一种大功率风机变流器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种大功率风机变流器，其特征在于：它包括主功率柜和并网控制柜，所述主功率柜和并网控制柜的顶部通过起吊角钢连接在一起，所述主功率柜和并网控制柜之间设置一隔板；所述主功率柜包括机侧主功率柜和网侧主功率柜，所述机侧主功率柜和并网控制柜分别位于所述网侧主功率柜的两侧；所述网侧主功率柜和机侧主功率柜之间连通，所述机侧主功率柜对风机转子的电流进行滤波和整流，所述网侧主功率柜对风机转子的电流进行整流、逆变和滤波；所述并网控制柜对整机以及对风机的转子与定子汇流并网进行控制。本实用新型可以广泛应用于风力并网发电中。
【专利说明】一种大功率风机变流器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种变流器，特别是关于一种大功率风机变流器。
【背景技术】
[0002] 变流器是风力并网发电技术的重要组成部分，分析现有已产业化的风机变流器， 其存在以下不足：①结构尺寸不够紧凑，无法满足某些要求安装于机舱内的场合；②结构 复杂，不能进行正面操作和维护；③结构和布局不合理，造成变流器内部走线混乱，各部件 之间易产生干扰，从而使得变流器的稳定性和可靠性不高。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、便于测试和维护且稳定 性和可靠性高的大功率风机变流器。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种大功率风机变流器，其特征 在于：它包括主功率柜和并网控制柜，所述主功率柜和并网控制柜的顶部通过起吊角钢连 接，所述主功率柜和并网控制柜之间设置隔板；所述主功率柜包括机侧主功率柜和网侧主 功率柜，所述机侧主功率柜和并网控制柜分别位于所述网侧主功率柜的两侧；所述网侧主 功率柜和机侧主功率柜之间连通。
[0005] 所述网侧主功率柜和机侧主功率柜的前面板上设置一个以上用于散热的百叶窗 组件。
[0006] 所述并网控制柜的前面板上部设置若干指示灯，其前面板下部设置两个用于散热 的百叶窗组件；所述并网控制柜的后面板上部设置并网控制柜风机。
[0007] 在所述指示灯下方设置电脑托盘组件，所述电脑托盘组件旋转展开形成一水平台 面。
[0008] 所述并网控制柜中包括UPS电源、交流滤波单元、转子并网接触器、电压检测组 件、控制柜左侧板组件、控制柜右侧板组件、控制柜后侧板组件、用户接线单元组件和变压 器；所述UPS电源位于所述并网控制柜中远离所述主功率柜侧柜腔的上部，所述UPS电源的 下方设置所述交流滤波单元，所述交流滤波单元下方安装所述转子并网接触器，所述转子 并网接触器的两侧均设置有所述电压检测组件，所述电压检测组件与所述转子并网接触器 的两侧面之间存在空隙；所述并网控制柜中靠近所述主功率柜侧柜腔的上部采用左、后和 右三面布局结构，其左右两侧分别设置所述控制柜左侧板组件和控制柜右侧板组件，其后 侧设置所述控制柜后侧板组件；所述并网控制柜的下部安装有所述用户接线单元组件和变 压器，所述变压器位于所述用户接线单元组件的后部。
[0009] 所述用户接线单元组件采用导正销固定结构固定在所述并网控制柜的下部。
[0010] 所述主功率柜包括撬棒箱、直流侧撬棒、撬棒电阻、机侧模组、网侧模组、机侧模组 散热组件、网侧散热组件、隔离板、软连接固定组件、机侧电抗器、网侧电抗器、模组交流侧 挡板、电抗器通风板、进出线密封组件和转子接线单元；所述撬棒箱设置在所述机侧主功率 柜上部，所述撬棒电阻设置在所述网侧主功率柜上部，所述直流侧撬棒位于所述撬棒箱和 撬棒电阻之间，并设置在所述机侧主功率柜上部；所述机侧模组和网侧模组分别均匀设置 在所述机侧主功率柜和网侧主功率柜的中上部，位于所述机侧模组和网侧模组的后面，在 所述主功率柜的后面板的外侧分别设置所述机侧模组散热组件和网侧散热组件，所述机侧 模组和网侧模组的下方安装有所述隔离板和软连接固定组件，位于所述机侧主功率柜和网 侧主功率柜的底部，在所述隔离板下方分别设置所述机侧电抗器和网侧电抗器；所述机侧 电抗器和网侧电抗器的前部设置有所述模组交流侧挡板和电抗器通风板，转子侧进线通过 所述进出线密封组件接到所述转子接线单元上。
