400，主控装置200与除湿装置400连接，主控装置200能够控制除湿装置400的运行。

其中，除湿装置400可以为加热板或者吸湿器。以加热板为例进行说明，当湿度传感器检测到壳体110内的湿度高于湿度控制器的设定湿度上限值时，主控装置200控制加热板开始加热，直到壳体110内的湿度低于湿度控制器的设定湿度下限值时，主控装置200控制加热板停止加热，从而使得变压器主体120在合理的湿度环境中运行。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-4所示，壳体110上还设置有至少一个操控模块112，操控模块112与主控装置200连接。

其中，操控模块112可以为操控室或者控制面板，方便对主控装置200进行操作和维护。同时，将操控模块112的操作和监控界面设置在壳体110的侧面，可以方便地实现对变压器本体120和主控装置200相关元器件运行参数的监测和记录等功能的拓展。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-6所示，壳体110的底部还设置有承重部113，承重部113穿过壳体110与变压器本体120连接。

在本实用新型的一些实施例中，如图6所示，承重部113上设置有多个接口单元500，接口单元500分别与主控装置200和变压器本体120连接。

其中，承重部113为底座或者支架，接口单元500为设备对外连接的电缆接口，如高压出线电缆接口、低压进线电缆接口等。以底座为例进行说明，底座是变压器本体120的承重结构部件，同时也是整个集成一体式海上风电变压设备的承重结构部件，底座上设置有与壳体110拼接的安装孔，壳体110通过紧固件固定安装在底座的安装孔上，并且底座还穿过壳体110与变压器本体120固定连接。变压器和低压柜分开作为独立设备时，由于两设备的接口分别部分布置在各自的底部或者侧面，接口分散且不安全，通过将集成一体式海上风电变压设备对外连接的电缆接口全部布置在底座上，不会占用额外的侧面安装空间，并且也比变压器和低压柜分开作为独立设备的对外电缆接口布置更为集中，有利于塔筒内电缆布线的优化设计。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于，包括：

壳体(110)，所述壳体(110)具有容腔；

变压器本体(120)，设置在所述壳体(110)的容腔中；

主控装置(200)，所述主控装置(200)设置在所述壳体(110)上，所述主控装置(200)与所述变压器本体(120)连接以保护所述变压器本体(120)的运行。

2.如权利要求1所述的一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于：所述主控装置(200)包括电能检测组件和变压控制组件，所述电能检测组件和变压控制组件均设置在所述壳体(110)的容腔中，所述电能检测组件与所述变压器本体(120)连接以检测电能参数信息，所述变压控制组件与所述变压器本体(120)连接以根据所述电能参数信息保护所述变压器本体(120)的运行。

3.如权利要求1所述的一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于：还包括设置在所述壳体(110)上的散热装置(300)，所述主控装置(200)设置在所述壳体(110)的容腔中，所述主控装置(200)与所述散热装置(300)连接，所述主控装置(200)能够控制所述散热装置(300)的运行以对所述变压器本体(120)和所述主控装置(200)进行散热。

4.如权利要求3所述的一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于：所述散热装置(300)包括引流组件(310)和冷却组件(320)，所述引流组件(310)和所述冷却组件(320)均设置在所述壳体(110)上，所述引流组件(310)和所述冷却组件(320)之间设置有气流通道，所述气流通道的一端经过所述引流组件(310)与所述壳体(110)的容腔连通，所述气流通道的另一端经过所述冷却组件(320)与所述壳体(110)的容腔连通。

5.如权利要求4所述的一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于：还包括设置在所述壳体(110)内部下方的除湿装置(400)，所述主控装置(200)与所述除湿装置(400)连接，所述主控装置(200)能够控制所述除湿装置(400)的运行。

6.如权利要求4所述的一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于：所述壳体(110)上设置有间隔组件(111)，所述间隔组件(111)将所述壳体(110)的容腔分隔为上容腔和下容腔，所述上容腔和所述下容腔之间设置有空气通道，所述引流组件(310)与所述上容腔连接，所述冷却组件(320)与所述下容腔连接。

7.如权利要求1所述的一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于：所述壳体(110)上还设置有至少一个操控模块(112)，所述操控模块(112)与所述主控装置(200)连接。

8.如权利要求1所述的一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于：所述壳体(110)的底部还设置有承重部(113)，所述承重部(113)穿过所述壳体(110)与所述变压器本体(120)连接。

9.如权利要求8所述的一种集成一体式海上风电变压设备，其特征在于：所述承重部(113)上设置有多个接口单元(500)，所述接口单元(500)分别与所述主控装置(200)和所述变压器本体(120)连接。

Images