一种大容量三绕组风电箱变的制作方法

1.本发明涉及箱变领域，特别涉及一种大容量三绕组风电箱变。


背景技术：

2.风力发电作为一种清洁能源，使用清洁、成本较低，具有取之不尽用之不竭的优点。由于采用大容量风力发电机组有助于降低单瓦造价，近年来风电机组单机装机容量迅速攀升。
3.大容量风力发电机组多采用双馈异步发电机组，是目前应用最为广泛的风力发电机。由定子绕组直连定频三相电网的绕线型异步发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背igbt电压源变流器组成。该型发电机组工作时需要有一个励磁电源，通常与机组电压一致。例如0.69kv机组的励磁电压为0.69kv，1.14kv机组的励磁电源电压为1.14kv。截至目前，1.14kv为目前市场上陆上发电的最高发电电压等级。
4.为追求极致性价比，适当提高发电电压可以降低系统造价，以9mw风机测算单台装机容量可降低电缆使用量20~30万元。由于励磁电压受绝缘强度的影响，一般不宜超过1.14kv。当采用9mw以及更大容量的风电机组时，机组输出10kv电压等级具有较大经济优势。
5.采用传统的配套系统，需要布置1台9.2mw（35kv/10kv）箱变、1台1.3mw（35kv/1.14kv）箱变，部分功能冗余，占地面积较大。如何为促进大容量风电机组的迅速推广，且既可以提供1.14kv的励磁电压，同时提供10kv的发电电压，其运行可靠性和经济性就显得尤为重要。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明为一种大容量三绕组风电箱变，其技术方案为：包括长方体箱变外壳，箱变外壳内设有金属隔板，所述金属隔板将箱变分割成左侧的高压室、中间变压器室、右后部的中压室和右前部的低压室；高压室和变压器间隔上设有安装35kv高压套管，变压器室与中压室间隔设有10kv中压套管，变压器室与低压室之间的隔板上设有1.14kv低压套管，中压室与低压室之间采用钢板隔断；高压室外接风电系统的外送电网，高压室内安装35kv高压柜，高压柜开关为40.5kv气体绝缘高压单元和卧式sf6真空断路器结构，高压室与输送电网连接的开关为40.5kv气体绝缘高压单元；变压器室内安装三绕组变压器和风冷风机，该风冷风机布置在三绕组变压器的前后两侧，在三绕组变压器顶部横向安装储油柜，储油柜底部通过气体继电器与三绕组变压器相连；中压室内安装电缆提升柜和断路器柜，电缆提升柜安装在断路器柜的右侧；低压室内设有低压柜、辅助变压器、ups和下人井，低压柜布置在下人井左侧，其中低压柜、辅助变压器分别连接到低压母线上，ups连接到辅助变压器的电源端。
7.进一步地，三绕组变压器兼容了发电用变压器和励磁用变压器，容量为6mva~10.5mva，匹配5mw~9.3mw单机机组，变压器采用油浸风冷。
8.进一步地，该箱变容量采用不对称结构，即靠近高压室一侧为满容量；靠近低压室一侧承担12.3%的容量，作为承接风电机组励磁电压用；中压室一侧承担87.6%的容量，作为承接风电机组输出电压用。
9.进一步地，相对于整个箱体，高压室和低压室前面均设有柜门，中压室后面设有柜门。
10.进一步地，所述箱变外壳为独立的、可叠装海运的标准20英尺集装高箱结构。
11.进一步地，储油柜顶部露出箱变外壳，且通过框架将储油柜罩在框架内，框架与箱变外壳固定连接。
12.进一步地，低压柜内右侧还设有端子箱，用于归集整台箱变的外送信号，且具备充足的检修空间。
13.本发明的有益效果为：本发明为一种大容量三绕组风电箱变，
①
三绕组变压器连同高、中、低压开关设备安装在集装箱结构的箱体内，箱体采用独立的、可堆码运输的标准高箱，便于运输；
②
三绕组变压器兼容了发电用变压器和励磁用变压器的功能，采用油浸风冷，可在连续负载较大情况下启动风机，控制变压器温升，不满载运行时依靠自冷运行散热，节能降耗；
③
高压室与输送电网连接的开关为40.5kv气体绝缘高压单元，卧式sf6真空断路器结构，与传统空气绝缘的真空断路器相比，结构紧凑、更有利于箱变整体尺寸的压缩。其次，由于充气柜是全密封结构，内部运行和绝缘环境不受外界环境干扰，开断能力更强、耐候性更佳，能适应任何严酷的使用环境。
14.④