[0011] 所述机侧模组散热组件和网侧模组散热组件均包括模组集风罩、风机固定板和前 向离心风机，模组集风罩固定设置在所述风机固定板正面，所述前向离心风机固定设置在 所述风机固定板的背面。
[0012] 所述机侧电抗器和网侧电抗器均采用风冷电抗器。
[0013] 本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于包括主 功率柜和并网控制柜，主功率柜和并网控制柜的顶部通过起吊角钢连接，主功率柜和并网 控制柜之间设置一用于隔热的隔板，主功率柜包括机侧主功率柜和网侧主功率柜，机侧主 功率柜和并网控制柜分别位于网侧主功率柜的两侧；网侧主功率柜和机侧主功率柜之间连 通，因此本实用新型具有结构紧凑的特点。2、本实用新型由于在并网控制柜中远离主功率 柜侧柜腔的上部设置UPS电源，UPS电源的下方设置交流滤波单元，交流滤波单元下方安装 转子并网接触器，转子并网接触器的两侧均设置电压检测组件，电压检测组件与转子并网 接触器的两侧面之间存在空隙；并网控制柜中靠近主功率柜侧柜腔的上部采用左、后和右 三面布局结构，其左右两侧分别设置控制柜左侧板组件和控制柜右侧板组件，其后侧设置 控制柜后侧板组件；并网控制柜的下部安装有用户接线单元组件和变压器，变压器位于用 户接线单元组件的后部，因此本实用新型测试、维护方便且空间利用率高。3、本实用新型的 机侧主功率柜、网侧主功率柜和并网控制柜中各部件的布局结构紧凑，并采用隔板屏蔽干 扰，因此本实用新型的稳定性和可靠性高。基于以上优点，本实用新型可以广泛应用于风力 并网发电中。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型的外部结构示意图
[0015] 图2是隐藏机柜四周门板、顶板和起吊角钢后的内部结构示意图
[0016] 图3是隐藏机柜四周门板、撬棒挡板、模组交流侧挡板和电抗器通风挡板的内部 结构示意图
[0017] 图4是本实用新型的背面外形结构示意图
[0018] 图5是机侧散热组件爆炸图
[0019] 图6是网侧散热组件爆炸图
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0021] 如图1所示，本实用新型的大功率风机变流器包括主功率柜1和并网控制柜2,主 功率柜1和并网控制柜2的顶部通过起吊角钢3连接在一起，主功率柜1和并网控制柜2 之间通过隔板来避免主功率柜1的热量对并网控制柜2内信号的干扰。其中，主功率柜1 包括机侧主功率柜11和网侧主功率柜12,机侧主功率柜11和并网控制柜2分别位于网侧 主功率柜12的两侧。网侧主功率柜11和机侧主功率柜12之间连通，使得主功率柜1内热 量更均衡，从而避免出现局部过热现象。机侧主功率柜11对风机转子的电流进行滤波和整 流，网侧主功率柜12对风机转子的电流进行整流、逆变和滤波；并网控制柜2实现对整机的 控制以及对风机的转子与定子汇流并网的控制。
[0022] 上述实施例中，如图1所示，网侧主功率柜11和机侧主功率柜12的前面板上设置 一个以上百叶窗组件13,以便于网侧主功率柜11和机侧主功率柜12内向外部散热。
[0023] 上述实施例中，并网控制柜2的前面板上部设置有若干指示灯14,其前面板下部 设置两个百叶窗组件13,以便于并网控制柜2内向外部散热。并网控制柜2的后面板上部 设置有并网控制柜风机15,并网控制柜风机15通过抽风使并网控制柜2内形成一个自下而 上、自前向后的散热风道，使整个并网控制柜2的温度保持在正常工作状态。
[0024] 上述实施例中，在指示灯14下方设置电脑托盘组件，该电脑托盘组件可旋转展开 形成一个水平的台面，可用于放置测试用的便携式电脑或示波器等测试仪器，使调试和维 护工作更加方便。
[0025] 上述实施例中，如图2所示，并网控制柜2中包括UPS电源21、交流滤波单元22、 转子并网接触器23、电压检测组件24、控制柜左侧板组件25、控制柜右侧板组件26、控制柜 后侧板组件27、用户接线单元组件28和变压器29。其中，并网控制柜2的内部分为上部和 下部，且其上部又分为靠近主功率柜1侧的柜腔和远离主功率柜1侧的柜腔。并网控制柜 2的上部靠近主功率柜1侧的柜腔为弱电控制部分，靠近主功率柜1 一侧，走线方便且干扰 少，并网控制柜2的上部远离主功率柜1侧的柜腔为交流滤波、电压检测和转子并网侧，并 网控制柜2与主功率柜1通过隔板有效屏蔽干扰。
