CN216055990U - 一种轻型单台主变的交流海上升压站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轻型单台主变的交流海上升压站，包括单台主变压器、气体绝缘开关设备、66kV开关柜、接地变兼站用变以及高压电抗器；交流海上升压站包括在至下而上设置的三层甲板，每层甲板均由多个功能房间组成，所述单台主变压器设置在交流海上升压站的主变室内，气体绝缘开关设备设置在高压GIS配电装置室内，高压电抗器设置在高压电抗器室内，66kV开关柜和接地变兼站用变均设置在66kV开关柜室内；本实用新型通过优化电气接线以减少非必要的电气设备，使得交流海上升压站的空间布局紧凑化和轻量化。

Description

一种轻型单台主变的交流海上升压站

技术领域

本实用新型涉及海上风力发电领域，具体涉及一种轻型单台主变的交流海上升压站。

背景技术

海上升压站是海上风电场的心脏，具有在海上升高电压等级的作用，可以有效降低电能从海上输送至陆上电网的损耗。

在国内海上风电开发初期，考虑到方便人员值守、对设备运维的便利性、充足的带电距离等因素，大部分的海上升压站内设置有内走廊、临时休息室，海上升压站各个舱室内都留有一定的裕度空间。另外考虑到安全性，国产电力设备本身的绝缘裕度较大，导致所需舱室空间较大。

但是随着国内海上风电退补贴、平价上网时代的到来，设计轻量化的海上升压站从经济性角度来看就显得尤为重要。首先，轻量化海上升压站更小、更轻，可以降低造价和缩短工期。其次，海上升压站越轻，可以与其吊装相匹配的船只数量越多，吊装费用也越低。

随着国内交流海上风电电气设备成熟度、可靠性越来越高，设计理念的进步和优化，使得降低交流海上升压站的建成成本和建设周期具有可行性。目前，现有技术中，还没有对交流海上升压站进行轻量化的方案。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种轻型单台主变的交流海上升压站。本实用新型通过优化电气接线以减少非必要的电气设备，使得交流海上升压站的空间布局紧凑化和轻量化。

为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案实现：

一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：包括单台主变压器、气体绝缘开关设备、66kV开关柜、接地变兼站用变以及高压电抗器；

交流海上升压站包括在至下而上设置的三层甲板，所述单台主变压器设置在交流海上升压站的主变室内，气体绝缘开关设备设置在高压GIS配电装置室内，高压电抗器设置在高压电抗器室内，66kV开关柜和接地变兼站用变均设置在66kV开关柜室内；

所述主变室设置在交流海上升压站中部位置，高压GIS配电装置室和高压电抗器室并排设置在主变室的一侧，高压GIS配电装置室和高压电抗器室在高度方向上占用多层甲板，66kV开关柜室设置在主变室的另一侧；

所述主变压器和气体绝缘开关设备之间采用线路主变压器组接线，主变压器和气体绝缘开关设备通过气体绝缘管道母线相连，主变压器的高压侧采用直接接地方式，所述高压电抗器和气体绝缘开关设备之间通过气体绝缘管道母线相连；

所述66kV开关柜的每段66kV母线设置一面接地变兼站用变进线柜、一面主变进线柜以及若干面风机进线柜，根据风电场容量大小以及主变压器的低压绕组数量，交流海上升压站设置1段或2段66kV母线，并采用单母线接线。

进一步的：所述主变压器或高压电抗器与气体绝缘管道母线一端连接，气体绝缘管道母线另一端穿过高压GIS配电装置室的舱壁与气体绝缘开关设备连接。

进一步的：66kV开关柜室下方敞开设置66kV海缆引上区域，66kV海缆穿过海上升压站底层甲板至66kV海缆引上区域，并引上至中层66kV开关柜室接入66kV开关柜。

进一步的：所述高压GIS配电装置室内的海缆进线间隔套筒正下方敞开设置高压海缆竖直引上区，高压海缆穿过海上升压站底层甲板，并竖直引上至中层高压GIS配电装置室的GIS海缆进线间隔套筒处，高压海缆在底层甲板上通过锚固装置固定，高压海缆在交流海上升压站内没有转弯路径段。

进一步的：交流海上升压站顶层甲板上设置通信继保室，通信继保室与66kV开关柜室在交流海上升压站同一侧设置，通信继保室内设置二次屏柜和组合台，所述66kV开关柜和二次屏柜分别在66kV开关柜室和通信继保室内靠墙布置，66kV开关柜、二次屏柜柜后均预留通风散热和维护空间，66kV开关柜、二次屏柜柜前留有操作空间。

