变压器柜与直流供电系统的制作方法

文档序号:33291999发布日期:2023-02-28 20:07阅读:52来源:国知局
变压器柜与直流供电系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种供电技术,特别涉及一种变压器柜与直流供电系统。


背景技术:

2.近年来,随着通信业务的迅猛发展,服务器、数据机房的建设需求也与日俱增。尤其是随着5g通信、ai人工智能、云计算、大数据等项目的建设启动,电信运营商、互联网公司等企/事业单位机构对通信机房的快速建站、快速布网、降低机房的设备成本和运营维护成本的要求也更加迫切。因此,对可靠性高、方便维护的供电系统也有了新的要求。
3.目前,集成化的电源系统一般包括变压器柜以及整流输出柜等机柜,而这些机柜有限的内部空间需放置的元器件、功率电缆越来越多,并且带载功率及要实现的功能也越来越多。并且,该电源系统中自变压器柜至整流输出柜的电能传输大多采用电缆连接,而电缆数量的增多、冷热风道的预留等要求,给柜内元件放置、电缆布线的空间越来越小,所以为了提高空间利用率、降低成本、减少损耗,系统架构布局新方案也就应运而生。
4.在常规的一种系统架构设计方案中,每个整流输出柜是由“一个整流柜+ 一个直流输出柜”组成,其中,整流柜是“上下交流输入空开+中间功率模块”的架构布局,直流输出柜是“上下引出线+中间直流汇总母排”的架构布局。以一套由“1个变压器柜+4个整流输出柜”组成的电源系统为例,从变压器柜至整流输出柜的动力电缆可达72组,而离变压器柜最远的整流柜的电缆要穿过前面三个整流输出柜。其中,变压器柜中的变压器一般是通过多个副边绕组 (比如28个)经由电缆给整流输出柜的模块进行供电,其中所述多个副边绕组一般是按照由上到下的顺序编号(比如1、2、3、
……
、26、27、28)并依序接入到4个整流输出柜内,例如,变压器的副边绕组1~7接入到整流输出柜 1、变压器的副边绕组8~14接入到整流输出柜2、变压器的副边绕组15~21接入到整流输出柜3、变压器的副边绕组22~28接入到整流输出柜4。但是,此种接线方式的弊端在于:当4个整流输出柜各自带载不同时,变压器的副边绕组会发热不均匀,即有可能长期处在变压器的某个区域的温度比较高,而其它区域的温度比较低的情况。从磁路的角度来讲,这样会导致涡流损耗比较大。
5.并且,每个整流输出柜内元器件很多、可布线空间狭小,在满足直流上出线、柜前为主要操作界面的前提下,此时,柜内电缆只能放置在柜后,且采用线槽多层放置方式。此种系统架构布局方式存在以下缺陷:
6.1、当多层线槽全在柜后下部时,在预留整流输出柜的输入空开电缆搭接空间后,只能上下布局4层线槽(否则直流电缆将无法上出线),此时线槽会遮挡模块散热通道和输入空开电缆连接螺栓锁固操作空间,且多层线槽的中间层,若放置一根穿过三或四个机柜的电缆将会非常难以操作。
7.2、当多层线槽全在柜后上部时,在预留机柜直流上出线电缆放置空间后,柜后上部也只能上下布局4层线槽(否则直流电缆将无法上出线),也会遮挡模块散热通道和螺栓锁固操作空间,同时由于电缆太高且是多层放置,放置电缆时操作比较困难。
8.3、当多层线槽不放置在一起且柜后上下都有时,因为线槽多层布局的使用,所以
下层线槽内电缆的维护操作空间非常狭小且推拉电缆布线困难,而上层电缆由于太高导致操作维护更加不便。
9.4、多层线槽柜后理线对电缆数量也有一定的限制,机柜深度一定、电缆数量过多时会导致柜后线槽无法排布;机柜深度增加会导致模块散热风道过长、柜内热量无法及时散热到柜外,故每套系统的整流输出柜个数不能太多,从而限制了直流输出总功率。
10.另外,对于目前“整流柜+直流输出柜”的系统架构,由于功率模块距离地面较高且功率模块较重,工作人员进行插拔操作时存在安全问题;位于机柜上层的交流输入空开由于距离地面很高,空开不易操作;电流走向自整流柜中间至直流输出柜中间上下分开,直流汇总母排需要很大,成本较高,且电能流向路径较长,能耗较多。功率模块布置在整流柜,输出直流空开/熔丝等布置在直流输出柜,机柜宽度不仅受功率模块数量影响,还受到输出直流空开/熔丝数量的影响,而一般情况下客户需要的直流输出分路较多(取决于下级列头柜),所以机柜宽度相对较宽,机房占地面积相对较大;此系统架构中整流柜和直流输出柜的分开设置,使得电缆需求数量增加,成本也会相应增加。
11.随着系统的整流输出柜的数量增加,机柜内线槽的数量也会增加,由此导致以上缺陷也愈发严重。而以上缺陷直接限制了目前的电源系统的功率和功能。因此,一种能够克服以上缺陷至少其中之一的新的动力电缆布局方案亟待出现。


技术实现要素:

12.本实用新型的目的在于提供一种变压器柜与直流供电系统,可以解决现有技术的一或多个缺陷。
