KR20140127334A - 타워 내의 변압기를 위한 방화 모듈을 포함하는 풍력 발전 설비 - Google Patents

타워 내의 변압기를 위한 방화 모듈을 포함하는 풍력 발전 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 하부 타워 세그먼트(102a)를 가진 타워(102) 및 변압기(500)를 내화적으로 수용하기 위한 예비 제조된 방화 모듈(300)을 포함하는 풍력 발전 설비에 관한 것이다. 방화 모듈(300)은 하부 타워 세그먼트(102b) 내에 배치된다.

Description

타워 내의 변압기를 위한 방화 모듈을 포함하는 풍력 발전 설비{WIND POWER PLANT HAVING A FIRE PROTECTION MODULE FOR A TRANSFORMER IN THE TOWER}
본 발명은 풍력 발전 설비에 관한 것이다.
일반적으로 풍력 발전 설비는 타워의 하부 영역에 또는 타워의 둘레에 변환기를 구비한 전력함과 변압기를 포함한다. 전력함 및 변압기들에 적절한 방화 기능이 제공되어야 한다.
우선권 출원 시 독일 특허청에 의해 간행물 DE 103 10 036 A1호가 조사되었다.
본 발명의 과제는 개선된 방화 기능을 갖는 풍력 발전 설비를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항에 따른 풍력 발전 설비에 의해 해결된다.
이로써 적어도 하나의 하부 타워 세그먼트를 가진 타워 및 변압기를 내화적으로 수용하기 위한 예비 제조된 방화 모듈을 포함하는 풍력 발전 설비가 제공된다. 방화 모듈은 하부 타워 세그먼트 내에 배치된다.
방화 모듈은, 모듈에서 발생하는 화재를 적어도 일시적으로 모듈 내에서 제한하기 위해 이용된다. 이로써, 모듈은 적어도 일시적으로 풍력 발전 설비의 나머지 부분으로부터 열 차단될 수 있다.
본 발명의 양상에 따라 방화 모듈은 서비스 직원을 위한 제 1 개구와 변압기 교체를 위한 제 2 개구를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따라 방화 모듈은 전기 케이블 및/또는 전기 버스 바아 시스템을 위한 적어도 하나의 방화벽을 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따라 방화 모듈은 변압기의 교체를 위한 변압기 운반 레일 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따라 방화 모듈은 운반 중에 변압기를 고정시키는 운반 고정 장치를 포함한다.
방화 모듈은 바람직하게 콘크리트로 제조되고, 바람직하게는 프리캐스트 콘크리트(precast concrete)부로서 제작된다.
이로써 풍력 발전 설비에 타워가 제공되고, 이 경우 타워 영역에 변압기를 수용하기 위한 예비 제조된 방화 모듈이 제공되고, 모듈 내의 개구 또는 도어는, 필요한 방화 기능이 보장될 수 있도록 폐쇄될 수 있다.
모듈은 특히 방화 모듈로서 형성되고, 변압기를 수용하는데 이용된다. 변압기는 1000 V보다 큰 출력 전압, 즉 중전압을 갖는다. 방화 모듈은 선택적으로 2개의 도어를 포함하고, 상기 도어는 내화성이다. 또한, 도어들은 선택적으로 내압성일 수 있으므로, 상기 도어들은 폭발 시에도 방화 모듈의 내부에서 유지된다. 방화 모듈은 바람직하게 발전소 내의 변압기와 함께 예비 제조되고, 하나의 유닛으로서 설치 장소로 운반된다. 방화 모듈은 바람직하게 서비스 직원을 위한 도어와 변압기의 교체를 위한 도어를 포함한다. 방화 모듈 내에 변압기의 교체를 위한 레일 장치가 제공될 수 있다. 레일 장치는 변압기 운반 고정 장치를 포함할 수 있고, 상기 고정 장치는 방화 모듈의 운반 시 작동된다. 선택적으로 방화 모듈은 변압기 하부에 오일 팬(oil pan)을 포함할 수 있다.
변압기에 추가로 또는 대안으로서 전자 전력 유닛이 방화 모듈 내에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 종속 청구항의 대상이다.
본 발명의 다른 장점 및 실시예들은 하기에서 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 풍력 발전 설비를 도시한 사시도.
도 2a 내지 도2d는 도 1의 풍력 발전 설비의 타워의 하부 섹션을 다양하게 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 방화 모듈을 개략적으로 도시한 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 방화 모듈을 도시한 단면도.