[0026] UPS电源21位于并网控制柜2中远离主功率柜1侧柜腔的上部，用于启动前或变 流器出现故障时给控制柜左侧板组件25、控制柜右侧板组件26、控制柜后侧板组件27等变 流器的控制部分供电。UPS电源21的下方设置交流滤波单元22,用于对并网电流进行滤波。 交流滤波单元22下方安装转子并网接触器23,转子并网接触器23的两侧均设置有电压检 测组件24,电压检测组件24与转子并网接触器23的两侧面之间存在一定空隙，从而便于转 子并网接触器23和电压检测组件24的安装与测试。
[0027] 并网控制柜2中靠近主功率柜1侧柜腔的上部采用左、后和右三面布局结构，其左 右两侧分别设置控制柜左侧板组件25和控制柜右侧板组件26,其后侧设置控制柜后侧板 组件27。控制柜后侧板组件27安装固定在固定架上，与固定架完全组装完成后，整体装入 并网控制柜2的上部靠近主功率柜1侧的柜腔中。其中，控制柜左侧板组件25上设置有网 侧控制板和继电器等控制部件，控制柜右侧板组件26上设置有温湿度检测部件和滤波器， 温湿度检测部件检测并网控制柜2中的温湿度。控制柜后侧板组件27上设置有机侧控制 板和PLC等控制部件。
[0028] 并网控制柜2的下部安装有用户接线单元组件28和变压器29,其中，变压器29位 于用户接线单元组件28的后部，用户接线单元组件28采用导正销固定结构固定在并网控 制柜2的下部，只需一人即可完成用户接线单元组件28的安装与拆卸。
[0029] 上述实施例中，主功率柜1包括撬棒箱111、直流侧撬棒112、撬棒电阻113、机侧模 组114、网侧模组115、机侧模组散热组件116、网侧散热组件117、隔离板118、软连接固定组 件119、机侧电抗器120、网侧电抗器121、模组交流侧挡板122、电抗器通风板123、进出线密 封组件124和转子接线单元125。在主功率柜1的上部设置撬棒组件，其中，撬棒组件包括 撬棒箱111、直流侧撬棒112和撬棒电阻113。撬棒箱111设置在机侧主功率柜11上部，撬 棒电阻113设置在网侧主功率柜12上部，直流侧撬棒112位于撬棒箱111和撬棒电阻113 之间，并设置在机侧主功率柜11上部。撬棒组件前面设置有起防护作用的撬棒挡板，避免 触电事故。机侧模组114和网侧模组115分别均匀设置在机侧主功率柜11和网侧主功率柜 12的中上部，每个模组可以单独拆装。位于机侧模组114和网侧模组115的后面，在主功率 柜1的后面板的外侧分别设置机侧模组散热组件116和网侧散热组件117,机侧模组散热组 件116和网侧散热组件117与两个百叶窗组件13形成前进风，后出风的风道，并且主功率 柜1的后向抽风散热更加均匀。机侧模组114和网侧模组115的下方安装有隔离板118和 软连接固定组件119,位于机侧主功率柜11和网侧主功率柜12的底部，在隔离板118下方 分别设置机侧电抗器120和网侧电抗器121，软连接固定组件119用于固定从机侧模组114 至机侧电抗器120和从网侧模组115至网侧电抗器121的软连接；机侧电抗器120和网侧 电抗器121的前部设置有模组交流侧挡板122和电抗器通风板123,其中，模组交流侧挡板 122起到隔离保护作用，电抗器通风板123既可以起到保护作用，又保留了电抗器散热的风 道；转子侧进线通过进出线密封组件124接到转子接线单元125上，进出线密封组件124可 以有效的固定进线线缆，而且密封性能较好。
[0030] 上述实施例中，本实用新型大功率风机变流器的主电路为：从风机转子引出的线 缆穿过进出线密封组件124与转子接线单元125相连，转子接线单元125通过铜排连接到 机侧电抗器120的输入端，转子电流经机侧电抗器120滤波后通过软连接固定组件119流 向机侧模组114的交流输入端，经过机侧模组114的整流将风机转子输出的交流电转换为 直流电输出到网侧模组115的直流侧，再经过网侧模组115的逆变作用把直流电转换为交 流电，网侧模组115的交流输出端通过软连接与网侧电抗器12的输入端相连，经网侧电抗 器12的滤波、平波作用后转子电流通过软连接固定组件119流向转子并网接触器23,转子 并网接触器23通过铜排和线缆与并网主控断路器及定子侧连接，完成汇流并网。
[0031] 上述实施例中，如图4?图6所示，机侧模组散热组件116和网侧模组散热组件 117均包括模组集风罩、风机固定板和前向离心风机，模组集风罩固定设置在风机固定板正 面，前向离心风机固定设置在风机固定板的背面。
