[發明專利]一種海上風力發電機組塔底內置變壓系統設備的配置和布置方案

有效

• 申請號: 201010194300.X
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN102269128A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 秦本才;王力雨
• 申請（專利權）人: 上海電氣風電設備有限公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;H02B1/04;H02B1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及風力發電設備。

技術背景：

現階段風力發電由于其綠色環保的新能源特性，近幾年在國內得到了飛速的發展，大規模的風力發電場在國內已經逐漸的興建起來，而海上風力發電場在國內由于關鍵技術的限制基本上為空白。由于海上條件的特殊性，譬如鹽霧腐蝕、潮濕、設備維護困難等因素的制約，再加上我國風電設備制造業起步較晚，技術積累相對較弱，造成國內海上風力發電技術的滯后。因此解決海上風力發電關鍵技術成為中國風力發電機技術發展的重要任務。

目前大部分陸上風機塔底變壓設備均布置與塔筒外部，大部分使用油浸變壓器，由于暴露于室外，變壓器的高電壓配電設備需要較高的防護等級，以避免自然或者人為因素的損害。然而海上風力發電機如果仍采用此種方式，則由于變壓系統設備的體積較大必須修建較大的海上安裝及其操作平臺，大大增加海上風力發電機組的成本，且由于海上鹽霧腐蝕、潮濕等因素的影響，變壓器等電氣設備的使用壽命會大幅縮短，日常維護費用也極高。

發明內容：

本發明針對海上的潮濕、鹽霧腐蝕等特殊環境，考慮到了各部件起吊以及維修、替換等，對變壓系統設備進行合理選配。

變壓系統設備包括主變壓器、高壓柜、低壓柜、輔助供電變壓器。

主變壓器和輔助供電變壓器采用真空澆注三相干式變壓器，體積小，可拆卸，便于更換。高壓柜和低壓柜拋棄了傳統的分散式布局形式，采用集中式布局，體積大大減小。

以上變壓系統設備均具備防鹽霧腐蝕能力，防腐等級達到C5-M(參照ENISO12944)或同等要求，適用于海上環境。

在布置方面采用集成式方案，將變壓系統設備內置于塔筒內部。由于變流器和控制柜以及輔助設備均位于塔筒底部，塔底設備的合理布置尤為重要。

塔筒內部采用各個柜體分層并排布置，原塔筒內設備置于頂層，低壓柜與輔助供電變壓器置于中層，主變壓器與高壓柜置于底層。其中主變壓器到高壓柜、主變壓器到低壓柜進出線，以及風機到低壓柜間均采用電纜連接，柜體采用下部電纜進出線方式。低壓柜與輔助變壓器之間采用電纜底部連接，主變壓器與高壓柜之間設置安全隔離網格。

變壓系統設備內置于塔筒內部，充分利用了塔筒內空間，有效地避免了海上潮濕、鹽霧腐蝕、雷擊以及其他外界因素對變壓系統設備的損害，延長了設備的使用壽命，大大降低了成本，整體結構方案緊湊，實用性強。

因風力發電機設備改進所增加的其它設備，如電壓等級轉換變壓器等，也可在本發明的設備布置基礎上放置于塔筒內部。

附圖說明：

附圖是一種海上風力發電機組塔底內置變壓系統設備的布置方案。

具體實施方式：

下面將結合附圖對本發明作進一步說明。

本發明之一，一種海上風力發電機組塔底內置變壓系統設備的配置。

變壓系統設備包括主變壓器、高壓柜、低壓柜、輔助供電變壓器。

主變壓器采用真空澆注三相干式變壓器，體積小，在塔筒內可拆卸，拆卸后最大部件可通過塔筒門進出，便于更換。

高壓柜按照風場組網接線方式，可選擇單臺進出線或者多臺進出線形式。拋棄了傳統的分散式布局形式，采用集中式布局，合理的集中負荷開關、斷路器、避雷器、監測器件、遠程控制等于一體，體積小，易于更換。

低壓柜亦采用集中式布局，合理的集中負荷開關、浪涌保護器、斷路器、監測器件、遠程控制等于一體，體積小，易于更換。

輔助供電變壓器采用真空澆注三相干式變壓器，體積非常小，必要時可直接進出塔筒進行更換。

以上變壓系統設備均具備防鹽霧腐蝕能力，防腐等級達到C5-M(參照ENISO12944)或同等要求，適用于海上環境。

本發明之二，一種海上風力發電機組塔底內置變壓系統設備的布置方案：

在布置方面采用集成式方案，將變壓系統設備內置于塔筒內部。由于變流器和控制柜以及輔助設備均位于塔筒底部，塔底設備的合理布置尤為重要。

如附圖所示，塔筒內部采用各個柜體分層并排布置，原塔筒內設備置于頂層，低壓柜與輔助供電變壓器置于中層，同時塔筒門也在中層，主變壓器與高壓柜置于底層。其中主變壓器到高低壓柜進出線，以及風機到低壓柜間均采用電纜連接，柜體采用下部電纜進出線方式。低壓柜與輔助變壓器柜之間采用電纜底部連接，主變壓器與高壓柜之間設置人身安全隔離網格。

因風力發電機設備改進所增加的其它設備，如電壓等級轉換變壓器等，也可在本發明的設備布置基礎上放置于塔筒內部。

雖然經過對本發明結合具體實施例進行描述，對于在本技術領域熟練的人士，根據上文的敘述做出的替代，修改與變化將是顯而易見的。因此，在這樣的替代，修改和變化落入附后的權利要求的精神和范圍內時，應該被包括在本發明中。