도 1은 타워(102; 하부 타워 세그먼트(102a)를 포함) 및 포드(pod)(104)를 포함하는 풍력 발전 설비(100)를 도시한다. 나셀(104)에 예를 들어 3개의 로터 블레이드(108)와 스피너(110)를 포함하는 로터(106)가 배치된다. 로터(106)는 작동 시 바람에 의해 회전 운동하고, 이로 인해 나셀(104) 내의 발전기를 구동함으로써 전기 에너지가 발생한다. 하부 타워 세그먼트(102a)를 포함하는 타워(102)는 기초부(200) 상에 배치된다.
도 2a 내지 도 2d는 제 1 실시예에 따른 풍력 발전 설비의 타워의 하부 섹션의 다양한 도면을 개략적으로 도시한다. 풍력 발전 설비(100)의 타워(102)의 하부 타워 세그먼트(102a)는 기초부(콘크리트 기초부)(200) 상에 제공된다. 하부 타워 세그먼트(102a)는 제 1 및 제 2 도어(102b, 102c), 케이블(10) 및 사다리(20)를 포함할 수 있다. 하부 타워 세그먼트(102a)의 내부에 방화 모듈(300)이 제공될 수 있다. 방화 모듈(300)의 지붕 위에 다양한 전력함들(400)이 제공될 수 있다. 전력함들(400)은 적어도 하나의 변환기 및 다른 파워 전자 장치 유닛들을 포함할 수 있다.
도 2d에 풍력 발전 설비의 하부 타워 세그먼트의 사시도가 도시된다. 풍력 발전 설비의 타워의 하부 세그먼트(102a)는 기초부(200) 상에 제공되고, 제 1 및 제 2 도어(102b, 102c)를 포함한다. 하부 타워 세그먼트(102a)의 내부에 방화 모듈(300)이 제공된다. 방화 모듈의 지붕 위에 변환기와 다른 파워 전자 장치 유닛들을 포함하는 전력함들(400)이 제공될 수 있다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 방화 모듈의 개략도를 도시한다. 방화 모듈(300)은 제 1 및 제 2 도어(320, 330)를 포함한다. 제 1 도어(320)는, 방화 모듈(300) 내의 변압기를 교체하는데 이용될 수 있다. 제 2 도어(330)는 방화 모듈(300) 내의 제어실에 들어가기 위해 서비스 직원에 의해 이용된다. 방화 모듈(300)은 선택적으로 바닥에 변압기 가이드 레일(350), 편향 롤러(370) 및 변압기 운반 고정 장치(360)를 포함한다. 또한, 다수의 방화벽들(390)이 방화 모듈의 벽 내에 제공될 수 있다. 상기 방화벽들(390)은, 방화 모듈(300)의 내부 및 외부 사이의 전기 접속을 제공하기 위해 이용된다. 변압기 가이드 레일(350)은, 변압기가 예컨대 교체를 위해 레일을 따라 이동될 수 있도록 하는데 이용된다. 변압기 운반 고정 장치(360)는 방화 모듈(300)의 운반 시에만 변압기(500)에 고정되어야 한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 변압기(500)와 함께 방화 모듈(300)의 개략도를 도시한다. 변압기(500)는 레일(350) 위에 배치된다. 변압기(500)는 다수의 전기 접속부들(510)을 포함하고, 상기 접속부들은 각각 버스 바아 시스템(700)의 제 1 단부(710)에 전기 접속된다.
방화 모듈(300) 내에 제 1 및 제 2 도어(320, 330)가 제공되고, 이 경우 변압기(500)는 제 1 도어(320)를 통해 분해될 수 있고 또는 운반된다.
도 5는 제 1 또는 제 2 실시예에 기초할 수 있는 제 3 실시예에 따른 방화 모듈을 구비한 풍력 발전 설비의 타워의 하단부의 단면도를 도시한다. 하부 타워 세그먼트(102)의 하단부(102a)는 기초부(200) 상에 배치된다. 하부 타워 세그먼트(102a) 내에 2개의 개구(102e, 102f)가 제공된다. 제 1 개구(102f)는, 변압기(500)를 운반하는데 이용되고, 제 2 개구(102e)는 서비스 직원의 출입에 이용된다. 방화 모듈(300)은 기초부(200)의 상단부(210) 위에 배치될 수 있다. 방화 모듈(300)은 제 1 및 제 2 도어(320, 330), 변압기 가이드 레일(350), 편향 롤러(370) 및 선택적으로 변압기 롤링 로킹 장치(375)를 포함할 수 있다. 레일 장치(350) 위에 변압기(500)가 배치된다. 운반 중에 변압기는 변압기 고정 장치(360)에 의해 지지될 수 있다.
선택적으로 변압기 롤링 로킹 장치(375)는 (운반 시를 제외하고) 고정 장착된다. 편향 롤러(370) 및 상응하는 로프에 의해 변압기는 방화 모듈의 내부로 당겨질 수 있다.
방화 모듈(300) 내에 또한 제어실(600)이 제공된다.
방화 모듈(300)은 선택적으로 팬(800)을 포함할 수 있고, 상기 팬은 변압기 냉각을 위한 유입 공기를 흡인하고, 가열된 공기를 다시 방출한다.
도 6은 제 3 실시예에 따른 방화 모듈(300)의 다른 단면도를 도시한다. 방화 모듈의 베이스에 레일 장치(350)가 제공되고, 상기 레일 장치는 변압기(500)의 롤러를 수용할 수 있다. 변압기(500)의 상부면에 전기 접속부들(510)이 제공되고, 상기 접속부들은 버스 바아(700)에 전기 접속될 수 있다. 버스 바아(700)은 방화 모듈로부터 밖으로 안내된다.
방화벽(340, 390)은, 전기 케이블 및/또는 전기 버스 바아 시스템(700)을 방화 모듈의 내부로부터 밖으로 안내하는데 이용된다. 이 경우 방화벽(340, 390)은, 방화 모듈의 내부 및 외부 영역 사이에서 적어도 일시적으로 열 차단이 이루어질 수 있도록 형성된다. 이는, 단열 재료로 이루어진 방화 그라우팅(grouting)(391)이 방화벽(390)의 영역에 제공됨으로써 달성된다. 방화 그라우팅(391)의 재료는 전기 케이블 및/또는 전기 버스 바아 시스템(700, 701)을 둘러싸고, 방화벽(390)을 밀봉한다. 이로써 방화 그라우팅(391)은 방화벽(390)을 통해 안내되는 버스 바아 시스템의 섹션(701)을 둘러싼다. 방화 모듈의 상부 또는 외부에 버스 바아(702)의 섹션(702)이 돌출한다. 서로 이격 배치된 버스 바아들(701)은 섹션(703)에서 결합하고 또는 서로 접촉한다.
방화 그라우팅의 재료는 예를 들어 Flammadur(430)일 수 있다.
선택적으로 2개의 개구(102e, 102f) 외에 타워 벽 내에 추가 개구가 제공될 수 있다. 추가 개구와 방화 모듈 사이에 환기 채널이 제공될 수 있다. 상기 채널 및 추가 개구는 특히, 예를 들어 폭발로 인해 방화 모듈 내에 발생하는 과압을 외부로 방출하는데 이용된다. 바람직하게 추가 개구의 높이는 예를 들어 바닥 위 3 m 높이에 위치한다. 이로써 작업자가 추가 개구 근처에 있더라도, 갑작스럽게 추가 개구로부터 배출되는 가스에 의해 상기 작업자가 부상을 입지 않는 것이 보장될 수 있다. 이로 인해 방화 모듈의 안전성이 더욱 개선될 수 있다.
또한, 방화 모듈 내부에 선택적으로 소화 유닛이 제공될 수 있다. 상기 소화 유닛은, 방화 모듈의 내부에 발생하는 화재를 소화하는데 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 풍력 발전 설비로서:
    적어도 하나의 하부 타워 세그먼트(102a)를 가진 타워(102), 및
    변압기(500)를 내화적으로 수용하기 위한 예비 제조된 방화 모듈(300)
    를 포함하며, 상기 방화 모듈(300)은 하부 타워 세그먼트(102b) 내에 배치되는 것인 풍력 발전 설비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방화 모듈(300)은 상기 변압기(500)의 교체를 위한 제 1 개구(320)와 서비스 직원을 위한 제 2 개구(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방화 모듈(300)은 전기 케이블 및/또는 전기 버스 바아 시스템을 위한 적어도 하나의 방화벽(390)을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방화 모듈(300)은 변압기 운반 레일 장치(350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방화 모듈(300)은 운반 중에 상기 변압기(500)를 고정시키는 운반 고정 장치(360, 375)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 케이블 및/또는 전기 버스 바아 시스템(700)은 방화벽(390)를 통해 안내되고, 방화벽(340, 390)은 적어도 일시적인 열 차단을 위한 단열 재료로 이루어진 방화 그라우팅(391)을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 방화 모듈 내의 큰 과압을 방출하기 위해 상기 방화 모듈(300)의 내부와 상기 타워의 타워 벽 내의 개구 사이에 채널이 제공되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 설비.
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