[0032] 上述实施例中，机侧电抗器120和网侧电抗器121均采用风冷电抗器，其价格低廉 且稳定性高。
[0033] 上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构和连接方式等都是可以 有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在 本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1. 一种大功率风机变流器，其特征在于：它包括主功率柜和并网控制柜，所述主功率 柜和并网控制柜的顶部通过起吊角钢连接，所述主功率柜和并网控制柜之间设置隔板；所 述主功率柜包括机侧主功率柜和网侧主功率柜，所述机侧主功率柜和并网控制柜分别位于 所述网侧主功率柜的两侧；所述网侧主功率柜和机侧主功率柜之间连通。
2. 如权利要求1所述的一种大功率风机变流器，其特征在于：所述网侧主功率柜和机 侧主功率柜的前面板上设置一个以上用于散热的百叶窗组件。
3. 如权利要求1所述的一种大功率风机变流器，其特征在于：所述并网控制柜的前面 板上部设置若干指示灯，其前面板下部设置两个用于散热的百叶窗组件；所述并网控制柜 的后面板上部设置并网控制柜风机。
4. 如权利要求3所述的一种大功率风机变流器，其特征在于：在所述指示灯下方设置 电脑托盘组件，所述电脑托盘组件旋转展开形成一水平台面。
5. 如权利要求1或2或3或4所述的一种大功率风机变流器，其特征在于：所述并网 控制柜中包括UPS电源、交流滤波单元、转子并网接触器、电压检测组件、控制柜左侧板组 件、控制柜右侧板组件、控制柜后侧板组件、用户接线单元组件和变压器；所述UPS电源位 于所述并网控制柜中远离所述主功率柜侧柜腔的上部，所述UPS电源的下方设置所述交流 滤波单元，所述交流滤波单元下方安装所述转子并网接触器，所述转子并网接触器的两侧 均设置有所述电压检测组件，所述电压检测组件与所述转子并网接触器的两侧面之间存在 空隙；所述并网控制柜中靠近所述主功率柜侧柜腔的上部采用左、后和右三面布局结构，其 左右两侧分别设置所述控制柜左侧板组件和控制柜右侧板组件，其后侧设置所述控制柜后 侧板组件；所述并网控制柜的下部安装有所述用户接线单元组件和变压器，所述变压器位 于所述用户接线单元组件的后部。
6. 如权利要求5所述的一种大功率风机变流器，其特征在于：所述用户接线单元组件 采用导正销固定结构固定在所述并网控制柜的下部。
7. 如权利要求1或2或3或4所述的一种大功率风机变流器，其特征在于：所述主功率 柜包括撬棒箱、直流侧撬棒、撬棒电阻、机侧模组、网侧模组、机侧模组散热组件、网侧散热 组件、隔离板、软连接固定组件、机侧电抗器、网侧电抗器、模组交流侧挡板、电抗器通风板、 进出线密封组件和转子接线单元；所述撬棒箱设置在所述机侧主功率柜上部，所述撬棒电 阻设置在所述网侧主功率柜上部，所述直流侧撬棒位于所述撬棒箱和撬棒电阻之间，并设 置在所述机侧主功率柜上部；所述机侧模组和网侧模组分别均匀设置在所述机侧主功率柜 和网侧主功率柜的中上部，位于所述机侧模组和网侧模组的后面，在所述主功率柜的后面 板的外侧分别设置所述机侧模组散热组件和网侧散热组件，所述机侧模组和网侧模组的下 方安装有所述隔离板和软连接固定组件，位于所述机侧主功率柜和网侧主功率柜的底部， 在所述隔离板下方分别设置所述机侧电抗器和网侧电抗器；所述机侧电抗器和网侧电抗器 的前部设置有所述模组交流侧挡板和电抗器通风板，转子侧进线通过所述进出线密封组件 接到所述转子接线单元上。
8. 如权利要求7所述的一种大功率风机变流器，其特征在于：所述机侧模组散热组件 和网侧模组散热组件均包括模组集风罩、风机固定板和前向离心风机，模组集风罩固定设 置在所述风机固定板正面，所述前向离心风机固定设置在所述风机固定板的背面。
9. 如权利要求7所述的一种大功率风机变流器，其特征在于：所述机侧电抗器和网侧 电抗器均采用风冷电抗器。
【文档编号】H02B1/56GK203883333SQ201420293143
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】吴亚飞, 杨洋, 王柱 申请人:中节能风力发电(张北）有限公司