JP5603118B2 - 水中変電所 - Google Patents
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Description
(3相電力を搬送するのに適していることが可能である)電気ケーブルはすべて、USPの固定式ドーム型端部23上に取り付けられ、容器20の外部から内部に延在している密閉型水密性ケーブル接続ポイント(「ペネトレータ」)を通って配列される。設計の一部として、ケーブル接続固定具は、建造中、ドーム型端部の中に溶接される。これらは、それぞれのケーブルの端部に工場で取り付けられるケーブル終端部を受けるために寸法を補正するように設計されている。終端部は次いで、それぞれのケーブル接続固定具内に取り付けられ、密閉される。これらの終端部はすべて、製造時に、深さ設計圧力に対して圧力試験される。それぞれのより低い電圧のケーブル(LV1〜LVNおよび対応するケーブルL1〜LN)は、個別のケーブル接続固定具まで、およびその固定具を抜けて延びる(より低い電圧のケーブルのすべての位相が1つの貫入部を介して入っても、または位相ごとに1つの貫入部があってもよい)。より高い電圧のケーブル(HV)もまた、図3に示される実施形態においてケーブル接続固定具を有し、より高い電圧のケーブルのそれぞれの位相(28A、28B、28C)は、別個に入る/出ることが可能である。すべてのケーブルは、ケーブル接続固定具に入る前に、機械的な終端処理および張力緩和の手段を有する。
フレーム114は、まず固定式ドーム型端部が取り付けられて製造される。電気的スキッドがビルドアップされ、試験され、次いで、完全なスキッドがフレーム内に挿入され、すべてのケーブル接続部が形成されることを可能にする。これは、必要に応じて、インライン接続部を陸地まで導くのに、または形成するのに適切な長さのケーブルを外部に含むことになる。電気的接続部が内部で試験されると、圧力容器20の残りの「葉巻形チューブ」(円筒形)部分は、備えられた支持レールを使用して摺動される。ドーム型端部23を完全に定位置で容器20に接続/密閉するフランジ継ぎ手が、ボルトで締められ、継ぎ手内に含まれる2重Oリングによって密閉されると、他の機械的接続部が形成される(図4を参照のこと)。
図1Aに示されるように、配置の際、USP10は、例えば、配置前に一緒にボルトで締められる6個の部分で形成される大きなコンクリート・ベース112上に設置される。このベースは、それが使用されるべき海上の一連のまたは一群のWECに対して便宜上、配置された海底の調査エリア上に置かれる。USP10は、コンクリート・ベース上に形成された位置「ピラミッド」510上にガイド・ラインを使用して、ベース上に降ろされる(図1Aおよび図5Aを参照のこと)。その後の回収では、変電所は、単にコンクリート・ベースから離して引き上げられ、その場合、後に再配置され、コンクリート・ベースは、概して、定位置に残される。
USP10の制御システム/電子機器部は、より高い電圧のケーブル内に含まれても、または個別に、かつ独立してそこから延びてもよい光ファイバ(図2の202)、または他の通信手段を介して陸地に接続される。光ファイバ・ネットワークは、動作のすべての様相のフル遠隔制御とモニタリングとを可能にする。より低い電圧のケーブルもまたそれぞれ、より低い電圧のケーブル内に含まれても、または個別に、かつ独立してそこから延びてもよい光ファイバ(図2の204)、または他の通信手段を搬送することが可能である。光ファイバとコントローラ30の間の接続部はまた、WEC(ブイ)または他の発電装置のフル遠隔制御とモニタリングとを可能にする。
ステップアップ変圧器26は、放射と、放熱器と、直接伝導との組合せにより、USPの内壁に対して受動的に冷却されるように設計されている。熱は、その場合、容器20の壁を通じて、および周囲の海水内に伝導される。設計は、USP内の温度が制御構成要素の長寿命相応のレベルにとどまることを確実にする。これらは、変圧器から、USPの他の端部内のより高感度な電子構成要素への熱の伝達を制限するために、「熱壁」により変圧器を熱的に分離することによって、さらに保護される。
Claims (16)
- 海上に配置され、変電所の外部に配置された一連のそれぞれ独立した発電装置(WEC1−WECN)によって発生する電力を受け取って処理するための水中変電所であって、
外面および内部チャンバを有する容器(20)と、
当該水中変電所を水域の海底上に選択的に設置し、維持するための前記容器の前記外面に結合されている手段(512)と、
前記発電装置のそれぞれによって発生する電力を、前記変電所の外部に配置された対応する水密性接続部(WTC1−WTCN)に結合するための第1の結合手段(LV1−LVN)、及び前記容器の外面に沿って配置され、前記容器の外面から前記内部チャンバ内に延在する密閉型水密性接続部(P1−PN)(「ペネトレータ」と称する)に前記水密性接続部を結合する第2の結合手段(L1−LN)と、
前記一連の発電装置によって発生する電力を組み合わせ、処理するための、および効率的に陸上施設への伝送に適している出力を生成するための前記内部チャンバ内の電力処理手段(CB1−CBN、24、30)とを備え、
前記電力処理手段は、入力ポートおよび出力ポートを有し、高電圧ケーブル(28)を介して陸地に伝送するための前記入力ポートにおいて印加される前記電圧の振幅を引き上げるための電圧ブースト手段(26)を含む、水中変電所。 - 前記電力処理手段は、前記ペネトレータと前記電圧ブースト手段(24、26)の前記入力ポートとの間で結合され、前記発電装置の出力を、前記電圧ブースト手段の入力ポートから選択的に接続し、遮断するための制御可能な接続/遮断手段(CB1−CBN)を有する電圧処理手段と、