进一步的：交流海上升压站设置备用应急电源，备用应急电源设置在备用电源室，备用电源室与66kV开关柜室在交流海上升压站同一侧设置，备用应急电源为储能蓄电池系统或柴油发电机组，蓄电池系统包括储能电池簇、汇流柜、电池控制柜、变流器、隔离主变压器、进线柜。

进一步的：交流海上升压站底层夹板上设置暖通机房和水泵房，暖通机房和水泵房与高压GIS配电装置室在交流海上升压站同一侧设置，水泵房内仅设置消防用细水雾水箱和水泵。

进一步的：所述主变室、高压GIS配电装置室和高压电抗器室处在交流海上升压站中层甲板处，且均与顶层甲板相对应的位置敞开设置，在顶层甲板上分别形成主变室上空、高压GIS配电装置室上空以及高压电抗器室上空。

进一步的：交流海上升压站顶层甲板上设置第一蓄电池室和第二蓄电池室，第一蓄电池室与主变室在交流海上升压站同一侧设置，第二蓄电池室与66kV开关柜室在交流海上升压站同一侧设置。

进一步的：所述备用电源室与66kV开关柜室之间设置低压配电室；交流海上升压站中层夹板上设置应急配电室，应急配电室与高压GIS配电装置室在交流海上升压站同一侧设置。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型将66kV交流集电线接入海上升压站，在满足海上风电场电能送出的要求下，尽量精简电气接线，以减少电气设备。其次，通过将舱室紧凑化和取消非必要的舱室来压缩海上升压站的尺寸与重量，以实现海上升压站的轻量化。有效压缩了风电场的建设成本和建设周期，经济效益显著。

附图说明

图1是本实用新型的一层平面布置图；

图2是本实用新型的二层平面布置图；

图3是本实用新型的三层平面布置图；

图4是本实用新型高压海缆的引上示意图。

附图标记：101-暖通机房；102-水泵房；103-高压海缆竖直引上区；104-66kV海缆引上区域；201-主变室；202-高压GIS配电装置室；203-备用电源室；204-66kV开关柜室；205-低压配电室；206-应急配电室；207-高压电抗器室；208-锚固装置；209-高压海缆；301-主变室上空；302-高压GIS配电装置室上空；303-高压电抗器室上空；304-第一蓄电池室；305-第二蓄电池室；306-通信继保室。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图1至4所示，一种轻型单台主变的交流海上升压站，包括单台主变压器、气体绝缘开关设备、66kV开关柜、接地变兼站用变以及高压电抗器；

交流海上升压站包括在高度方向上设置的三层甲板，每层甲板均由多个功能房间组成，所述单台主变压器设置在交流海上升压站的主变室201内，主变室201高10m；气体绝缘开关设备设置在高压GIS配电装置室202内，高压GIS配电装置室202内的气体绝缘开关设备接线形式为1组线变组接线，室内的巡视走道宽度不小于1000mm，靠近断路器侧的主通道宽度为2000mm～3500mm，满足规范要求；高压电抗器设置在高压电抗器室207内，66kV开关柜和接地变兼站用变均设置在66kV开关柜室204内，所述66kV开关柜室204内还设置小电阻柜和二次就地控制柜，设置二次就地控制柜方便开关柜的二次接线，66kV开关柜室204房间高5m；

所述主变室201设置在交流海上升压站中部位置，高压GIS配电装置室202和高压电抗器室207并排设置在主变室201的一侧，高压GIS配电装置室202和高压电抗器室207在高度方向上占用多层甲板，66kV开关柜室204设置在主变室201的另一侧；

所述主变压器和气体绝缘开关设备之间采用线路主变压器组接线，主变压器和气体绝缘开关设备通过气体绝缘管道母线相连，主变压器的高压侧采用直接接地方式，主变室201舱室内不再设置中性点成套设备，使舱室进一步紧凑化，所述高压电抗器和气体绝缘开关设备之间通过气体绝缘管道母线相连，气体绝缘管道母线无需考虑带电距离和电磁干扰；

所述66kV开关柜的每段66kV母线设置一面接地变兼站用变进线柜、一面主变进线柜以及若干面风机进线柜，根据风电场容量大小以及主变压器的低压绕组数量，交流海上升压站设置1段或2段66kV母线，并采用单母线接线。

所述主变压器或高压电抗器与气体绝缘管道母线一端连接，气体绝缘管道母线另一端穿过高压GIS配电装置室202的舱壁与气体绝缘开关设备连接，在交流海上升压站内为横向布置的形式

