CN222127417U - 适配1/6c倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，属于新能源电站配电设备技术领域。包括：箱变箱体和三台1250kW储能变流器；箱变箱体内分为变压器室、高压室、低压室；直流侧6台储能电池集装箱通过电缆与储能变流器连接，储能变流器通过铜排与变压器低压侧进行连接，变压器高压侧通过铜排与高压开关连接，高压开关下开有电缆孔接入局域电网。变压器室内安装有一台SCB13型干变式变压器；高压室内安装有断路器开关、避雷器和电流互感器等电气元件；低压室安装有低压元件组成的低压框架柜、辅助变压器。本发明设备集成度更高，散热效果更好，成本更低，满足目前容量大。
Description
技术领域
本发明涉及一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，属于新能源电站配电设备技术领域。
背景技术
本发明对于背景技术的描述属于与本发明相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本发明的发明内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本发明在首次提出申请的申请日的现有技术。
随着新能源的发展，对配置储能的需求越来越大，目前电化学储能电池在我国应用范围较广。而电化学储能电池所产生的为直流电，与电网之间需要变流设备和变压设备进行转换。目前市场上将储能变流器与传统箱变集成在一起为储能变流升压一体机，应用较多的为集中式储能变流升压一体机，其多用于新能源发电站以及电网侧储能电站。目前充放电倍率大多为0.5C，少数为1C和0.25C。随着市场发展，目前一种用于大型工厂或小区的储能电站被提出，该类型电站占地面积小，容量大，充放电倍率为1/6C，储能电池以多簇集成在集装箱里，急需一种配置储能电池的变流升压装置。
对于大型工厂或小区的储能电站，其剩余可利用空地面积较少，而其对储能电池容量需求较大，充放电倍率要求较小。当采用工商业储能柜时，同等容量下较集中式方案整体项目占地面积较大，且工商业储能柜价格较高，项目电缆等附件需求也更多，经济性较差。目前有一种1/6C倍率储能集装箱方案，若搭配组串式储能变流升压一体机，则成本过高，若选用集中式方案，则较难选用和布置储能变流器。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，本发明的适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机相比于常规集中式方法及产品，单台一体机功率更大，集成度更高，散热效果更好，成本更低，满足目前容量大，充放电倍率为1/6C的储能电站需求，通过设计断路器开关集成框架和低压柜框架对空间利用率更高效，并且安装更加模块化，合适的铜排连接设计既保证了安全，又降低了成本，通过布局设计了合理风道及散热装置使得散热效果更好，避免了过热造成的安全问题；一体机内设置了多种传感器与系统进行链接，通过AI智能算法进行识别处理及控制，保证了安全性。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：
一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，包括：箱变箱体和三台1250kW储能变流器；
箱变箱体内分为变压器室、高压室、低压室；
直流侧6台储能电池集装箱通过电缆与储能变流器连接，储能变流器通过铜排与变压器低压侧进行连接，变压器高压侧通过铜排与高压开关连接，高压开关下开有电缆孔接入局域电网；变压器室内安装有一台SCB13型干变式变压器；高压室内安装有断路器开关、避雷器和电流互感器等电气元件；低压室安装有低压元件组成的低压框架柜、辅助变压器。
进一步的，所述的箱变箱体和三台1250kW储能变流器安装在底托上。
进一步的，所述的变压器室内安装有一台SCB13型干变式变压器，变压器线圈底部安装有轴流式风机，变压器底部底座上开有进风孔，在变压器室侧板上方安装有风机；变压器每个线圈内都安装一个温度探头，实时监测变压器温度变化并反馈至温度控制器，变压器室侧板处安装有温湿度感应器监测变压器室环境；变压器室顶部安装有烟雾报警器和防爆灯，烟雾报警器连接跳闸信号。
进一步的，所述的高压室内安装有一台12kV户内高压交流真空断路器，并搭建一个框架对断路器进行固定，其中断路器隔离刀在下侧，接地刀在上侧，断路器下口部分三相各引出一根铜排，接入进线电缆和避雷器，避雷器也固定在框架下方，断路器上口部分通过铜排连接至电流互感器，电流互感器安装在高压室底座上，并且电流互感器各相通过铜排连接至变压器高压侧；断路器上下口都安装有电压互感器和带电显示器，框架门上安装有电磁锁和压板保证五防联锁；高压室顶部安装有烟雾报警器和防爆灯，烟雾报警器连接跳闸信号。
进一步的，所述的低压室内安装有集成低压元器件的低压柜和辅助变压器，辅助变压器690V侧通过电缆连接至低压柜内塑壳断路器下口，塑壳断路器上口通过电缆连接至主变压器低压侧进行取电，辅助变压器380V侧连接至低压柜内的开关电源，双电源切换转换开关和控制微型断路器开关并联接入开关电源，UPS和铅酸蓄电池接入其控制微型断路器上，浪涌保护器通过熔断器式隔离开关接入低压柜内电路中；箱变测控装置和变压器温控装置安装在低压柜面板上，其中高压开关控制信号、烟感信号、温控信号、门锁信号接入箱变测控装置，变压器温控装置用来监测控制变压器线圈温度；加热器安装在低压柜下部，温湿度感应器安装在低压柜内侧板上，低压室侧板上会安装有排风风机。
