[發(fā)明專利]風力發(fā)電專用集成式變電站

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710012274.2
• 申請日: 2007-07-26
• 公開（公告）號: CN101355237A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文東;貝曉東;朱書明;杜育紅;叢樹森;于偉東;孫麗華
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽昊誠電氣有限公司
• 主分類號: H02B5/02
• 分類號: H02B5/02;H02B1/04
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉忠達

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變電站，具體是涉及一種固體絕緣半包封風力發(fā)電專用集成式變電站(塔筒內(nèi)置式)。

背景技術(shù)

我國風能資源比較豐富，是風能利用的大國之一，由于它是一種清潔的可再生資源。綠色環(huán)保，儲量大。目前，在我國已獲得了飛速的發(fā)展，預(yù)計我國風機的裝機容量2010年將達到5500萬kW，2020年將達到1.12億kW，可見，不論從經(jīng)濟效益還是社會效益，風力發(fā)電的前景越來越廣闊。在風力發(fā)電廠，風力發(fā)電機發(fā)出的690V電能經(jīng)過變電站升壓變?yōu)?0kV(或35?kV)后，經(jīng)地電纜或架空線路輸送到風電場總升壓站，目前，每一臺風力發(fā)電機組均配置一臺油浸式組合變電站，變壓器單元、高壓單元和低壓單元與風力發(fā)電主機塔筒是分體放置，有些地方兩者距離甚遠。這樣無形中增加了基建費用，同時增大線路損耗，維護不便，環(huán)保性能差，有滲漏污染的可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對當前變電站能耗浪費和變電站的安裝運行的可靠性問題，以及基建成本和運行維護成本的增加給國家和用電用戶帶來的經(jīng)濟損失等問題，提供一種設(shè)置在風力發(fā)電機主機塔筒內(nèi)的結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運行維護成本低、不受運行環(huán)境影響、能夠明顯減少電力設(shè)施投資和輸、饋電線路損耗的固體絕緣半包封風力發(fā)電專用集成式變電站。

采用的技術(shù)方案是：

風力發(fā)電專用集成式變電站，包括殼體、變壓器單元、高壓單元、低壓單元。變壓器單元、高壓單元和低壓單元在風力發(fā)電用變電站中在結(jié)構(gòu)上是已知的，高壓單元主體是高壓開關(guān)部分，低壓單元主體是低壓開關(guān)部分，故具體結(jié)構(gòu)不再具體敘述。

殼體由金屬薄板加工成型，與周圍環(huán)境相隔，起到保護和隔離作用。殼體內(nèi)部空間由橫隔板和縱向設(shè)置的隔板分隔成三個獨立的，呈品字形的空間。

高壓單元用環(huán)氧樹脂澆注，全絕緣密封。變壓器經(jīng)真空壓力浸漬，為半包封浸漬干式變壓器，變壓器設(shè)置在殼體內(nèi)橫隔板下方。高壓單元和低壓單元分別設(shè)置在殼體內(nèi)，橫隔板上方，由縱向隔板分隔出的兩個空間內(nèi)。高壓單元的由環(huán)氧樹脂固封絕緣的高壓單元相柱，通過可安全接觸性預(yù)制絕緣終端頭，通過高壓電纜與變壓器單元的高壓端連接。所有可以間接接觸的部分最高只有400V電壓。變壓器單元的低壓輸出端，經(jīng)連接母排連接到低壓單元的輸入端。總體占用空間為傳統(tǒng)的變電站的1/10。將高壓電源直接輸送到風電場總升壓站。總體結(jié)構(gòu)見附圖1所示，采用空間“品”字型結(jié)構(gòu)布置。

本發(fā)明變電站高壓單元采用環(huán)氧樹脂澆注全絕緣設(shè)備，運行應(yīng)用不受凝露和污穢的影響，變壓器單元采用半包封浸漬絕緣設(shè)備，運行應(yīng)用不受風沙和炎熱的影響，整套設(shè)備配有關(guān)鍵部位的測溫等先進的監(jiān)測控制功能。本產(chǎn)品高壓開關(guān)部分采用真空滅弧技術(shù)，開關(guān)開斷短路電流等事故沒有爆炸危險，絕緣部分全部采用憎水性好的環(huán)氧樹脂和硅橡膠制造。不會有氣體和液體泄露的危險。變壓器部分采用C級半包封浸漬絕緣變壓器，真空壓力浸漬工藝生產(chǎn)，耐熱等級高，防塵性能優(yōu)越，防火和環(huán)保能力強，避免了風能季節(jié)性變化帶來的變壓器器身開裂危險。

本發(fā)明整體防護嚴密，不受氣侯，溫濕度因素影響，無任何污染。

本發(fā)明不論在經(jīng)濟節(jié)約方面或在電氣產(chǎn)品應(yīng)用上，都具有極強的實用性和先進性。

本發(fā)明不僅克服了現(xiàn)有風力發(fā)電用變電站中變壓器單元、高壓單元和低壓單元單獨分離設(shè)置的缺點，同時完全發(fā)揮出了固體絕緣電氣設(shè)備的優(yōu)勢。本裝置采用固體絕緣開關(guān)、半包封浸漬絕緣干式變壓器、控制柜于一體，成為集成式變電站，并放置于塔筒內(nèi)。本裝置具有以下特點：

1、變壓器為半包封型，真空壓力浸漬絕緣，防火阻燃，防開裂，適合深入負荷中心，環(huán)保性能強。

2、減少總成本投資約1％(300萬元)左右，降低基建費用，減小低壓輸電線路損耗。

3、防塵及安全性能優(yōu)越。風力資源豐富的地區(qū)，運行環(huán)境相對惡劣，既要考慮耐侯性問題，同時，也要考慮附件防盜或遭受破壞問題。

4、絕緣耐熱等級高。絕緣材料采用電氣及機械性能優(yōu)越的NOMEX杜邦紙，絕緣耐熱等級為C級，且阻燃，介電常數(shù)和厭氧系數(shù)優(yōu)越。

5、空載損耗低。由于風能的季節(jié)性，變壓器運行時，空載時間長，年負載率僅30％-50％。

6、變壓器壽命長，過載時間少，在風機過載時，會自動采取限速措施或停止運行，基本上不過載。

7、變電站無人值守設(shè)計，減少維護費用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視示意圖。

圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是風電場電氣方案示意圖。

具體實施方式