前記制御可能な接続/遮断手段の接続及び遮断を選択的に遠隔から制御して、前記電圧ブースト手段の前記入力ポートに印加される前記発電装置の出力を制御するための前記制御可能な接続/遮断手段に結合されている制御手段(30)と
を含む、請求項1に記載の水中変電所。 - 前記電圧ブースト手段は変圧器(26)であり、
前記電圧処理手段は、前記制御可能な接続/遮断手段(CB1−CBN)と前記変圧器(26)の入力ポートとの間に結合される電圧プロセッサ(24)を含む、請求項2に記載の水中変電所。 - 前記チャンバ内の標準構成要素の使用を可能にするために、前記内部チャンバ内の圧力を大気圧に維持するための手段を含む、請求項2に記載の水中変電所。
- 前記変圧器は、周囲の水域と接触している前記容器の前記外面に前記変圧器を熱的に結合することによって冷却される、請求項3に記載の水中変電所。
- 前記一連の発電装置は、波エネルギー変換器(WEC)であり、
前記容器は、人員専用路が設けられている前端部(21)と、前記ペネトレータが接続される隔壁となる後端部(23)とを含む円筒形状を有して形成されている、請求項3に記載の水中変電所。 - 前記接続/遮断手段は、固体の装置から成る回路ブレーカである、請求項3に記載の水中変電所。
- 前記変電所は、モジュール構成要素を使用して形成されている、請求項1に記載の水中変電所。
- 前記発電装置のそれぞれは、対応する水密性接続部に第1のケーブルを介して接続され、
前記対応する水密性接続部は、対応するペネトレータに第2のケーブルを介して接続され、
前記第1のケーブルおよび前記第2のケーブルの長さは、前記周囲の水域に沿って適した位置にある前記水密性接続部にそれぞれ連結可能に選択される、請求項1に記載の水中変電所。 - 電圧プロセッサと、コントローラと、前記コントローラ、前記電圧プロセッサ、および前記電圧ブースト手段に信号を選択的に供給するための光ファイバ手段とが含まれる、請求項2に記載の水中変電所。
- 選択された故障および環境状態を感知し、処理するために前記コントローラに供給するための複数のセンサ(33、35、36)をさらに含む、請求項10に記載の水中変電所。
- 前記水中変電所を水域の海底上に選択的に設置し、維持するための前記容器の前記外面に結合されている手段は、位置ピンを含む、請求項1に記載の水中変電所。
- 前記水中変電所を水域の海底上に選択的に設置し、維持するための前記容器の前記外面に結合されている手段は、埋込みダガー(512)を含む、請求項1に記載の水中変電所。
- 海上に配置され、変電所の外部に配置された一連のそれぞれ独立した発電装置によって発生する電力を受け取って処理するための水中変電所であって、
外面および内部チャンバを有し、水域の海底に固定されるようになされている容器と、
前記変電所の外部に配置された前記発電装置よって発生する電力を、前記容器の外面に配置され、前記容器の前記外面から前記内部チャンバ内に延在している密閉型水密性接続部(「ペネトレータ」と称する)に結合するための手段と、
前記一連の発電装置によって発生する電力を組み合わせ、処理するための、および効率的に陸上施設に伝送するのに適している出力を生成するための前記内部チャンバ内の電力処理手段とを備え、
前記電力処理手段は、
(a)入力ポートおよび出力ポートを有し、高電圧ケーブルを介して陸上に伝送するための前記入力ポートに印加される電圧の振幅を引き上げるための電圧ブースト手段と、
(b)前記ペネトレータと前記電圧ブースト手段の入力ポートとの間に結合され、前記発電装置の出力を、前記電圧ブースト手段の入力ポートから選択的に接続し、遮断するための制御可能な接続/遮断切り替え手段を有する電圧処理手段と、
(c)前記制御可能な接続/遮断切り替え手段の接続および遮断を選択的に遠隔から制御して、前記電圧ブースト手段の入力ポートに印加される前記発電装置の出力を制御するための前記制御可能な接続/遮断切り替え手段に結合される電圧プロセッサを含む制御手段と
を備える、水中変電所。 - 海上に配置され、変電所の外部に配置された一連のそれぞれ独立した発電装置によって発生する電力を受け取って処理するための水中変電所であって、
外面および内部チャンバを有し、水域の海底に固定されるようになされている容器と、
前記一連のそれぞれ独立した発電装置によって発生する電力を第1の組の密閉型水密性コネクタに結合するための第1の組のケーブル、および前記第1の組に対応しており、ペネトレータと呼ばれる、前記容器の前記外面から前記内部チャンバ内に延在している前記第1の組の密閉型水密性コネクタと第2の組の水密性コネクタとの間に接続されている第2の組のケーブルと、
前記第1の組の密閉型水密性コネクタおよび電圧ブースト手段の間に結合される制御可能な接続/遮断手段と、前記一連のそれぞれ独立した発電装置によって発生する電力を組み合わせ、処理するための、および効率的に陸上施設に伝送するのに適している出力を生成するための前記電圧ブースト手段とを含む前記内部チャンバ内の電力処理手段と
を備える水中変電所。 - 前記第1の組の密閉型水密性コネクタは、前記発電装置の接続および遮断を容易にするために、前記水域面に引き上げ可能である、請求項15に記載の水中変電所。
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