66kV开关柜室204下方敞开设置66kV海缆引上区域，66kV海缆穿过海上升压站底层甲板至66kV海缆引上区域，并引上至中层66kV开关柜室204接入66kV开关柜。

所述高压GIS配电装置室202内的海缆进线间隔套筒正下方敞开设置高压海缆209竖直引上区，高压海缆209穿过海上升压站底层甲板，并竖直引上至中层高压GIS配电装置室202的GIS海缆进线间隔套筒处，高压海缆209在底层甲板上通过锚固装置208固定，高压海缆209在交流海上升压站内没有转弯路径段。

交流海上升压站顶层甲板上设置通信继保室306，通信继保室306与66kV开关柜室204在交流海上升压站同一侧设置，通信继保室306内设置二次屏柜和组合台，所述66kV开关柜和二次屏柜分别在66kV开关柜室204和通信继保室306内靠墙布置，66kV开关柜、二次屏柜柜后均预留通风散热和维护空间，66kV开关柜、二次屏柜柜前留有操作空间，所有接线及调试都在柜前完成。

交流海上升压站设置备用应急电源，备用应急电源设置在备用电源室203，备用电源室203尺寸为9.75m×6.6m，高5m，备用电源室203与66kV开关柜室204在交流海上升压站同一侧设置，备用应急电源为储能蓄电池系统或柴油发电机组，蓄电池系统包括储能电池簇、汇流柜、电池控制柜、变流器、隔离主变压器、进线柜。储能电池一般选用磷酸铁锂电池，其容量和放电时间根据应急负荷容量、持续时间、系统效率、放电深度等确定。

交流海上升压站底层夹板上设置暖通机房101和水泵房102，暖通机房101和水泵房102与高压GIS配电装置室202在交流海上升压站同一侧设置，水泵房102内仅设置消防用细水雾水箱和水泵，不再设置供人员值守使用的生活水箱和生活水泵，房间高3.5m。暖通机房101设置全部暖通设备，房间高4.0m。

所述主变室201、高压GIS配电装置室202和高压电抗器室207处在交流海上升压站中层甲板处，且均与顶层甲板相对应的位置敞开设置，在顶层甲板上分别形成主变室上空301、高压GIS配电装置室上空302以及高压电抗器室上空303。交流海上升压站顶层甲板上设置第一蓄电池室304和第二蓄电池室305，第一蓄电池室304与主变室201在交流海上升压站同一侧设置，第二蓄电池室305与66kV开关柜室204在交流海上升压站同一侧设置，

所述备用电源室203与66kV开关柜室204之间设置低压配电室205；交流海上升压站中层夹板上设置应急配电室206，应急配电室206与高压GIS配电装置室202在交流海上升压站同一侧设置，低压配电室205内的7面低压柜，应急配电室206内的5面低压柜，低压柜均靠墙放置，柜前检修，分单列布置。

本实用新型不设置供人员值班的临时休息室，也不设置供人员生活的储水箱、污水处理系统等设备。本实用新型相对于传统海上升压站，除了在第一蓄电池室304和第二蓄电池室305、通信继保室306外设置有巡视走道两条走道在三层相互独立)，取消围绕三层其他所有舱室的巡视走道，仅在楼梯由二层引至三层后，将巡视走道延伸至三层舱室入口附近。本实用新型取消三层引上至四层的楼梯，仅设置引上的带护笼钢爬梯，每层的各个舱室之间不设置内走道。

本实用新型取消高压GIS配电装置室202室内检修用行车，仅在高压GIS配电装置室202舱室上方设置检修吊盖，以降低高压GIS配电装置室202整体层高。当高压GIS配电装置即气体绝缘开关设备)出现局部故障时，可以用屋顶小吊机将高压GIS配电装置故障部件吊至运输船上；当高压GIS配电装置出现整体故障时，可以用吊装船将高压GIS配电装置设备整体吊至运输船上，最终送至具有更好维修环境的陆地检修基地。

在本实施例中，轻型单台主变的交流海上升压站的一层尺寸为43.2m×26.5m×5m，二层尺寸为47.5m×30.7m×5m，三层尺寸为46.3m×26.2m×5m，以上尺寸均为长×宽×高)，层高均为楼面到楼面之间的距离，适用于装机容量为400MW的海上风电场，较现有装机容量为400MW、35kV海缆接入、有高压电抗器的交流海上升压站一至三层尺寸分别为39m×39.8m×6.5m，52.1m×43.9m×5m，52.1m×43.9m×5m)甲板面积减小约38％，层高降低约9.1％，重量减轻约28％。

依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的一种轻型单台主变的交流海上升压站，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：包括单台主变压器、气体绝缘开关设备、66kV开关柜、接地变兼站用变以及高压电抗器；

交流海上升压站包括在至下而上设置的三层甲板，所述单台主变压器设置在交流海上升压站的主变室(201)内，气体绝缘开关设备设置在高压GIS配电装置室(202)内，高压电抗器设置在高压电抗器室(207)内，66kV开关柜和接地变兼站用变均设置在66kV开关柜室(204)内；

所述主变室(201)设置在交流海上升压站中部位置，高压GIS配电装置室(202)和高压电抗器室(207)并排设置在主变室(201)的一侧，主变室(201)、高压GIS配电装置室(202)和高压电抗器室(207)在高度方向上占用多层甲板，66kV开关柜室(204)设置在主变室(201)的另一侧；

所述主变压器和气体绝缘开关设备之间采用线路主变压器组接线，主变压器和气体绝缘开关设备通过气体绝缘管道母线相连，主变压器的高压侧采用直接接地方式，所述高压电抗器和气体绝缘开关设备之间通过气体绝缘管道母线相连；

风电场所发电能通过66kV海缆接入海上升压站内的66kV开关柜，66kV开关柜的每段66kV母线设置一面接地变兼站用变进线柜、一面主变进线柜以及若干面风机进线柜，交流海上升压站设置1段或2段66kV母线，并采用单母线接线。

2.根据权利要求1所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：主变压器或高压电抗器均与气体绝缘管道母线一端连接，气体绝缘管道母线另一端穿过高压GIS配电装置室(202)的舱壁与气体绝缘开关设备连接。

3.根据权利要求1所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：66kV开关柜室(204)下方敞开设置66kV海缆引上区域(104)，66kV海缆穿过海上升压站底层甲板至66kV海缆引上区域(104)，并引上至中层甲板上的66kV开关柜室(204)接入66kV开关柜。

4.根据权利要求1所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：所述高压GIS配电装置室(202)内的海缆进线间隔套筒正下方敞开设置高压海缆竖直引上区(103)，高压海缆(209)穿过海上升压站底层甲板，并竖直引上至中层高压GIS配电装置室(202)的GIS海缆进线间隔套筒处，高压海缆(209)在底层甲上通过锚固装置(208)固定，高压海缆(209)在交流海上升压站内没有转弯路径段。

5.根据权利要求1所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：交流海上升压站顶层甲板上设置通信继保室(306)，通信继保室(306)与66kV开关柜室(204)在交流海上升压站同一侧设置，通信继保室(306)内设置二次屏柜和组合台，所述66kV开关柜和二次屏柜分别在66kV开关柜室(204)和通信继保室(306)内靠墙布置，66kV开关柜、二次屏柜柜后均预留通风散热和维护空间，66kV开关柜、二次屏柜柜前留有操作空间。

6.根据权利要求1所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：交流海上升压站设置备用应急电源，备用应急电源设置在备用电源室(203)，备用电源室(203)与66kV开关柜室(204)在交流海上升压站同一侧设置，备用应急电源为储能蓄电池系统或柴油发电机组，蓄电池系统包括储能电池簇、汇流柜、电池控制柜、变流器、隔离主变压器、进线柜。

7.根据权利要求1所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：交流海上升压站底层夹板上设置暖通机房(101)和水泵房(102)，暖通机房(101)和水泵房(102)与高压GIS配电装置室(202)在交流海上升压站同一侧设置，水泵房(102)内仅设置消防用细水雾水箱和水泵。

8.根据权利要求1所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：所述主变室(201)、高压GIS配电装置室(202)和高压电抗器室(207)处在交流海上升压站中层甲板处，且均与顶层甲板相对应的位置敞开设置，在顶层甲板上分别形成主变室上空(301)、高压GIS配电装置室上空(302)以及高压电抗器室上空(303)。

9.根据权利要求1所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：交流海上升压站顶层甲板上设置第一蓄电池室(304)和第二蓄电池室(305)，第一蓄电池室(304)与主变室(201)在交流海上升压站同一侧设置，第二蓄电池室(305)与66kV开关柜室(204)在交流海上升压站同一侧设置。

10.根据权利要求6所述的一种轻型单台主变的交流海上升压站，其特征在于：所述备用电源室(203)与66kV开关柜室(204)之间设置低压配电室(205)；交流海上升压站中层夹板上设置应急配电室(206)，应急配电室(206)与高压GIS配电装置室(202)在交流海上升压站同一侧设置。

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