本发明实施例具有如下有益效果：
本发明的适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机相比于常规集中式方法及产品，单台一体机功率更大，集成度更高，散热效果更好，成本更低，满足目前容量大，充放电倍率为1/6C的储能电站需求，通过设计断路器开关集成框架和低压柜框架对空间利用率更高效，并且安装更加模块化，合适的铜排连接设计既保证了安全，又降低了成本，通过布局设计了合理风道及散热装置使得散热效果更好，避免了过热造成的安全问题；一体机内设置了多种传感器与系统进行链接，通过AI智能算法进行识别处理及控制，保证了安全性。
在本发明中，储能变流器与箱体之间通过桥架连接，由于是通过铜排连接变压器与储能变流器，因此桥架留有18mm的可变区间，增大生产和组装容错率，并且桥架防水性较好。设计了合理的框架集成了高压开关和避雷器，使得安装更加便利，并且框架式结构精确性更高。低压元器件也设计了合理的框架式柜子进行集成，通用性更高，安装更便利，成本更低。
附图说明
图1为本发明一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机中一次主方案示意图；
图2为为本发明一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机中储能变流升压一体机俯视图；
图3为本发明一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机中储能变流升压一体机正视图；
图4为本发明一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机中储能变流升压一体机后视图；
图5为本发明一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机中储能变流升压一体机侧视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请进行进一步的介绍。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。不同实施例之间可以替换或者合并组合，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施方式。
结合附图1-5，一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，包括：箱变箱体和三台1250kW储能变流器1；
箱变箱体内分为变压器室2、高压室4、低压室3；
直流侧6台储能电池集装箱通过电缆与储能变流器1连接，储能变流器1通过铜排21与变压器22低压侧进行连接，变压器22高压侧通过铜排25与高压开关连接，高压开关下开有电缆孔接入局域电网。变压器室2内安装有一台SCB13型干变式变压器22；高压室4内安装有断路器43开关、避雷器和电流互感器41等电气元件；低压室3安装有低压元件组成的低压框架42柜、辅助变压器32。
在本实用新型的一些实施例中，所述的箱变箱体(顶部设有顶盖5)和三台1250kW储能变流器1安装在底托6上(底托6上设有吊杆61和接地铜排62)。
在本实用新型的一些实施例中，所述的变压器室2内安装有一台SCB13型干变式变压器22，变压器22线圈底部安装有6个轴流式风机进行强制散热，变压器22底部底座上开有足够的进风孔，进风孔上安装有防尘网，在变压器室2侧板上方安装有6个风机进行排风，与变压器22本体风机形成良好的散热循环，避免变压器22工作时超温。变压器22每个线圈内都安装一个温度探头，实时监测变压器22温度变化并反馈至温度控制器，当监测到变压器22某一个线圈温度达到100℃时，启动变压器22本体风机和排风风机，当变压器22三个线圈温度都降到80℃以下时，停止风机运行，当监测到变压器22某一个线圈温度达到140℃时，进行报警跳闸，保护一体机内元器件安全运行。变压器室2侧板处安装有温湿度感应器监测变压器室2环境，当发现变压器室2温湿度超出限定值时，启动排风风机进行降温和排湿。变压器室2顶部安装有烟雾报警器和防爆灯，烟雾报警器连接跳闸信号，当发生起火时感应并跳闸，防爆灯保证变压器室2内照明。
在本实用新型的一些实施例中，所述的高压室4安装有一台12kV户内高压交流真空断路器43，并利用型材搭建了一个框架42对断路器43进行固定，其中断路器43隔离刀在下侧，接地刀在上侧，断路器43下口部分三相各引出一根铜排，接入进线电缆和避雷器，避雷器也固定在框架42下方，断路器43上口部分通过铜排连接至电流互感器41，电流互感器41安装在高压室4底座上，并且电流互感器41各相通过铜排连接至变压器22高压侧；断路器43上下口都安装有电压互感器和带电显示器，框架42门上安装有电磁锁和压板保证五防联锁。高压室4顶部安装有烟雾报警器和防爆灯，烟雾报警器连接跳闸信号，当发生起火时感应并跳闸，防爆灯保证高压室4内照明。
在本实用新型的一些实施例中，所述的低压室3内安装有集成低压元器件的低压柜31和辅助变压器32，辅助变压器32690V侧通过电缆连接至低压柜31内塑壳断路器43下口，塑壳断路器43上口通过电缆连接至主变压器22低压侧进行取电，辅助变压器32380V侧连接至低压柜31内的开关电源，双电源切换转换开关和各个元器件的控制微型断路器43开关并联接入开关电源，UPS和铅酸蓄电池接入其控制微型断路器43上，浪涌保护器通过熔断器式隔离开关接入低压柜31内电路中。箱变测控装置和变压器22温控装置安装在低压柜31面板上，其中高压开关控制信号、烟感信号、温控信号、门锁信号接入箱变测控装置，变压器22温控装置用来监测控制变压器22线圈温度。加热器安装在低压柜31下部，温湿度感应器安装在低压柜31内侧板上，低压室3侧板上会安装有排风风机23(外设有排风口24)，当监测到低压室3内温度大于40摄氏度时，会启动排风风机24进行散热，低于30℃时风机停止运行，当监测到湿度大于设定值时启动加热器提高低压室3内干燥度。由于铅酸蓄电池较重，因此将铅酸蓄电池和UPS放置在低压柜31内下部位置，微断等元器件通过卡槽和自攻钉固定在低压柜31内安装板上。
