[發明專利]壓力補償水下電氣系統

有效

• 申請號: 201580045533.4
• 申請日: 2015-08-10
• 公開（公告）號: CN106605457B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: T·拉內里德;T·格拉丁格;H·倫登曼;E·維爾塔南;T·瓦格納;T·科伊維魯奧馬
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H05K5/06
• 分類號: H05K5/06;H01F27/14
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 李輝

提供了一種壓力補償水下電氣系統(5a，5b，c，5d，5e)。該壓力補償水下電氣系統包括填充有電介質液體(12)的殼體(8)。該殼體具有彼此壓力連通的第一殼體部分(8a)和第二殼體部分(8b)。第一殼體部分包括變壓器(3)，并且第二殼體部分包括功率轉換器(4)。該壓力補償水下電氣系統包括布置成補償殼體內的壓力的壓力補償器(2)。該壓力補償器能夠補償第一殼體部分和第二殼體部分兩者中的壓力。

技術領域

本發明涉及水下電氣系統，并且具體地涉及壓力補償的水下電氣系統。

背景技術

一般來說，水下電設施和設備通常要求關于耐久性、長期功能性和操作期間的獨立性的高標準。在操作期間需要被冷卻的水下電設施(例如水下轉換器)需要對其部件進行自主的且持久的冷卻。已知使用低壓縮性的電介質液體，例如礦物油作為冷卻流體。電介質流體還可以由天然或合成的酯組成。一般來說，電介質流體用于提供壓力補償環境，并且還用作放置在電氣設施中的電氣部件(例如電容器單元)的電絕緣介質。因此，電力電子水下設備(例如水下轉換器)的罐通常填充有油，其充當組合的電絕緣介質和冷卻介質。油從內部轉換器部件接收熱量并且通過罐壁或通過熱交換器將其傳遞到海水。

在一些情況下，罐設置有壓力補償系統，使得內部壓力接近或等于外部壓力。包括這種壓力補償系統的裝置將在下文中稱為壓力補償裝置。與沒有壓力補償系統的罐(諸如作為水下電氣系統的一部分)相比，提供壓力補償系統對罐壁施加明顯較小的壓力。例如，3000米深處的壓力為300巴(bar)。

通常，功率轉換器需要幾個與變壓器的電連接。已知的水下電力系統通常將功率轉換器和變壓器定位在具有單獨的壓力補償系統的單獨的罐中，并且具有用于電耦合的濕連接。

圖1示意性地示出了這種已知的壓力補償水下電氣系統1a。該壓力補償水下電氣系統1a包括具有變壓器3的第一罐和具有功率轉換器4的第二罐。罐通過連接件連接。每個罐填充有電介質流體12并且具有其自己的單獨的壓力補償系統2a、2b。

WO 2008/055515(特別參見其中的圖3)描述了位于一個液密殼體內的轉換器和變壓器。根據WO 2008/055515，轉換器位于另一個液密殼體內，因此它們之間沒有流體連通。

EP2579438(特別參見其中的圖6)公開了轉換器和變壓器，但沒有提及流體連通。

從現有技術(例如在WO 2008/055515中)已知的是壓力補償水下電氣系統，其中液體填充的轉換器罐被放置在也容納變壓器的主容器內。圖2示意性地示出了這種已知的壓力補償水下電氣系統1b。因此，水下電氣系統1b包括填充有電介質流體12的第一罐，其包括變壓器3并且具有壓力補償系統2a。第一罐又包括第二罐。第二罐也填充有電介質流體12，其包括功率轉換器4并且具有壓力補償系統2b。

一般來說，功率轉換器具有高熱損耗，但是需要低溫以便有效地操作。罐壁表面通常不足以實現所需的冷卻。該表面能夠通過使用罐波紋、散熱片或外部熱交換器來延伸，但是這增加了壓力補償水下電氣系統的成本和重量。另一方面，變壓器對高溫不太敏感。

EP2717401A1涉及水下電氣功率系統。水下電氣功率系統包括第一水下電氣設備和第二水下電氣設備，第一水下電氣設備具有第一水下外殼，第二水下電氣設備具有第二水下外殼。第一水下電氣設備和第二水下電氣設備安裝在公共框架上。在第一水下外殼和第二水下外殼之間設置管道。

鑒于上述，仍然需要一種包括變壓器和功率轉換器的改進的壓力補償水下電氣系統。

發明內容

本文的實施例的目的是提供包括變壓器和功率轉換器的有效的壓力補償水下電氣系統。