中压室和低压室分别承担87.6%容量和12.3%的容量（一般按照单机机组容量选择），分别作为承接风电机组输出电压用和励磁电压用。高电压等级的输出电压有利于降低风电系统的整体造价。励磁电压既保留了励磁电压容量小的特点，也具备了小容量输电的经济性。
附图说明
15.图1为本发明结构示意图；图2为图1俯视图；图3为图1侧视图；如图所示，1高压室，1.135kv高压柜（sf6），1.2气体绝缘高压单元， 1.3高压柜柜门，1.4
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35kv高压套管， 1.5高压柜穿墙套管，2变压器室，2.1三绕组变压器，2.2风冷风机，2.3储油柜，2.4气体继电器，3中压室，3.1断路器柜，3.2电缆提升柜，3.3中压室柜门，3.4
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10kv中压套管，4低压室，4.1低压柜，4.2下人井，4.3低压室柜门，4.4ups，4.5辅助变压器，4.6
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1.14kv低压套管，5箱变外壳。
具体实施方式
16.如图所示，本发明为一种大容量三绕组风电箱变，由高压室1、变压器室2、中压室
3、低压室4和集装箱箱变外壳5五大部分组成。集装箱箱变外壳的尺寸为标准20英尺集装高箱，选用：长*宽*高=6058mm*2438mm*2896mm。集装箱运输可实现将货物集合组装成集装单元，便于现代流通领域内运用大型装卸机械和大型载运车辆进行装卸、搬运作业和完成运输任务，可叠装运输，便于项目的海外出口。是实现跨国/跨海货物"门到门"运输的一种新型、高效率和高效益的运输方式。
17.高压室和变压器间隔上设有安装35kv高压套管1.4，变压器室与中压室间隔设有10kv中压套管3.4，变压器室与低压室之间的隔板上设有1.14kv低压套管4.6，中压室与低压室之间采用钢板实施隔断，一旦发生故障避免事故扩大。
18.高压室前面设有高压室柜门1.3，高压室内的核心元件是35kv高压柜（sf6）1.1，外接风电系统的外送电网（35kv），高压侧容量为满容量。高压柜开关为40.5kv气体绝缘高压单元 1.2、卧式sf6真空断路器结构。高压室内顶部横向布置卧式sf6真空断路器，在卧式sf6真空断路器一侧通过高压柜穿墙套管1.5与35kv高压套管1.4相连，与传统空气绝缘的真空断路器相比，结构紧凑、更有利于箱变整体尺寸的压缩。其次，由于充气柜是全密封结构，内部运行和绝缘环境不受外界环境干扰，开断能力更强、耐候性更佳，能适应任何严酷的使用环境。
19.变压器室内设有大容量三绕组变压器2.1、风冷风机2.2和储油柜2.3，大容量三绕组变压器使用一台变压器兼容了发电用变压器和励磁用变压器的功能，容量可为6mva~10.5mva，匹配5mw~9.3mw单机机组，其采用油浸自冷和油浸风冷相结合的冷却方式，在三绕组变压器的前后分别安装有强迫风冷风机2.2。当变压器长期满载运行时，风机启动散热。当变压器大部分时间不满载启动时，变压器自然冷却即可满足温升要求。该设计方案既节约了耗电量，也契合了风电机组不满载率高的特点，可以将变压器的尺寸有效限制在标准集装箱尺寸内。
20.中压室后面设有中压室柜门3.3，内设有10kv断路器柜3.1和10kv电缆提升柜3.2。中压侧承担87.6%容量（一般按照单机机组容量选择，例如9mw风电机组的中压容量一般选定9.5mw~10mw），作为承接风电机组输出电压用。高电压等级的输出电压有利于降低风电系统的整体造价。
21.低压室前面设有低压室柜门4.3，内设有1.14kv低压柜4.1、下人井4.2、ups4.4和辅助变压器4.5，低压侧承担12.3%的容量，低压柜布置在下人井左侧，作为承接风电机组励磁电压用。励磁电压与发电电压不同，既保留了励磁电压容量小的特点，也具备了高电压输电的经济性。低压柜内右侧还设有端子箱，用于归集整台箱变的外送信号，且具备充足的检修空间，提高检修效率。辅助变压器为整台箱变的辅助回路提供电源，ups作为稳压电源使用，设备掉电后保证重要的辅助回路（例如高中低断路器的操控、测控装置的持续监测等）继续运行。
22.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。