13.为了实现上述目的,依据本实用新型的一实施例,本实用新型提供了一种变压器柜,其包括:变压机柜,具有变压容纳空间;变压器组件,设置于所述变压容纳空间内,所述变压器组件包括至少一线包组件,每一所述线包组件包括沿上下方向排列的a组副边绕组,所述a组副边绕组对应的a个出线端口在所述上下方向上按顺序编号并根据一组整流输出柜组的整流输出柜的数量 n被依序分成b组出线端口组,每组所述出线端口组包含与n个所述整流输出柜一一对应的n个所述出线端口,且每个所述出线端口电气耦接至对应的所述整流输出柜中的一个交流输入开关组件,所述b组出线端口组中电气连接至对应的所述整流输出柜的b个所述出线端口分别与对应的所述整流输出柜中的b个所述交流输入开关组件对应电气连接,其中,n、b为大于或等于 2的整数,a大于或等于n*b。
14.在本实用新型的一实施例中,每一所述线包组件的所述a组副边绕组对应的所述a个出线端口被分为设置于所述变压器柜的第一侧的奇数出线端口和设置于所述变压器柜的第二侧的偶数出线端口,其中,所述第一侧为所述变压器柜的前侧和后侧中的一者,所述第二侧为所述变压器柜的前侧和后侧中的另一者。
15.在本实用新型的一实施例中,每一所述线包组件的所述奇数出线端口和所述偶数出线端口在所述上下方向上交错地布置。
16.在本实用新型的一实施例中,所述至少一线包组件包括第一线包组件、第二线包组件和第三线包组件;所述第一线包组件的a个第一出线端口沿所述上下方向排列并形成第一出线端口列,所述第二线包组件的a个第二出线端口沿所述上下方向排列并形成第二出线端口列,所述第三线包组件的a个第三出线端口沿所述上下方向排列并形成第三出线
端口列。
17.在本实用新型的一实施例中,所述第一出线端口列、所述第二出线端口列以及所述第三出线端口列在左右方向上间隔布置,且所述第一出线端口列中的所述a个第一出线端口、所述第二出线端口列中的所述a个第二出线端口、以及所述第三出线端口列中的所述a个第三出线端口在所述上下方向上依序交错地布置。
18.在本实用新型的一实施例中,所述第一出线端口列中的所述a个第一出线端口被分为设置于所述变压器柜的第一侧的第一奇数出线端口和设置于所述变压器柜的第二侧的第一偶数出线端口;所述第二出线端口列中的所述a个第二出线端口被分为设置于所述变压器柜的所述第一侧的第二奇数出线端口和设置于所述变压器柜的所述第二侧的第二偶数出线端口;所述第三出线端口列中的所述a个第三出线端口被分为设置于所述变压器柜的所述第一侧的第三奇数出线端口和设置于所述变压器柜的所述第二侧的第三偶数出线端口;且所述第一奇数出线端口、所述第二奇数出线端口以及所述第三奇数出线端口在所述上下方向上依序交错地布置,所述第一偶数出线端口、所述第二偶数出线端口以及所述第三偶数出线端口在所述上下方向上依序交错地布置,其中,所述第一侧为所述变压器柜的前侧和后侧中的一者,所述第二侧为所述变压器柜的前侧和后侧中的另一者。
19.在本实用新型的一实施例中,所述第一奇数出线端口、所述第二奇数出线端口以及所述第三奇数出线端口布置于位于所述变压器柜的所述第一侧的一个第一侧纵向平面内;所述第一偶数出线端口、所述第二偶数出线端口以及所述第三偶数出线端口布置于位于所述变压器柜的所述第二侧的一个第二侧纵向平面内。
20.在本实用新型的一实施例中,所述第一奇数出线端口和所述第一偶数出线端口在前后方向上相对地设置;所述第二奇数出线端口和所述第二偶数出线端口在所述前后方向上相对地设置;所述第三奇数出线端口和所述第三偶数出线端口在所述前后方向上相对地设置。
21.在本实用新型的一实施例中,所述第一线包组件中的所述a个第一出线端口、所述第二线包组件中的所述a个第二出线端口、以及所述第三线包组件中的所述a个第三出线端口是从所述变压器柜邻近于所述整流输出柜组的一侧出线。
22.在本实用新型的一实施例中,每一所述线包组件的所述a个出线端口在所述变压器柜的第一侧沿所述上下方向排列,所述第一侧为所述变压器柜的前侧或后侧。
23.在本实用新型的一实施例中,每一所述线包组件的所述a个出线端口通过a组动力电缆与所述n个整流输出柜的所述交流输入开关组件电气连接,其中a组所述动力电缆在所述变压器柜的底部被分成n份动力电缆,每份动力电缆包括b组所述动力电缆并对应电气耦接至所述整流输出柜的b个所述交流输入开关组件。
24.在本实用新型的一实施例中,所述n份动力电缆在横向平面内呈单层平铺设置。
25.在本实用新型的一实施例中,其中2≤n≤10,4≤b≤7。
26.为了实现上述目的,本实用新型另提供了一种直流供电系统,其包括:如上所述的变压器柜;以及直流供电装置,沿左右方向设置于所述变压器柜的一侧,所述直流供电装置包括n个整流输出柜,其中n为大于或等于2的整数,每一所述整流输出柜包含:整流机柜,具有整流容纳空间;线槽组件,设置于所述整流机柜的底部,并容纳动力电缆于其中;以及自下而上依次布置于所述整流容纳空间内的交流输入组件、功率模块组件以及直流输出组
件,其中,所述交流输入组件的第一端与所述动力电缆电气连接;所述功率模块组件的第一端与所述交流输入组件的第二端电气连接;所述直流输出组件的第一端与所述功率模块组件的第二端电气连接,所述直流输出组件的第二端被配置为输出直流电。
27.在本实用新型的另一实施例中,每一所述整流输出柜的所述线槽组件包括至少一个线槽,所述n个整流输出柜的所述线槽在横向平面内呈单层平铺设置。
28.在本实用新型的另一实施例中,所述n个整流输出柜的所述线槽在所述横向平面内呈阵列布置,并在前后方向上形成n个电缆安装通道,其中所述左右方向垂直于所述前后方向。
29.在本实用新型的另一实施例中,其中,所述n个整流输出柜沿所述左右方向依序设置,第m个所述整流输出柜的线槽数量大于或等于n+1-m个,1 ≤m≤n。
30.在本实用新型的另一实施例中,每一所述线槽设置有多个散热开孔,所述多个散热开孔布置于每一所述电缆安装通道的至少一侧以形成隔离散热带。
31.在本实用新型的另一实施例中,至少两个所述隔离散热带内的所述散热开孔为错位布置。
32.在本实用新型的另一实施例中,在所述前后方向上相邻布置的两个所述线槽之间具有间隙。
33.在本实用新型的另一实施例中,每一所述整流输出柜还包含一控制组件,所述控制组件与所述交流输入组件、所述功率模块组件以及所述直流输出组件通信连接;和/或,每一个所述整流输出柜内的所述交流输入组件包括多个交流输入开关组件;和/或,每一个所述整流输出柜内的所述直流输出组件的所述第二端通过直流电缆输出直流电且所述直流电缆是自所述整流机柜的上部出线。
34.在本实用新型的另一实施例中,每个所述电缆安装通道内的所述动力电缆对应连接至一个所述整流输出柜内的所述交流输入组件。
35.在本实用新型的另一实施例中,所述直流供电系统还包括进线柜,沿所述左右方向设置于所述变压器柜相对于所述直流供电装置的另一侧。
36.在本实用新型的另一实施例中,所述直流供电系统还包括交流配电柜,沿所述左右方向设置于所述直流供电装置相对于所述变压器柜的另一侧。
37.本实用新型的变压器柜与直流供电系统提供了一种新的系统动力电缆布局理线方案,在整流输出柜带载不同时可以使变压器的副边绕组发热均匀,并可以平衡磁路,减少涡流损耗。
38.本实用新型还可以实现高利用率、节约成本、节能减排、操作简单、维护便利等优点。
39.本实用新型的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述,并且部分地将从描述中变得显然,或者可以通过本实用新型的实践而习得。
附图说明
40.通过参照附图详细描述其示例实施方式,本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
41.图1是本实用新型的直流供电系统的结构示意图;
42.图2是图1的直流供电系统中变压器柜的侧视图;
43.图3是图2的变压器柜的前侧的结构示意图;
44.图4是图2的变压器柜的后侧的结构示意图;
45.图5是图1的直流供电系统中从变压器柜至各个整流输出柜的动力电缆布局和接线方式示意图;
46.图6是图1的直流供电系统中线槽组件的布局示意图。
具体实施方式
47.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
48.在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时,用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。实施方式中可能使用相对性的用语,例如“上”或“下”以描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系。能理解的是,如果将图标的装置翻转使其上下颠倒,则所叙述在“上”侧的组件将会成为在“下”侧的组件。此外,权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用,不是对其对象的数字限制。
49.如图1所示,本实用新型提供一种直流供电系统1000,其可包括直流供电装置100a以及变压器柜200。
50.所述直流供电装置100a可包括n个整流输出柜100,其中n可为大于或等于1的整数。在一些实施例中,n较佳地可为大于1的整数,例如在图1所示的实施例中,n=4,也即,所述直流供电装置100a较佳地包括4个整流输出柜100(比如整流输出柜1、整流输出柜2、整流输出柜3和整流输出柜4)。在其他实施例中,n也可以其他数量。优选地,所述直流供电装置100a中整流输出柜100的数量可为2~10个,即2≤n≤10,但这并不作为对本实用新型的限制。
51.在本实用新型中,每一个整流输出柜100可包含整流机柜101、线槽组件 102、交流输入组件103、功率模块组件104以及直流输出组件105。其中,所述整流机柜101具有整流容纳空间1010。所述线槽组件102可设置于所述整流机柜101的底部,并容纳动力电缆203于其中。所述交流输入组件103、所述功率模块组件104以及所述直流输出组件105可沿上下方向d3自下而上依次布置于所述整流容纳空间1010内。并且,所述交流输入组件103的第一端可与所述动力电缆203电气连接;所述功率模块组件104的第一端可与所述交流输入组件103的第二端电气连接;所述直流输出组件105的第一端可与所述功率模块组件104的第二端电气连接,而所述直流输出组件105的第二端可被配置为输出直流电,例如,可通过直流电缆输出直流电,且所述直流电缆是自所述整流机柜101的上部出线。
52.所述变压器柜200可沿左右方向d1设置于所述直流供电装置100a的一侧,例如,在图1所示的实施例中所述变压器柜200是设置于所述直流供电装置100a的左侧。当然,可以理解的是,在其他实施例中,所述变压器柜200 也可设置于所述直流供电装置100a的右侧,
这并不作为对本实用新型的限制。在本实用新型中,所述变压器柜200可包括变压机柜201以及变压器组件202。所述变压机柜201具有变压容纳空间2010。所述变压器组件202例如可为一移相变压器(但本实用新型不以此为限),并容纳于所述变压容纳空间2010 内。
53.在本实用新型的一些实施例中,所述直流供电系统1000还可包括进线柜 300,其可沿左右方向d1设置于所述变压器柜200相对于所述直流供电装置 100a的另一侧,例如在图1所示的实施例中所述进线柜300是设置于所述变压器柜200的左侧。并且,所述进线柜300内可被配置为容纳供电母线(图中未示),例如容纳一10kv的供电母线。
54.在本实用新型的一些实施例中,所述直流供电系统1000还可包括交流配电柜400,其可沿左右方向d1设置于所述直流供电装置100a相对于所述变压器柜200的另一侧,例如在图1所示的实施例中所述交流配电柜400是设置于所述直流供电装置100a的右侧。
55.本实用新型的直流供电系统1000可应用于数据机房,其可通过10kv的供电母线供电,并通过移相变压器的变压,把电压转换成240v的交流电压,此交流电压可给整流输出柜100内的多个模块(包括但不限于功率模块组件 104)供电,通过这些模块可把240v的交流电压转换为稳定的直流输出电压,进而给数据机房内的服务器供电。在图1所示的实施例中,直流供电系统1000 的输出功率可通过4个整流输出柜100给服务器供电,从而可实现较大的输出功率。当然,可以理解的是,其他数量的整流输出柜100也是可行的。
56.继续参考图1所示,在本实用新型的一些实施例中,每一个整流输出柜 100还可包含一控制组件106,其可与所述交流输入组件103、所述功率模块组件104以及所述直流输出组件105通信连接。并且,所述控制组件106例如可包括操作界面,其例如可设置于柜前一侧,并在上下方向d3上是大致位于整流机柜101的中间位置,例如可位于功率模块组件104以及直流输出组件 105之间,以便于操作人员进行操作。在本实用新型中,每一个整流输出柜100 内的交流输入组件103可包括多个交流输入开关组件,这些交流输入开关组件例如可为空气开关,但本实用新型不以此为限。
57.如图1所示,结合参考图2~5,在本实用新型的一些实施例中,当直流供电装置100a包括n个整流输出柜100,且每一个整流输出柜100内的交流输入组件103包括b个交流输入开关组件时,其中n、b为大于或等于2的整数,本实用新型的变压器柜200中的变压器组件202可包括至少一线包组件 2021,且每一线包组件2021可包括沿上下方向d3排列的a组副边绕组,其中a大于或等于n*b。本实用新型特别的是,a组副边绕组对应的a个出线端口2022在上下方向d3上是按顺序编号并根据整流输出柜100的数量n被依序分成b组出线端口组,其中,每组出线端口组包含与n个整流输出柜100 一一对应的n个出线端口,每个出线端口电气耦接至对应的整流输出柜中的一个交流输入开关组件,且b组出线端口组中电气连接至对应的整流输出柜的b个出线端口是分别与对应的整流输出柜中的b个交流输入开关组件对应电气连接。较佳地,其中2≤n≤10,4≤b≤7。
58.更特别的是,每一线包组件2021的a组副边绕组对应的a个出线端口 2022可被分为设置于变压器柜200的第一侧的奇数出线端口oop、和设置于变压器柜200的第二侧的偶数出线端口eop,其中,所述第一侧为所述变压器柜200的前侧fs和后侧bs中的一者,所述第二侧为所述变压器柜200的前侧fs和后侧bs中的另一者。较佳地,每一线包组件2021的所述奇数出线端口oop和所述偶数出线端口eop在上下方向d3上是交错地布置。当然,可以理解的是,在其他实施例中,每一线包组件2021的a组副边绕组对应的a 个出线端口2022也可以
是全部设置于变压器柜200的第一侧或第二侧,这些并不作为对本实用新型的限制。
59.如图2~5所示,结合参考图1,以图1所示的包括4个整流输出柜100的直流供电系统1000为例,每一个整流输出柜100内的交流输入组件103例如可包括7个交流输入开关组件(在图5中分别以qf1~qf7表示)。变压器柜 200内的变压器组件202例如可包括第一线包组件202u、第二线包组件202v 和第三线包组件202w,分别用于实现u相、v相、w相的变压。
60.其中,第一线包组件202u例如可包括沿上下方向d3排列的28组副边绕组,其对应的28个第一出线端口op-u在上下方向d3上按顺序编号(例如由上到下依序编号为1、2、3、
……
、26、27、28),并根据整流输出柜100的数量n(例如n=4)被依序分成7组出线端口组,即如图2和图5中所示的出线端口组g1~g7(其中编号为1~4的出线端口是被分入第1组出线端口组g1,以此类推,编号为25~28的出线端口是被分入第7组出线端口组g7)。在本实施例中,第一线包组件202u的28个第一出线端口op-u沿上下方向d3由上到下依序排列并形成第一出线端口列ar-u,并较佳地被分为设置于变压器柜200的后侧bs的第一奇数出线端口(即包括如图4中第一出线端口列ar
‑ꢀ
u中对应于编号1、3、5、
……
、25、27的第一出线端口op-u)和设置于变压器柜200的前侧fs的第一偶数出线端口(即包括如图3中第一出线端口列 ar-u中对应于编号2、4、6、
……
、26、28的第一出线端口op-u)。更佳地,所述第一奇数出线端口和所述第一偶数出线端口可分别通过一固定支柱 2025固定安装,并在前后方向d2上是相对地设置。其中,所述固定支柱2025 例如可通过螺栓可拆卸地安装在所述变压机柜201的框架上。
61.其中,第二线包组件202v例如可包括沿上下方向d3排列的28组副边绕组,其对应的28个第二出线端口op-v在上下方向d3上按顺序编号(例如由上到下依序编号为1、2、3、
……
、26、27、28),并根据整流输出柜100的数量n(例如n=4)被依序分成7组出线端口组,即如图2和图5中所示的出线端口组g1~g7(其中编号为1~4的出线端口是被分入第1组出线端口组g1,以此类推,编号为25~28的出线端口是被分入第7组出线端口组g7)。在本实施例中,第二线包组件202v的28个第二出线端口op-v沿上下方向d3由上到下依序排列并形成第二出线端口列ar-v,并较佳地被分为设置于变压器柜200的后侧bs的第二奇数出线端口(即包括如图4中第二出线端口列ar
‑ꢀ
v中对应于编号1、3、5、
……
、25、27的第二出线端口op-v)和设置于变压器柜200的前侧fs的第二偶数出线端口(即包括如图3中第二出线端口列 ar-v中对应于编号2、4、6、
……
、26、28的第二出线端口op-v)。更佳地,所述第二奇数出线端口和所述第二偶数出线端口可分别通过一固定支柱 2025固定安装,并在前后方向d2上是相对地设置。其中,所述固定支柱2025 可通过螺栓可拆卸地安装在所述变压机柜201的框架上。
62.其中,第三线包组件202w例如可包括沿上下方向d3排列的28组副边绕组,其对应的28个第三出线端口op-w在上下方向d3上按顺序编号(例如由上到下依序编号为1、2、3、
……
、26、27、28),并根据整流输出柜100 的数量n(例如n=4)被依序分成7组出线端口组,即如图2和图5中所示的出线端口组g1~g7(其中编号为1~4的出线端口是被分入第1组出线端口组 g1,以此类推,编号为25~28的出线端口是被分入第7组出线端口组g7)。在本实施例中,第三线包组件202w的28个第三出线端口op-w沿上下方向 d3由上到下依序排列并形成第三出线端口列ar-w,并较佳地被分为设置于变压器柜200的后侧bs的第三奇数出线端口(即包括如图5中第三出线端口列ar-w中对应于编号1、3、5、
……
、25、27的第三出线
端口op-w)和设置于变压器柜200的前侧fs的第三偶数出线端口(即包括如图4中第三出线端口列ar-w中对应于编号2、4、6、
……
、26、28的第三出线端口op-w)。更佳地,所述第三奇数出线端口和所述第三偶数出线端口可分别通过一固定支柱2025固定安装,并在前后方向d2上是相对地设置。其中,所述固定支柱 2025可通过螺栓可拆卸地安装在所述变压机柜201的框架上。
63.较佳地,如图3所示,所述第一出线端口列ar-u中的第一偶数出线端口、所述第二出线端口列ar-v中的第二偶数出线端口以及所述第三出线端口列ar-w中的第三偶数出线端口可布置于位于变压器柜200的前侧fs的一个纵向平面lp1(示出于图2中)内,并可在左右方向d1上呈间隔布置,以及可在上下方向d3上呈依序交错地布置。
64.较佳地,如图4所示,所述第一出线端口列ar-u中的第一奇数出线端口、所述第二出线端口列ar-v中的第二奇数出线端口以及所述第三出线端口列ar-w中的第三奇数出线端口可布置于位于变压器柜200的后侧bs的一个纵向平面lp2(示出于图2中)内,并可在左右方向d1上呈间隔布置,以及可在上下方向d3上呈依序交错地布置。
65.在本实施例中,所述第一线包组件202u中所有的第一出线端口op-u、所述第二线包组件202v中所有的第二出线端口op-v、以及所述第三线包组件202w中所有的第三出线端口op-w均是从变压器柜200邻近于整流输出柜100的一侧出线,即动力电缆203例如是从图1中变压器柜200的右侧出线。较佳地,在所述第一线包组件202u、所述第二线包组件202v和所述第三线包组件202w中,每一线包组件中的28个出线端口均是在变压器柜200的第一侧沿上下方向d3排列,所述第一侧可为所述变压器柜200的前侧或后侧。
66.在图1所示的实施例中,在所述第一线包组件202u、所述第二线包组件 202v和所述第三线包组件202w中,每一线包组件中的28个出线端口例如是通过28组动力电缆分别与4个整流输出柜100的交流输入开关组件对应电气连接,其中28组动力电缆在变压器柜200的底部可进一步被分成4份动力电缆(例如图5中的动力电缆pc1~pc4)并分别容纳于对应的电缆安装通道(例如图6中的电缆安装通道cac1~cac4)内,每份动力电缆可包括7组动力电缆且此7组动力电缆是电气耦接至对应的整流输出柜的7个交流输入开关组件(例如图5中各个整流输出柜中对应的交流输入开关组件qf1~qf7)。其中,每个电缆安装通道内的动力电缆的数量可为2~8组,优选地可为4~7组。较佳地,所述4份动力电缆在横向平面内也呈单层平铺设置。
67.更具体地,在图5中,符号“qf1”~“qf7”表示各个整流输出柜100中的7个交流输入开关组件;符号“1*u,v,w”表示变压器柜200的各个线包组件(包括分别对应于u相、v相、w相的第一线包组件202u、第二线包组件 202v、第三线包组件202w)中编号为1的出线端口,其他类似的符号所表示的含义以此类推;符号“绕组3,7,11

27”表示变压器柜200的各个线包组件中对应连接至整流输出柜2的编号为3,7,11,15,19,23,27的副边绕组,其他类似的符号所表示的含义以此类推。其中,第一线包组件202u、第二线包组件 202v和第三线包组件202w中编号为1、2、3、4的出线端口被分入第1组出线端口组g1,以此类推,第一线包组件202u、第二线包组件202v和第三线包组件202w中编号为25、26、27、28的出线端口被分入第7组出线端口组 g7。如图5所示的布局,在所述7组出线端口组g1~g7中,每组出线端口组包含了各个线包组件中与4个整流输出柜100(即整流输出柜1、整流输出柜 2、整流输出柜3和整流输出柜4)一一对应的4个出线端口,其中各个线包组件的所述4个出线端口中的每个出
线端口是电气耦接至对应的整流输出柜中的一个交流输入开关组件,且所述7组出线端口组g1~g7中各个线包组件的电气连接至对应的整流输出柜的7个出线端口是分别与对应的整流输出柜中的7个交流输入开关组件对应电气连接。以整流输出柜1的布局为例,符号“1*u,v,w”对应的第一线包组件202u、第二线包组件202v、第三线包组件 202w中编号为1的出线端口是电气耦接至整流输出柜1中的交流输入开关组件qf1,以此类推,符号“25*u,v,w”对应的第一线包组件202u、第二线包组件202v、第三线包组件202w中编号为25的出线端口是电气耦接至整流输出柜1中的交流输入开关组件qf7。
68.如图5所示的布局,变压器柜200的副边绕组、电缆安装通道、整流输出柜之间的对应关系如下:
69.(1)位于变压器柜的前侧的编号为2,6,10,14,18,22,26的副边绕组对应的出线端口(即符号“2*u,v,w”、“6*u,v,w”、“10*u,v,w”、“14*u,v,w”、“18*u,v,w”、“22*u,v,w”、“26*u,v,w”对应的出线端口)的动力电缆 pc3经由电缆安装通道cac1连接至整流输出柜3;
70.(2)位于变压器柜的前侧的编号为4,8,12,16,20,24,28的副边绕组对应的出线端口(即符号“4*u,v,w”、“8*u,v,w”、“12*u,v,w”、“16*u,v,w”、“20*u,v,w”、“24*u,v,w”、“28*u,v,w”对应的出线端口)的动力电缆 pc4经由电缆安装通道cac2连接至整流输出柜4;
71.(3)位于变压器柜的后侧的编号为1,5,9,13,17,21,25的副边绕组对应的出线端口(即符号“1*u,v,w”、“5*u,v,w”、“9*u,v,w”、“13*u,v,w”、“17*u,v,w”、“21*u,v,w”、“25*u,v,w”对应的出线端口)的动力电缆 pc1经由电缆安装通道cac3连接至整流输出柜1;
72.(4)位于变压器柜的后侧的编号为3,7,11,15,19,23,27的副边绕组对应的出线端口(即符号“3*u,v,w”、“7*u,v,w”、“11*u,v,w”、“15*u,v,w”、“19*u,v,w”、“23*u,v,w”、“27*u,v,w”对应的出线端口)的动力电缆 pc2经由电缆安装通道cac4连接至整流输出柜1。
73.通过如图5所示的布局,本实用新型可使得7组出线端口组g1~g7中各个线包组件的电气连接至对应的整流输出柜的7个出线端口在上下方向d3上大致均匀分布。并且,由于4个整流输出柜的直流输出端是分开的(并未并联在一起),即可接不同的负载,所以根据客户实时的负载情况,每个整流输出柜带载的情况不同。比如,在整流输出柜1是重载而整流输出柜2~4是空载的情况下,变压器组件是编号为1,5,9,13,17,21,25的副边绕组带载,而这些编号为1,5,9,13,17,21,25的副边绕组在上下方向d3上大致是均匀分布的,如此这些副边绕组产生的热即可以均匀地分布在对应的线包组件上,可以有效利用自然散热,降低变压器的整体温度,从而降低风扇转速(移相变压器柜的风扇是根据变压器内部温度采样点进行调速运行的),降低风扇的损耗,节省电力。另外,本实用新型的此种布局设计也可以平衡磁路,减少涡流损耗。并且,可以理解的是,本实用新型的直流供电系统中的动力电缆的布局并不局限于如图5所示的布局方案,可以根据需要进行调整,这些并不作为对本实用新型的限制。
74.在本实用新型的一些实施例中,当直流供电装置100a包括多个整流输出柜100(即n≥2)时,每一个整流输出柜100的线槽组件102可包括至少一个线槽1021,如图6所示,每个线槽1021进一步包括两个小线槽,其中示出了图1的实施例中各个整流输出柜的线槽组件102的布局。在其他实施例中,线槽1021可为一大通槽,本实用新型不以为限。在图6中,4个整流输出柜 (比如整流输出柜1、整流输出柜2、整流输出柜3和整流输出柜4)的线槽 1021在横向平面(比如由左右方向d1和前后方向d2所限定)内呈单层平铺设置。
75.在本实用新型中,n个整流输出柜100的线槽1021在所述横向平面内是呈阵列布置,并在前后方向d2上形成n个电缆安装通道,用以分别容纳对应连接至各个整流输出柜100的动力电缆。其中,每个电缆安装通道内的动力电缆是对应连接至一个整流输出柜100内的交流输入组件103。例如,在图6中,在前后方向d2上一共形成了4个电缆安装通道,即cac1、cac2、cac3和 cac4,分别用以容纳对应连接至整流输出柜3、整流输出柜4、整流输出柜1 和整流输出柜2的动力电缆pc3、pc4、pc1和pc2(结合参考图5)。当然,可以理解的是,在实际运用时可以适当地调整各个电缆安装通道与其中连接至各个整流输出柜的动力电缆的对应关系,而并不局限于如图5所示的动力电缆布局,例如可将电缆安装通道cac1、cac2、cac3、cac4中容纳的动力电缆调整为分别对应连接至整流输出柜4、整流输出柜3、整流输出柜2、整流输出柜1,这些并不作为对本实用新型的限制。
76.在本实用新型中,n个整流输出柜100是沿左右方向d1依序设置,且第m个整流输出柜100的线槽数量是大于或等于n+1-m个,其中左右方向 d1垂直于前后方向d2,且1≤m≤n。例如,结合参考图1和图6,整流输出柜1、整流输出柜2、整流输出柜3和整流输出柜4是沿左右方向d1依序设置,且第1个整流输出柜(即整流输出柜1)的线槽组件可包括4个线槽1021,第2个整流输出柜(即整流输出柜2)的线槽组件可包括3个线槽1021,第3 个整流输出柜(即整流输出柜3)的线槽组件可包括2个线槽1021,第4个整流输出柜(即整流输出柜4)的线槽组件可包括1个线槽1021。在一些实施例中,每一整流输出柜的线槽组件也可均包括4个线槽,以便形成了4个电缆安装通道,使得每一个电缆安装通道内的动力电缆可对应连接至一个整流输出柜 100内的交流输入组件103。可以理解的是,只要满足n个整流输出柜100中的第m个整流输出柜100的线槽数量是大于或等于n+1-m,且1≤m≤n的设定,均在本实用新型的设计理念之内,本实用新型不做具体限定。在图6中,还分别示出了两种不同结构的线槽1021,即线槽1021-1和线槽1021-2,(如图2所示,线槽1021-1可包括两个在左右方向d1上并排设置的两个小线槽 1021-10,线槽1021-2也可包括两个在左右方向d1上并排设置的两个小线槽 1021-20,本实用新型不以为限),其中线槽1021-2的结构相较于线槽1021-1 的结构更为简单。并且,根据各个电缆安装通道与其中连接至各个整流输出柜的动力电缆的对应关系,可以使用不同数量与不同结构的线槽1021-1和线槽 1021-2进行搭配以相应形成各个整流输出柜的线槽组件,如此,在满足连接至各个整流输出柜的动力电缆彼此之间物理隔离的要求下,通过使用结构更为简单的线槽1021-2,可以使得成本更低。当然,可以理解的是,也可以全部使用线槽1021-1来形成各个整流输出柜的线槽组件,这些并不作为对本实用新型的限制。
77.在本实用新型中,每一线槽1021(例如线槽1021-1或线槽1021-2)上可设置多个散热开孔1022,这些散热开孔1022布置于每一电缆安装通道的至少一侧以形成隔离散热带。较佳地,至少两个隔离散热带内的散热开孔为错位布置。例如,以图6中整流输出柜1中的一个线槽1021-1为例,在电缆安装通道cac4的两侧分别形成了隔离散热带is1和is2,在电缆安装通道cac3的两侧分别形成了隔离散热带is3和is4,并且隔离散热带is1和is2内的散热开孔1022为错位布置,隔离散热带is3和is4内的散热开孔1022也为错位布置,进一步地,隔离散热带is2和is3内的散热开孔1022也可为错位布置。类似地,线槽1021-2也可形成有电缆安装通道,并且在电缆安装通道的两侧也可分别形成隔离散热带,两个隔离散热带内的散热开孔也可为错位布置。
78.在本实用新型中,如图6所示,在每一线槽1021(例如线槽1021-1或线槽1021-2)的底面上还可以设置有多个穿孔1023,以进一步加强散热效果。并且,在前后方向d2上相邻布置的两个线槽1021之间还可具有间隙1024。本实用新型的线槽布局设计既可保证动力电缆的有效散热,又很好地满足了故障隔离。
79.本实用新型提供了一种新的系统动力电缆布局理线方案,可以实现高利用率、节约成本、节能减排、操作简单、维护便利等优点。与目前的系统架构布局相比,本实用新型具有以下特征及优势:
80.(1)本实用新型的变压器柜的每一线包组件的副边绕组对应的出线端口在上下方向上按顺序编号并根据一组整流输出柜组的整流输出柜的数量被依序分成多组出线端口组,且多组出线端口组中电气连接至对应的整流输出柜的多个出线端口在上下方向上基本均匀分布,在整流输出柜带载不同时可以使变压器的副边绕组发热均匀,并可以平衡磁路,减少涡流损耗;
81.(2)将容纳动力电缆的线槽组件放置在机柜底部(即柜底走线),使得系统布线空间充足,自变压器柜引出的动力电缆的数量可依据整流输出柜的数量灵活设定,一套直流供电系统中的整流输出柜可以是1台,也可以是多台;
82.(3)将容纳动力电缆的线槽组件放置在机柜底部,且自柜前至柜后呈单层平铺设置,使得在机柜前和机柜后均可以进行理线及维护操作,不占用柜内风道及接线、电缆螺栓锁固空间,不受柜内元器件的布局位置所限制;除此之外,将线槽及动力电缆设置在机柜底部,更利于系统散热;
83.(4)整流输出柜的机柜内自下而上的电流走向是最优路径,动力电缆自机柜底部走线,就近连接至对应的整流输出柜的交流输入开关组件,后经功率模块组件转换后直流向上输出,动力电缆的走线路径最短、且需要的电缆的长度最短,极大节约了生产成本;
84.(5)相比目前的“整流柜+直流输出柜+柜后布线”的架构布局方案,本实用新型的架构布局方案的走线路径最短,故动力电缆的导电体发热量最小,可以节约电能,降低数据中心能耗;
85.(6)本实用新型的整流输出柜的机柜底部的多个线槽可形成多个电缆安装通道,每个电缆安装通道内容纳的动力电缆可分别接一个整流输出柜的多个交流输入开关组件,每个电缆安装通道内容纳的动力电缆对应连接整流输出柜不限于特定位置,可以根据需要进行调整,并且可以在物理空间实现故障隔离;
86.(7)本实用新型的动力电缆布置在机柜底部,柜内其他元器件都在动力电缆的上部,在例行带电操作或维护时,不会碰触到动力电缆,安全可靠;动力电缆布置在机柜底部,四周空间仅上部有元器件,其安装拆卸/更换/检修时顾虑较少,操作便利;
87.(8)本实用新型的直流输出组件对应的容纳空间充足且全在机柜的最上部,可节省直流电缆的长度,节约成本;
88.(9)本实用新型的功率模块组件是等高度均匀排布,整流输出柜的机柜宽度由模块数量决定,相比之前的“整流柜+直流输出柜”的架构,同功率输出时机柜宽度减少,单个机柜的功率密度可提高约12%,机房占地面积减少,提高了数据机房空间利用率;
89.(10)本实用新型的整流输出柜的交流输入开关组件靠近柜底布置,功率模块组件距离地面的高度合适,控制组件在机柜的中间,操作人员正常站立即可顺利插拔模块、完成
控制/调试/检修等工作,符合人机工程学设计,操作维护时非常便利。
90.以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解,本实用新型不限于所公开的实施方式,相反,本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
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