风力发电机组的自供电系统及风力发电机组的制作方法

本实用新型涉及发电设备技术，尤其涉及一种风力发电机组的自供电系统及风力发电机组。

背景技术：

风能是可再生能源之一，具有廉价、取之不尽、用之不竭且绿色环保的特点。风力发电机组在将风能转化为电能并将电能输送到电网的过程中，其自身的设备也需要电能，以保证风力发电机组中的各个设备正常工作。

图1示出常用的风力发电机组的自供电系统的示意图。如图1所示，风力发电机组配有发电机1、设置在塔筒平台上的变流器2以及设置在塔筒外部的升压变压器3。变流器2将发电机1发出的频率变化的电能转换为频率恒定的电能，并通过升压变压器3转换为高压电能并入电网。由于变流器输出的交流电(通常为690V)无法直接被一般的用电设备使用，因此为了向风力发电机组的用电设备供电，通常还在塔筒平台上配设辅助变压器4，通过辅助变压器4将变流柜输出的交流电的电压转换为用电设备可以使用的电压(如400V)，经过辅助变压器4变压的交流电可用于向风力发电机组的用电设备供电。

然而，现有风力发电机组的自供电系统至少存在以下缺点：首先，为了设置辅助变压器，必然需要为辅助变压器配备相应的电控柜，导致风力发电机组内电控柜数量的增加和风力发电机组成本增加，且占用了塔筒内的空间。其次，电控柜数量的增加也将增加对电控柜监控、管理、维护等事项的工作量。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种风力发电机组的自供电系统及风力发电机组，以简化自供电系统的取电结构并降低风力发电机组的成本。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种风力发电机组的自供电系统，包括：发电机、变流器、升压变压器、第一电能分配设备，其中，所述变流器的输入端与发电机的主电路回路的输出端连接，所述变流器的输出端连接在所述升压变压器的低压侧；在所述升压变压器的低压侧绕组中还设有分接头，所述分接头与所述第一电能分配设备连接。

可选地，所述第一电能分配设备设置在所述风力发电机组的主控柜内。

可选地，所述第一电能分配设备和所述变流器均设置在所述风力发电机组的变流器柜内，所述变流器柜内的第一用电设备与所述第一电能分配设备连接。

可选地，所述自供电系统还包括设置在所述风力发电机组的主控柜内的第二电能分配设备，所述第二电能分配设备与所述第一电能分配设备连接，所述风力发电机组的第二用电设备与所述第二电能分配设备连接。

可选地，所述分接头与所述第一电能分配设备之间设有断路器。

可选地，所述风力发电机组的第三用电设备与所述第一电能分配设备连接。

可选地，所述第一电能分配设备中设有熔断式隔离开关。

可选地，所述第二电能分配设备中设有熔断式隔离开关。

可选地，所述分接头的位置由所述升压变压器的低压侧的绕组、所述升压变压器的低压侧的电压和所述自供电系统的电压确定。

本实用新型的实施例还提供一种风力发电机组，包括上述的自供电系统。

本实用新型实施提供的风力发电机组的自供电系统和包括该自供电系统的风力发电机组，通过在升压变压器的低压侧的绕组中设置分接头并连接电能分配设备，风力发电机组内的用电设备可通过电能分配设备取电，而无需在塔筒内另行设置辅助变压器。由此，避免了由于为辅助变压器设置电控柜而占用塔筒空间，并且降低了风力发电机组的成本。此外，由于无需辅助变压器，风力发电机组内的电连接点减少，降低了风力发电机组发生故障的风险，同时节省了辅助变压器对应的电控柜监控、管理、维护等工作的人力和物力。

附图说明

图1是现有技术中风力发电机组的自供电系统的示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的一种风力发电机组的自供电系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种风力发电机组的自供电系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的另一种风力发电机组的自供电系统的结构示意图；

图5是本实用新型实施例三提供的一种风力发电机组的自供电系统的结构示意图。

附图标记说明：

1：发电机；2：变流器；3：升压变压器；4：辅助变流器柜；

10：发电机；20：变流器；30：升压变压器；40：第一电能分配设备；50：主控柜；60：分接头；70：变流器柜；80：第二电能分配设备；100：断路器；200：熔断式隔离开关；310：第一用电设备；320：第二用电设备；330：第三用电设备。

具体实施方式

下面结合附图(若干附图中相同的标号表示相同的元素)和实施例，对本实用新型实施例的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本实用新型实施例，但不用来限制本实用新型实施例的范围。

本领域技术人员可以理解，本实用新型实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

下面结合附图详细描述本实用新型的示例性实施例。

实施例一

图2是本实用新型实施例一提供的一种风力发电机组的自供电系统的示意图。

参照图2，在本实用新型实施例中，风力发电机组的自供电系统包括发电机10、变流器20、升压变压器30和第一电能分配设备40。

其中，变流器20的输入端与发电机10的主电路回路的输出端连接，变流器2的输出端连接在升压变压器30的低压侧，升压变压器30的高压侧与电网连接。

具体地，叶片吸收的风能转化为机械能后，通过主轴传递给发电机30发电，发出的电通过变流器20和升压变压器30转换为高压电能并入电网。

在此基础上，在升压变压器30的低压侧绕组中还设有分接头60，分接头60与第一电能分配设备40连接。具体地，根据需要，可以将第一电能分配设备40设置在风力发电机组的任何适当位置。

分接头60可以是，但不限于从绕组线圈接出的一个或多个抽头。分接头60在升压变压器30低压侧的位置可以根据升压变压器30的低压侧的绕组、升压变压器30的低压侧的电压和自供电系统的电压确定。

具体地，自供电系统的电压可以是，但不限于风力发电机组内的用电设备(如变流器内的用电设备)的电压，例如，分接头60的确定方式为：假设升压变压器30的低压侧的绕组的线圈匝数为69，升压变压器30的低压侧的电压为690V，而自供电系统的电压为400V(变流器内的用电设备的电压为400V)，那么将低压侧绕组线圈40匝处设置抽头，由此，在分接头60处可分接到电压值适用于自供电系统内一般用电设备的电流。

分接头60与第一电能分配设备40连接。由此，风力发电机组内的用电设备可直接或间接地连接到第一电能分配设备40来取电。

第一电能分配设备40可以是，但不限于分线盒或配电箱，在本实用新型实施例中不作具体限定。

本实施的风力发电机组的自供电系统通过在升压变压器的低压侧的绕组中设置分接头并连接电能分配设备，风力发电机组内的用电设备可通过电能分配设备取电，而无需在塔筒内另行设置辅助变压器。由此，避免了由于为辅助变压器设置电控柜而占用塔筒空间，并且降低了风力发电机组的成本。此外，由于无需辅助变压器，风力发电机组内的电连接点减少，降低了风力发电机组发生故障的风险，同时节省了辅助变压器对应的电控柜监控、管理、维护等工作的人力和物力。

可选地，请参阅图3，在分接头60与第一电能分配设备40之间设置断路器100。断路器100可以是，但不限于配电型塑壳断路器，以对整个自供电系统的短路或过载保护。

此外，可选地，请参阅图3，在第一电能分配设备40内设置熔断式隔离开关200，用于对第一电能分配设备40进行保护，以防止用电设备在向第一电能分配设备40取电过程中出现短路或过载等故障。

这里，发电机10、变流器20、升压变压器30分别可以是风力发电机组自配的设备，当然也可以是单独设置的相应设备。

实施例二

图3是本实用新型实施例二提供的一种风力发电机组的自供电系统的结构示意图。实施例二的自供电系统与实施例一的自供电系统的构成类似。

在本实施例中，第一电能分配设备40设置在用于容纳变流器20的变流器柜70内。

参照图3，变流器柜70内的一个或多个第一用电设备310与第一电能分配设备40连接，从而通过第一用电设备310(如控制电路板、风扇等)取电。

根据一种可行的实现方式，风力发电机组的其他用电设备也可以通过第一电能分配设备40来取电。

图4示出在本实用新型实施例二的自供电系统的另一种取电设置。参照图4，在风力发电机组内的其它位置还设置有第二电能分配设备80。该第二电能分配设备80可作为风力发电机组内其他用电设备的主要取电点。

由于变流器柜70内的空间有限，并且其与风力发电机组的其他用电设备距离相对较远，因此，可选地，在主控柜50被设置第二电能分配设备80。风力发电机组内的第二用电设备320分别直接或间接地连接到第二电能分配设备80来取电。

第二用电设备320可以是除第一用电设备310外的用电设备，如主控柜50内的用电设备、塔筒内的用电设备、机舱柜内的用电设备、变桨柜内的用电设备、偏航系统的用电设备等等。

在本实用新型实施例中，第二电能分配设备80还可以设置于其他电控柜中，如机舱柜，对此本实施例不作具体限定。

由此，风力发电机组内的其他用电设备均可从设置在主控柜50或其他位置的第二电能分配设备80集中取电，便于对风力发电机组内的设备进行取电配置和维护。

实施例三

图5是本实用新型实施例三提供的一种风力发电机组的自供电系统的结构示意图。实施例四的自供电系统与实施例一的自供电系统的构成类似。在本实施例中，将第一电能分配设备40设置在主控柜50内，作为风力发电机组的集中取电点。

具体地，风力发电机组的第三用电设备330与设置在主控柜50内的第一电能分配设备40连接，并向第一电能分配设备40取电。

第三用电设备330可包括前述第一用电设备310和第二用电设备320，例如，但不限于，变流器20内的用电设备、主控柜50内的用电设备或其它用电设备(如塔筒内用电设备、机舱柜内的用电设备、变桨柜内的用电设备、偏航系统内的用电设备和变桨系统内的用电设备等)。

由此，实施例三提供的风力发电机组的自供电系统将从升压变压器30分接的电流输送到主控柜50内的集中取电点，使风力发电机组的用电设备均可从该集中取电点取电，简化了该自供电系统的取电结构，减少了风力发电机组内的电连接点，提高了自供电系统供电的稳定性。

本实用新型实施例还提供一种风力发电机组，包括实施例一、实施例二或实施例三中的自供电系统。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本实用新型的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。