一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机的控制方法，包括如下步骤：
储能电池箱通过电缆接入一体机储能变流器1侧，一体机高压开关下口通过电缆接入局域电网，从而将储能系统并入电网系统。储能电池箱进行充放电前，需要先将储能系统接入局域电网，保证高压开关合闸，变压器22处于空载状态。
当储能电池箱进行充放电时，控制室给出远端信号，先控制储能电池箱内的断路器43进行合闸，再储能变流器1工作进行合闸，此时储能电池进行一定功率下充放电，主变压器22进入负载状态，一体机内各元器件也进行工作，变压器22工作时会产生较多热量，当监测到变压器22某一线圈温度达到100℃时，启动变压器22本体风机和排风风机进行强制散热，此时变压器室2内热量被带走至环境中，当变压器22三个线圈温度都降到80℃以下时，停止风机运行。低压柜31内元器件发热会产生一定热量，当监测到温度超过40℃时，启动低压室3排风机进行强制散热，当散热至温度低于30℃时，停止风机运行。当储能电池箱充满电或放完电时，储能变流器1会自动降低充放电功率至0，此时主变压器22恢复至空载状态。
本发明涉及适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机相比于常规集中式方法及产品，单台一体机功率更大，集成度更高，散热效果更好，成本更低，满足目前容量大，充放电倍率为1/6C的储能电站需求，通过设计断路器开关集成框架和低压柜框架对空间利用率更高效，并且安装更加模块化，合适的铜排连接设计既保证了安全，又降低了成本，通过布局设计了合理风道及散热装置使得散热效果更好，避免了过热造成的安全问题；一体机内设置了多种传感器与系统进行链接，通过AI智能算法进行识别处理及控制，保证了安全性。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上介绍仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，其特征在于，包括：箱变箱体和三台1250kW储能变流器；
箱变箱体内分为变压器室、高压室、低压室；
直流侧6台储能电池集装箱通过电缆与储能变流器连接，储能变流器通过铜排与变压器低压侧进行连接，变压器高压侧通过铜排与高压开关连接，高压开关下开有电缆孔接入局域电网；变压器室内安装有一台SCB13型干变式变压器；高压室内安装有断路器开关、避雷器和电流互感器；低压室安装有低压元件组成的低压框架柜、辅助变压器。
2.根据权利要求1所述的适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，其特征在于，所述的箱变箱体和三台1250kW储能变流器安装在底托上。
3.根据权利要求1所述的适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，其特征在于，所述的变压器室内安装有一台SCB13型干变式变压器，变压器线圈底部安装有轴流式风机，变压器底部底座上开有进风孔，在变压器室侧板上方安装有风机；变压器每个线圈内都安装一个温度探头，实时监测变压器温度变化并反馈至温度控制器，变压器室侧板处安装有温湿度感应器监测变压器室环境；变压器室顶部安装有烟雾报警器和防爆灯，烟雾报警器连接跳闸信号。
4.根据权利要求1所述的适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，其特征在于，所述的高压室内安装有一台12kV户内高压交流真空断路器，并搭建一个框架对断路器进行固定，其中断路器隔离刀在下侧，接地刀在上侧，断路器下口部分三相各引出一根铜排，接入进线电缆和避雷器，避雷器也固定在框架下方，断路器上口部分通过铜排连接至电流互感器，电流互感器安装在高压室底座上，并且电流互感器各相通过铜排连接至变压器高压侧；断路器上下口都安装有电压互感器和带电显示器，框架门上安装有电磁锁和压板保证五防联锁；高压室顶部安装有烟雾报警器和防爆灯，烟雾报警器连接跳闸信号。
5.根据权利要求1所述的适配1/6C倍率充放电储能集装箱的集中式储能变流升压一体机，其特征在于，所述的低压室内安装有集成低压元器件的低压柜和辅助变压器，辅助变压器690V侧通过电缆连接至低压柜内塑壳断路器下口，塑壳断路器上口通过电缆连接至主变压器低压侧进行取电，辅助变压器380V侧连接至低压柜内的开关电源，双电源切换转换开关和控制微型断路器开关并联接入开关电源，UPS和铅酸蓄电池接入其控制微型断路器上，浪涌保护器通过熔断器式隔离开关接入低压柜内电路中；箱变测控装置和变压器温控装置安装在低压柜面板上，其中高压开关控制信号、烟感信号、温控信号、门锁信号接入箱变测控装置，变压器温控装置用来监测控制变压器线圈温度；加热器安装在低压柜下部，温湿度感应器安装在低压柜内侧板上，低压室侧板上会安装有排风风机。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |