TWI811985B - 連接風力渦輪機之功率轉換電路的組件之方法 - Google Patents

Abstract

一種用於將風力渦輪機(1)的功率轉換電路的組件(5)連接到一個以上的連接手段(9)的方法，其中該組件設置在該風力渦輪機(1)內部的支撐結構(6)上，其中該連接手段(9)包含至少一個連接器(10)，並且該組件(5)包含該連接器(10)的至少一個對應物(11)，該方法包含以下步驟： 提供該連接手段(9)並將該組件(5)從該支撐結構(6)抬升， 設置該連接手段(9)在該支撐結構(6)上，並使該連接手段(9)的該連接器(10)與在該抬升的組件(5)的該對應物(11)對齊，以及 降低該組件(5)到該支撐結構(6)上，從而在該連接器(10)和該對應物(11)之間建立連接，以將該組件(5)連接到該連接手段(9)。

Description

連接風力渦輪機之功率轉換電路的組件之方法

本發明涉及一種用於將風力渦輪機的功率轉換電路的組件連接到一個以上的連接手段的方法，其中該組件設置在該風力渦輪機內部的支撐結構上，並且其中連接手段包含至少一個連接器，以及該組件包含該連接器的至少一個對應物。

隨著風力渦輪機尺寸的增加及/或發電功率增加到14MW及以上，現代風力渦輪機中的功率轉換電路的組件變得越來越大。此外，增加在風力渦輪機的功率轉換電路中使用及/或用於將所產生的電能從風力渦輪機傳導到電網的電壓位準也可能影響風力渦輪機的組件尺寸。特別地，將電壓位準從通常的 33 kV或66 kV增加到更高的電壓位準，例如132 kV或更高，會導致風力渦輪機的功率轉換電路中的組件更大，或分別與電力的產生及/或轉換相關的更大組件。此外，用於連接組件的連接手段也變得越來越大，因此也越來越難以處理。

今天，將風的機械能轉換為電能的功率轉換電路的組件通常安裝在它們的預定位置，通常在機艙、風力渦輪機的塔內及/或在單樁支撐結構之類的地基內。與連接手段的連接發生在風力渦輪機內部的組件附近，例如在風力渦輪機的安裝期間及/或在維護過程中。由於組件放置在風力渦輪機內部，因此用於安裝連接手段的空間有限，這使得連接過程繁瑣且不舒服。此外，用於終止與組件的連接的連接手段及/或它們的連接器的尺寸被限制為允許在組件附近處理連接手段的尺寸。然而，特別是對於較大的組件，或風力渦輪機的較高功率及/或電壓位準，需要在風力渦輪機內部的受限空間環境中促進這些組件和相應的連接手段之間的連接。

根據現有技術，用於將風力渦輪機組件安裝在風力渦輪機內部和用於連接風力渦輪機組件的不同方法是已知的。

從WO 2018/133965 A1已知一種用於容納用於控制風力渦輪機的電氣設備的模組。該模組包含第一平台和第二平台，該第一平台和該第二平台間隔開但通過連接元件相互連接。該第一平台和該第二平台可附接到塔或風力渦輪機的地基。在安裝風力渦輪機期間，模組及/或設置在模組上的電氣組件可以插入塔或地基中。

WO 2018/133964 A1公開了一種風力渦輪機的平台設置，其包含注定要附接到塔的內部或風力渦輪機的地基的平台。因此，該平台是標準化組件，而附接到平台的支架特別適合於注定安裝到平台設置的塔或地基的特定部分尺寸。該平台及/或包含多個這樣的平台及/或設置在平台上的電氣組件的模組可以在風力渦輪機的架設過程期間安裝到風力渦輪機的塔。

在EP 2 863 053 B1中，公開了一種用於在安裝電氣組件的方法中將至少一個離岸風力渦輪機電連接到海底電纜的電氣組件。該電氣組件包含變壓器，該變壓器下降到風力渦輪機塔外部的平台上，其中在變壓器的電連接手段和設置在該平台上的海底電纜的插頭連接器之間建立自動插入式連接。

本發明基於目標問題，提供一種便於將設置在風力渦輪機內的支撐結構上的風力渦輪機的功率轉換電路的組件連接到連接手段的方法。

根據本發明，該問題通過如最初描述的方法來解決，該方法包含以下步驟： 提供該連接手段並將該組件從該支撐結構抬升， 設置該連接手段在該支撐結構上，並使該連接手段的連接器與在該抬升的組件的對應物對齊，以及 降低該組件到該支撐結構上，從而在該連接器和該對應物之間建立連接，以將該組件連接到該連接手段。

最初在其上設置組件的支撐結構例如可以是風力渦輪機的塔中的平台或類似風力渦輪機的單樁支撐結構中的地基。根據組件的類型，支撐結構也可以是例如風力渦輪機機艙的底座架。風力渦輪機可以是陸上風力渦輪機或離岸風力渦輪機。

功率轉換電路及/或組件可分別適於產生及/或轉換處於或轉換為33 kV和132kV之間的電壓位準的電功率，例如33 kV、66 kV、99 kV、132 kV或任何其它介於33 kV和132 kV之間的值。功率轉換電路或組件也是分別可以適於產生及/或轉換處於或轉換為高於132 kV的電壓位準的電功率。

本發明的方法具有的優點是，從支撐結構上抬升組件，提供了用於設置連接手段在支撐結構上的工作空間。因此，用於設置連接手段的工作空間不受組件本身的限制，從而為設置連接手段創造了更多空間。這有助於例如連接手段到支撐結構及/或支撐結構上的佈線以及連接手段相對於被抬升組件的對齊，或連接手段的連接器分別相對於抬升組件處的對應物對齊。

對齊具有額外的優點，即通過降低被抬升的組件，連接器和它的對應物可以彼此連接，例如通過將連接器接合在對應物中，從而可以省略使連接器和對應物配合的額外步驟。這有利地減少了在連接過程期間必須手動執行的步驟的數量。

有利地，由於組件的抬升，用於提供連接手段及/或用於建立連接的工作空間的量增加，使得功率轉換電路的組件的連接可以由於改善的工作條件而更舒適和更有效地進行，特別是在連接處工作的技術人員的健康和安全方面。增加的空間量有利於連接手段在支撐結構上的佈線。

由於增加的工作空間降低了在連接期間損壞組件及/或連接手段的風險，特別是連接器及/或對應物的風險，除了有利於連接過程之外，還改善了連接過程的安全性，因此可以降低與組件連接失敗的風險。還減少了在建立與組件的連接之前連接手段的彎曲，例如因為提供了更多空間來處理用於彎曲連接手段的工具。

特別是在使用適於導電的連接手段時，連接手段與組件之間或連接器與對應物之間的連接必須分別以高精度進行，以避免發生對連接器及/或對應物的損壞，這可能導致兩個以上連接手段之間出現短路和/或電弧等問題。此外，由於增加的空間，在處理過程中，由於可以避免與環境或組件接觸而造成的絕緣划痕，因此對連接手段造成損壞的風險較小。

將連接手段設置在支撐結構下方的步驟和抬升組件的步驟可以同時進行。該組件例如可以是將風的機械能轉換成電能的風力渦輪機的功率轉換電路的電氣及/或機械組件。連接手段特別是類似電纜的並且至少部分是柔性的，因此它可以設置在支撐結構上並且允許連接器的對齊。

連接手段包含連接器，該連接器對應於組件處的相應對應物，使得連接器和對應物是可連接的。連接器和對應物可以例如分別設置為陽連接器和陰對應物，或者陰連接器和陽對應物。連接器可以例如以這樣的方式設置，即被抬升的組件的方向上指向上方，其中連接器以這樣的方式對齊，即它在被抬升的組件處與其對應的對應物下方。

由於組件和連接手段之間的連接是在被抬升的組件降低到支撐結構上的過程中建立的，所以可以使用連接手段的直連接器。這種直連接器尤其需要用於高電壓位準的電氣連接，例如132 kV或更高，因為類T形連接器這樣有角度的連接器僅適用於高達72.5 kV的電壓位準，而不能用於更高的電壓位準。為了連接直連接器，該組件適於在對應的對應物中接收直連接器，特別是分別從組件的下方或底部。由於這種直連接器的連接較類T形連接器這樣有角度的連接器的連接需要更多的空間，因此通過抬升組件可以顯著地有利連接過程。此外，在組件下降期間建立連接具有以下優點：技術人員必須執行的關鍵步驟較少，因為連接器可以在下降期間自動接合到對應物中，從而促進連接器在其對應處的最佳端接。

本發明的方法允許分別減少組件或包含該組件的風力渦輪機的安裝時間，這在離岸風力渦輪機中特別有用。可用空間量的增加使連接手段的操作更容易，因此連接手段的佈線更快，以及連接器的更快對齊，從而顯著減少了陸上和離岸風力渦輪機的安裝時間。

根據本發明，用於流體輸送的電纜及/或管用作連接手段。也可以使用多個連接手段，例如提供三個電相及/或地線。

還可以使用包含多於一個導電芯並因此包含多於一個連接器的電纜。用作連接手段的電纜可以是海底電纜或地下電纜，其在支撐結構下方的位置被引導到風力渦輪機的內部，組件最初設置在該支撐結構上。也可以將一根以上電纜及/或一根以上用於流體輸送的管的組合用作要連接到組件的多個連接手段。

用於流體輸送的管例如可以是為組件內的氣動及/或液壓致動器提供氣體介質及/或液體介質的管。另外或替代地，管可以用於向組件提供冷卻介質，例如冷卻水及/或冷卻油，及/或潤滑劑。也可以使用用於流體輸送的管來向組件供應淡水及/或海水。

在本發明的一個較佳實施例中，開關齒輪單元、變壓器、功率轉換器、電解槽、流體儲罐、水處理裝置、或控制櫃作為組件使用。開關齒輪單元，特別是氣體絕緣開關裝置，可用於通過至少一個連接手段將風力渦輪機連接到外部電網。開關齒輪單元可以包含例如斷路器和一個以上連接部分，每個連接部分包含至少一個對應物，用於建立與連接手段的連接。開關齒輪單元可以與塔內的支撐結構上的其它組件分開放置。出於安全原因，開關齒輪單元特別地設置在密封隔間中，該密封隔間可通過防爆門進入。開關齒輪單元、變壓器及/或功率轉換器也可以連接到至少一個內部連接手段，該內部連接手段將開關齒輪單元、變壓器及/或功率轉換器彼此連接及/或連接到風力渦輪機的功率轉換電路的其它組件。該組件還可以是包含電子控制裝置及/或電力電子設備的控制櫃。

該組件還可以是涉及電解過程的裝置，例如電解槽、流體儲罐、或水處理裝置。電解槽可用於通過電解從水中產生氫氣和氧氣。水處理裝置可以是例如脫鹽裝置，其可以用於從例如經由連接手段供應到脫鹽裝置的海水中分別產生淡水或脫鹽水。然後可以在電解槽中使用脫鹽水。該組件也可以是流體儲罐，在其中儲存水或氣體如氫氣或氧氣，特別是與電解過程結合使用。

較佳地，設置在支撐結構上的致動器及/或設置在設置在支撐結構上方的另一支撐結構上的致動器用於抬升組件。組件可以例如通過機械、電動、液壓及/或氣動致動器來抬升，例如將組件從支撐結構抬升的活塞。液壓及/或氣動致動器可以設置在支撐結構上，使得它可以將組件從支撐結構抬升。另外或替代地，也可以使用分別設置在支撐結構上方或組件上方的另一支撐結構上的致動器。這種致動器可以是例如吊車及/或起重機，其設置在另一支撐結構上，例如設置在組件上方的另一平台上。也可以使用設置在上述另一支撐結構上的機械、電動、氣動或液壓致動器。

在本發明的較佳實施例中，使用至少一個懸掛支撐設備來懸掛被抬升的組件，及/或通過將組件設置及/或固定在支撐結構上方的另一支撐結構上來懸掛被抬升的組件。通過懸掛被抬升的組件，能夠在被抬升的組件下方進行安全工作。例如，可以使用一個以上支柱這樣的懸掛支撐設備來懸掛該組件，該支柱例如將被抬升的組件支撐在支撐結構上。

另外或替代地，還可以通過將組件固定在另一支撐結構上來懸掛組件，例如通過將組件栓接到如平台的結構上，從而使其保持固定在抬升位置。還可以通過設置在支撐結構上方的另一支撐結構的艙口來抬升組件，從該機艙抬升組件。在通過艙口抬升組件之後，艙口可以關閉並且組件可以設置在支撐結構上，特別是在關閉的艙口上，使得它保持固定在另一支撐結構上，特別是在將連接手段設置在組件的原始支撐結構上的過程。

較佳地，藉由引導連接手段從支撐結構下方穿過支撐結構中的開口，連接手段設置在支撐結構上。連接手段可以例如分別從另一支撐結構或平台引導，該平台設置在最初支撐組件的支撐結構下方。支撐結構中的開口可以例如由艙口等覆蓋。

連接手段可以例如從風力渦輪機的外部被引導到下方的另一支撐結構，當它被提供時。然後，它可以從支撐結構穿過開口進到支撐結構，從該支撐結構抬升組件。由於組件被抬升，連接手段的設置及/或連接手段朝向組件的原始平台的佈線會由於工作空間的增加而變得容易。

較佳地，使用包含錐形連接器和包含錐形插座的對應物的連接手段，或使用包含錐形插座和包含錐形連接器的對應物的連接手段。錐形連接器或錐形對應物可分別具有圓錐或截頭圓錐體的形狀。然後可以將錐形連接器接合在錐形插座中，該錐形插座包含與連接器相對應的幾何形狀，以在連接器和對應物之間建立連接。相應地，還可以將包含錐形插座的連接器與包含錐形連接器的對應物配合。連接器和對應物的錐形形狀有利於連接器和對應物的配合及/或在組件下降期間組件的正確設置。

特別地，錐形連接器可以以這樣的方式設置在支撐結構上，即其尖端向上指向被抬升的組件。包含錐形插座的連接器可以以這樣的方式設置，即通過降低被抬升的組件，其尖端或其頂部從被抬升的組件指向下方的錐形對應物可以接合在錐形插座中。錐形連接器和錐形插座形成直連接器和直對應物，從而它們可以特別用於建立高電壓位準的電連接，特別是72.5 kV和更高電壓位準的電連接。

較佳地，使用連接器支撐框架將連接手段設置在支撐結構上，其中連接器支撐框架設置在支撐結構上，並且連接器安裝在連接器支撐框架上，與支撐結構相隔一距離並朝上面相抬升的組件。通過使用連接支撐框架，連接器可以例如設置到連接器支撐框架的頂部，因此與支撐結構的頂側相距一距離。這有助於連接手段在支撐結構上的設置以及連接手段的連接器的對齊。

將連接器安裝到連接器支撐框架可以例如通過將一個或多個連接器分別夾持到連接器支撐框架，特別是夾持到連接器支撐框架的頂部來進行。除了夾持之外或替代夾持，也可以使用另一種可拆卸的固定。此外，附接的連接器及/或支撐框架的頂部可以橫向移動以促進連接器相對於它們的對應物的對齊。

較佳地，安裝在連接器支撐框架上的連接器可設置在距支撐結構的頂面0.75公尺至1.75公尺之間的距離。支撐結構的頂面分別面向組件或被抬升的組件。藉由允許將連接器設置在距支撐結構的頂面0.75公尺到1.75公尺之間的距離，為將連接器安裝到連接器支撐框架的技術人員提供了良好的工作位置。

在本發明的較佳實施例中，連接器支撐框架是高度可調節的及/或可折疊的，其中在將連接器連接到對應物之後及/或在組件朝向支撐結構下降期間，支撐框架下降及/或折疊。支撐框架可以包含例如氣壓彈簧或機械可折疊及/或可折疊結構，使得連接器支撐框架可以調整高度及/或折疊。調整連接支撐框架的高度允許適用於安裝框架及/或連接器頂部的高度，例如，將連接器安裝到連接器支撐框架上的技術人員的首選工作位置。

此外，還可以在安裝連接器之前及/或之後將連接器支撐框架的高度調整到適合於在組件下降期間將連接器與組件處之對應對應物配合的高度。取決於組件上對應物的位置，連接器支撐框架可以在連接器連接到對應物之後及/或在組件隨後朝向支撐結構下降期間折疊，從而可以將組件設置在其專用的而不受連接器支撐框架阻礙的支撐結構上的位置。在將組件設置在支撐結構上後，如果需要，可以將連接器支撐框架移除或保持就位。

在本發明的較佳實施例中，使用至少一個引導手段，該引導手段藉由至少部分地限制組件在降低過程中的橫向運動，至少在連接器附近在降低過程中引導組件。引導手段可以設置在支撐結構上及/或連接器支撐框架上，特別是在組件已經從支撐結構抬升之後。

使用引導手段，有利於組件在下降過程中在支撐結構上的設置。特別地，引導手段也有利於連接器和對應的對應物的配合。這具有優點：在接合連接器和對應物期間，可以通過限制組件的橫向運動來防止連接器及/或對應物發生損壞，特別是在將例如金屬連接器連接到至少部分地用於與組件建立電連接的金屬對應物。特別是當將組件連接到用於以高電壓位準傳導大功率電力的連接手段時，連接器及/或對應物的損壞的發生增加了連接器和對應物之間的連接處電氣故障的風險。

較佳地，使用引導漏斗作為引導結構。引導漏斗引導例如支撐框架，該支撐框架設置在組件的底側，使得組件可以下降到與設置在支撐結構上的連接手段的至少一個連接器對齊。引導漏斗可以包含例如兩對相對設置的引導表面，其中每個引導表面以這樣的方式傾斜，即在組件接近至少一個連接器期間降低的組件的橫向運動的限制增加。引導漏斗或引導表面分別可以例如直接附接到支撐結構及/或設置在支撐結構上的連接器支撐框架處。

在本發明的較佳實施例中，使用至少一個錐形引導銷作為引導結構，其中引導銷可接合到組件處的相應錐形引導孔中。錐形引導銷可在組件下降期間接合在錐形引導孔中，從而使組件與引導銷對齊，並因此提供組件與支撐結構及/或連接手段的對齊。特別可能的是，除了引導漏斗之外還使用引導銷，這進一步地有利於組件的設置。

錐形引導銷可以在朝向被抬升組件的方向上比連接手段的連接器突出特別高，使得在組件下降期間連接器與其對應物配合之前，引導銷與相應的引導孔接合。以這種方式，組件在下降期間的精確設置是可能的，從而在下降及/或連接手段與組件之間的連接期間對連接器及/或對應物的損壞可以被最小化。

較佳地，在降低之前或降低期間將至少一個引導對應物元件安裝到組件，其中引導對應物元件包含錐形引導孔。至少一個引導對應物元件可以例如安裝到組件的支撐框架。在將組件設置在支撐結構上並且因此在將組件連接到連接手段之後，可以移除引導對應物元件及/或引導結構。引導結構及/或引導對應物元件可以分別保持安裝到支撐結構及/或組件。

在圖1中，示出一風力渦輪機1的側視圖，風力渦輪機1可為離岸風力渦輪機或陸上風力渦輪機，其包含一個安裝在一機艙3上的轉子2。機艙3位於風力渦輪機1的塔4的頂部。風力渦輪機1包含一個功率轉換電路，功率轉換電路將驅動轉子2的風之機械能轉換為電能，功率轉換電路可以包含多個組件5，該等組件5被設置在風力渦輪機1的機艙3及塔4中的支撐結構6、30上。

該等組件5分別可為電氣元件，例如開關齒輪單元、變壓器、功率轉換器或控制櫃，組件5也可為用於電解過程的裝置，例如用於燃氣發生器的電解槽、液體儲槽或水處理裝置，例如脫鹽裝置。

組件5被設置在風力渦輪機1內部的支撐結構6、30上，風力渦輪機1機艙3中的支撐結構30可例如為機艙3的底座架。設在風力渦輪機1塔4中的支撐結構6可為一設在塔4內的平台。支撐結構6可分別設在塔4的頂部及/或塔4的基座或單樁部分中，至少另一支撐結構7設在塔4中的支撐結構6上方，且至少另一支撐結構8設在支撐結構6下方以支撐組件5。

如果組件5是設置在支撐結構6上的開關齒輪單元，則支撐結構6及另一支撐結構8之間的隔間，或另一支撐結構7及另一支撐結構8之間的隔間，可為一個密閉的隔間，並可以通過設在塔4壁上的防爆門(未圖示)進入。支撐結構6、7、8可以透過梯子等相互連接，使技術人員可在支撐結構6、7、8之間移動。

作為平台的支撐結構6、7、8可被設在一個機架系統中，以利於在風力渦輪機1的豎立中將它們插入塔4或塔4的部分中。在風力渦輪機1的豎立中，也可將塔部分降低到機架上。

另外，對於設在機艙3中的支撐結構30，可在支撐結構30上方(例如在機艙3的頂面部分)設有另一支撐結構31，或者至少另一支撐結構32可設在支撐結構6下方(例如在塔4的頂部)。

在圖2中，示出了風力渦輪機1的詳細視圖，其描繪了設置在塔4內部的組件5，說明了用於將風力渦輪機1的功率轉換電路的組件5連接到多個連接手段9的方法的實施例。這樣的連接可以在風力渦輪機1的豎立中發生。因此，不需要塔4的一個部分設置在支撐結構6、7、8的周圍，及/或不需要風力渦輪機1的其它組件，例如已安裝的機艙3或轉子2。

組件5設在支撐結構6上，且組件5作為設置在塔4的內部的平台，另一支撐結構7也作為在支撐結構6下方的平台。此外，另一支撐結構8也作為在支撐結構6上方的平台。

例如，在風力渦輪機1的豎立過程中及/或在維修程序進行中等情況下，需要將組件5連接到一個以上連接手段9上。連接手段9是類似電纜的連接手段9，如電纜及/或用於流體運輸的管子。藉由連接手段9，組件5可以與風力渦輪機1之功率轉換電路的另一組件5連接。亦可透過連接手段9將組件5連接至風力渦輪機1外的電網上。另外或替代地，連接手段9可為用於供應至少一種液體或氣體介質的管子，並用於組件5的液壓及/或氣動驅動。連接手段9也可用於向組件5供應或從組件5中排出如冷卻水或變壓器油的冷卻介質，及/或用於在電解過程中供應流體介質，例如將海水供應給作為脫鹽裝置的組件5，及/或將淡水或脫鹽的海水分別供應給作為組件5的電解器。另外，在電解過程中產生的氣體，如氫氣及/或氧氣，也可以透過連接手段9進行傳輸。

於本實施例中，連接手段9被實現作為連接或可連接到風力渦輪機1外部電網的電纜。連接手段9設置在另一支撐結構7上，例如從風力渦輪機1的外部引導及/或拉動它們經過塔4穿過另一支撐結構7上的開口，例如在離岸風力渦輪機的情況下則從海床；在陸上風力渦輪機1的情況下則從地面。

各該連接手段9分別包含錐形連接器10，其可連接到一相對應組件5的對應物11。例如可將連接手段9拉到支撐結構7上後再準備連接器10。另外，也可在支撐結構6上設置連接手段9後再提供連接器10。對應物11(圖中所示只有一個)包含各個可與其中一個連接手段9的連接器10連接的錐形插座。

由於組件5的尺寸，在風力渦輪機1的內部，組件5周圍的工作空間是有限的。然而，為了將連接手段9的連接器10連接到相對應組件5下的對應物11，連接手段9必須被導引，例如穿過支撐結構6中的開口12，並朝組件5的對應物11延伸。

如圖3所示，為了方便連接手段9及組件5之間的連接，組件5從支撐結構6上抬升，使在支撐結構6上提供更多的工作空間，特別是在組件5的下方。使用設置在支撐結構6上方的另一支撐結構8處的致動器13來抬升組件5。

致動器13可例如為一吊車或一起重機，其與組件5相連接並用於抬升組件5。另外或替代地，一個以上致動器33可用於抬升組件5，其中致動器33可為機械、電動、液壓及/或氣動的致動器，其連接到支撐結構6並且將組件5從支撐結構6抬升。致動器33可例如作為液壓及/或氣動活塞，其將組件5從支撐結構6的頂面14推開，或作為可電動及/或機械移動的致動器，其用於抬升組件5。致動器33也可以安裝在另一支撐結構8上以抬升組件5。

在抬升組件5後，組件5可懸掛在抬升位置上，因此該組件5可以透過例如螺栓連接到例如另一支撐結構8上。此外或替代地，至少一個懸掛支撐設備(未顯示)可用於懸掛被抬升的組件5。懸掛支撐設備可以包含如一個以上設置在支撐結構6上的支柱或框架，其可將組件5支撐在抬升位置上。透過懸掛組件5，使組件5被固定住以避免意外下降，從而在被抬升的組件5下方形成一個安全的工作空間。

在圖4中，示出一個用於抬升及懸掛組件5的替代方案。在此替代方案中，組件5透過使用一個作為致動器13的起重機抬升，其中起重機與另一支撐結構8相連接。在另一支撐結構8及最初設置在組件5上的支撐結構6之間，設置有一個中間支撐結構15，其也是一個平台。中間支撐結構15包含一個開口16，該開口16可例如透過艙口來關閉。

使用與另一支撐結構8相連接的致動器13將組件5穿過開口16向中間支撐結構15上方的支撐結構8抬升。接著，組件5可設在例如覆設於開口16的封閉艙口上，從而組件5懸掛在中間支撐結構15上，在支撐結構6上提供後續設置連接手段9的工作空間。

在圖5中，示出風力渦輪機1的詳細透視圖，描述在支撐結構6上設置連接手段9的步驟，連接手段9穿過支撐結構6的開口12。連接手段9及支撐結構6的設置是由以下方式進行，即連接手段9的連接器10與在抬升組件5處它們各自的對應物11對齊，這在圖5中並未示出。

使用連接器支撐框架17以便於連接手段9在支撐結構6上的設置，及便於連接手段9的連接器10在各個包含三個連接手段9的三相連接中的對齊。通過連接器支撐框架17，安裝在一個連接器支撐框架17上的連接器10被設置成距支撐結構6的頂面14有一距離。

連接器支撐框架17設在支撐結構6上，其中連接器10或連接手段9安裝在連接器支撐框架17上。因此，連接手段9可拉穿過開口12，並在安裝連接器支撐框架17及將連接器10設在連接器支撐框架17之前，例如透過夾持到支撐結構6的臨時位置來固定。在臨時位置時，如果在支撐結構7上提供連接手段9後省略了上述步驟，連接手段9的連接器10可設在連接手段9上。反之，在將連接手段9拉到支撐結構6前，可將連接器支撐框架17設在支撐結構6上，以允許直接將連接器10安裝在連接器支撐框架17上。

為了方便連接手段9的設置及連接器10的對齊，安裝在連接器支撐框架17上的連接器10可設置在距離支撐結構6的頂面14的0.75公尺至1.75公尺之間，這允許使技術人員18在良好的工作位置從事組件5的連接。

在圖6中，示出了連接器支撐框架17的第一實施例的詳細視圖。連接器支撐框架17的高度是可調節且可折疊的，因此在將連接器10連接到組件5上的對應物11後，支撐框架17可下降及/或折疊，如下所述。可折疊的連接器支撐框架17在組件5朝支撐結構6下降期間中折疊，以在設置期間中不阻礙組件5。此外，高度可調整的連接器支撐框架17可調整高度，以提供技術人員18較佳的工作高度。連接器支撐框架17包含兩個可活動連接的支桿19，其允許高度的調節及/或折疊連接器支撐框架17。

連接器10與連接器支撐框架17的頂部部分20相連接，例如透過將兩者夾在支撐框架17上或使用其它固定方法。此外，連接器10可以在安裝過程中和/或通過在連接到連接器支撐框架17之後在頂部部分20的平面上橫向移動，使連接器10對齊它們各自的對應物11。

在圖7中，示出連接器支撐框架17的第二實施例的詳細視圖。於此實施例中，連接器支撐框架17包含兩個氣體壓縮彈簧21，該兩個氣體壓縮彈簧21將連接器支撐框架17的頂部部分20與支撐結構6的頂面14相連接。透過氣體壓縮彈簧21以可將連接器支撐框架17安裝部分的高度降低及/或將連接器支撐框架折疊，特別是當連接器10與對應物11連接時，組件5的降低及/或組件5在支撐結構6上的設置不會受到連接器支撐框架17的阻礙。

在圖8中，描繪組件5下降到支撐結構6上的步驟。透過降低組件5，連接器10與用於將組件5連接到連接手段9的對應物11相連接。組件5作為一個氣體絕緣的開關齒輪單元，其與六個連接手段9相連接，該等連接手段9以兩個三相連接來連接組件5。也可將如氣體絕緣開關齒輪單元的組件連接到多於或少於六個連接手段9。當只有包含開關齒輪單元的風力渦輪機1連接到電網時，開關齒輪單元可以連接三個連接手段9。風力渦輪機1可作為一樞紐將多個風力渦輪機與電網相連接，因此來自更多的風力渦輪機的額外三相連接或相對應的連接手段9將分別連接或可連接到開關齒輪單元。令另外或替代的，風力渦輪機1的兩個相鄰的風力渦輪可連接到開關齒輪單元，以允許建立多個風力渦輪機1的串接或並接。

作為直連接器並設置在連接器支撐框架17上的錐形連接器10在安裝於連接器支撐框架17上的狀態下係朝上指著被抬升的組件5。此外，連接器10與相對於它們對應的組件5的對應物11對齊。

為了在組件5下降到連接器10上時不損壞連接器10，使用一引導手段22。引導手段22為設置在連接器支撐框架17上的引導結構。令另外或替代地，引導手段22亦可包含設在支撐結構6上的引導結構。

其中一個引導結構為一個引導漏斗23，其包含兩對呈相對設置的側壁24、25，分別傾斜而形成一個漏斗狀，用於將組件5引導至連接器10。如圖9所示，為組件5的前視圖，描述引導漏斗23的側壁25。引導漏斗23特別地引導組件5的支撐框架26，該支撐框架26設在組件5的底面。

此外，使用了為引導銷27的引導結構。引導銷27呈一圓錐形狀，並與支撐框架26處的引導孔28相對應。引導孔28由引導對應物元件29提供，其可為組件5的一部分，及/或在組件5抬升前、抬升過程中及/或在組件5的懸掛位置上時可連接到組件5，例如連接至支撐框架26上。錐形引導銷27朝向被抬升及/或懸掛的組件5較連接器10突出，以在組件5下降過程中先與引導對應物元件29的引導孔28接合。這進一步地有利於連接器10與它們各自的對應物11對齊，因為分別當組件5接近支撐結構6時，或當對應物11接近連接器10時，組件5在下降過程中的橫向移動會越來越受限制。

另外，藉由引導漏斗23，通過至少部分地限制組件5在降低期間的橫向移動，組件5在下降過程中被引導至連接器10附近。由引導手段22提供對組件5橫向運動的限制而允許直接將對應物11引導至連接器10上，從而使連接器10可與對應物11接合，而不會對連接器10及/或對應物11造成任何損害。

特別是在連接器10處，其用於將作為連接手段9的高壓電導體連接到部件5，連接器10及/或對應物11表面的例如劃痕的損傷會限制連接手段9及組件5之間的電性連接之可靠性，因為當分別建立連接手段9和組件5之間或風力渦輪機1和電網之間的電連接時，它們可能導致問題和/或缺陷。

在圖10中，示出組件5處的對應物11之透視圖。連接手段9的錐形連接器10形成陽接觸件，其中對應物11分別形成陰接觸件以用來與陽接觸件10相配合。另一種可能是，連接手段9的連接器10形成陰接觸件，例如為錐形插座，其中組件5上的對應物11形成陽接觸件，例如作為可接合到連接器10的錐形插座中的錐形連接器。除了呈錐狀的連接器10，也可以使用其它形狀，特別是呈直線形狀的連接器10。

在圖11中，組件5被描繪為處於連接器10已經接合到它們各自的對應物11中並因此組件5與連接手段9的連接已經建立的狀態。引導銷27也已接合到引導孔28中。組件5有可能保持在這位置，如在支撐框架17的頂部所描繪的那樣。或者，組件5可進一步降低至支撐結構6的頂表面14，如圖12所示。然後可以將組件固定到支撐結構6及/或支撐框架17，例如通過螺栓連接。

為了不妨礙組件5，連接器支撐框架17可被折疊。替代地，為了不妨礙組件5的設置，也可以透過開口12及/或支撐結構6的另一開口來移除連接器支撐框架17及/或連接器支撐框架17的降低。

儘管本發明已參照較佳實施例進行詳細描述，但本發明並不受所披露的實施例限制，通常知識者能在不偏離本發明範圍的情況下，從中得出其它的變化。

1:風力渦輪機 2:轉子 3:機艙 31:支撐結構 32:支撐結構 33:致動器 4:塔 5:組件 6:支撐結構 7:支撐結構 8:支撐結構 9:連接手段 10:連接器 11:對應物 12:開口 13:致動器 14:支撐結構的頂面 15:中間支撐結構 16:開口 17:連接器支撐框架 18:技術人員 19:支桿 20:連接器支撐框架的頂部部分 21:氣體壓縮彈簧 22:引導手段 23:引導漏斗 24:側壁 25:側壁 26:支撐框架 27:引導銷 28:引導孔 29:引導對應物元件

本發明的其它目的和特徵將從以下結合附圖的詳細描述中變得明顯。然而，這些附圖只是為了說明目的而設計的原理示意圖，並不限制本發明。附圖顯示：

圖1為風力渦輪機的側視圖。 圖2為用於說明本發明的方法的實施例之風力渦輪機的第一詳細視圖。 圖3為用於說明本發明的方法的實施例之風力渦輪機的第二詳細視圖。 圖4為用於說明本發明的方法的實施例之風力渦輪機的第三詳細視圖。 圖5為用於說明本發明的方法的實施例之風力渦輪機的第一透視圖。 圖6為可用於本發明的方法的實施例之連接器支撐框架的第一實施例。 圖7為可用於本發明的方法的實施例之連接器支撐框架的第二實施例。 圖8為說明本發明的方法的實施例之被抬升組件的側視圖。 圖9為說明本發明的方法的實施例之被抬升組件的前視圖。 圖10為說明本發明的方法的實施例之被抬升組件的透視圖。 圖11為說明本發明的方法的實施例之被下降組件的側視圖。 圖12為說明本發明的方法的實施例之設置在支撐結構上的組件之側視圖。

4:塔

5:組件

6:支撐結構

7:支撐結構

8:支撐結構

9:連接手段

10:連接器

11:對應物

12:開口

13:致動器

14:支撐結構的頂面

33:致動器

Claims (15)

1. 一種組件連接方法，用於將風力渦輪機(1)的功率轉換電路的組件(5)連接到一個以上的連接手段(9)，其中該組件(5)設置在該風力渦輪機(1)內部的支撐結構(6)上，其中該連接手段(9)包含至少一個連接器(10)，並且該組件(5)包含該連接器(10)的至少一個對應物(11)，該方法包含以下步驟：提供該連接手段(9)並將該組件(5)從該支撐結構(6)抬升，設置該連接手段(9)在該支撐結構(6)上，並使該連接手段(9)的該連接器(10)與在該抬升的組件(5)的該對應物(11)對齊，以及降低該組件(5)到該支撐結構(6)上，從而在該連接器(10)和該對應物(11)之間建立連接，以將該組件(5)連接到該連接手段(9)。
2. 如請求項1之方法，其中，使用電纜及/或用於流體輸送的管子作為該連接手段(9)。
3. 如請求項1之方法，其中，使用開關齒輪單元、變壓器、功率轉換器、電解槽、流體儲槽、水處理裝置、或控制機櫃作為該組件(5)。
4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，設置在該支撐結構(6)上的致動器(13、33)及/或設置在另一支撐結構(8)上的致動器(13、33)係被使用於抬升該組件(5)，該另一支撐結構(8)設置在該支撐結構(6)上方。
5. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，使用至少一個懸掛支撐設備來懸掛該抬升的組件(5)及/或藉由在該支撐結構(6)上方的另一支撐結構(8)上設置及/或固定該組件來懸掛該抬升的組件。
6. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，藉由從該支撐結構(6)下方引導該連接手段(9)穿過該支撐結構(6)中的開口(12)，該連接手段(9)設置在該支撐結構(6)上。
7. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，使用包含錐形連接器(10)的連接手段(9)及包含錐形插座的對應物(11)，或使用包含錐形插座作為連接器(10)的連接手段(9)及錐形對應物(11)。
8. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，該連接手段(9)使用連接器支撐框架(17)設置在該支撐結構(6)上，其中該連接器支撐框架(17)設置在該支撐結構(6)上，並且該連接器(10)安裝在該連接器支撐框架(17)上，與該支撐結構(6)相隔一距離，並朝上面相該抬升的組件(5)。
9. 如請求項8之方法，其中，安裝在該連接器支撐框架(17)上的連接器(10)可設置在距離該支撐結構(6)的頂面(14)0.75公尺至1.75公尺之間的距離。
10. 如請求項8之方法，其中，該連接器支撐框架(17)是高度可調節的及/或可折疊的，其中在將該連接器(10)連接到該對應物(11)之後及/或在該組件(5)朝向該支撐結構(6)下降期間，該連接器支撐框架(17)下降及/或折疊。
11. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，使用至少一個引導手段(22)，該引導手段(22)藉由至少部分地限制該組件(5)在降低過程中的橫向運動，至少在該連接器(10)附近在降低過程中引導該組件(5)。
12. 如請求項11之方法，其中，使用包含至少一個引導結構的引導手段(22)，其中該引導結構設置在該支撐結構上及/或在該或一連接器支撐框架上。
13. 如請求項12之方法，其中，使用引導漏斗(23)作為引導結構。
14. 如請求項12之方法，其中，使用至少一個錐形引導銷(27)作為引導結構，其中該引導銷(27)可接合到該組件(5)處的相應錐形引導孔(28)中。
15. 如請求項14之方法，其中，在下降之前或下降期間將至少一個引導對應物元件(29)安裝到該組件(5)，其中該引導對應物元件(29)包含該錐形引導孔(28)。

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