申请/专利权人：山东天明电气技术有限公司

申请日：2018-02-28

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN108336746B

主分类号：H02J3/18

分类号：H02J3/18;H01F27/02;H01F27/14;H01F27/16;H01F27/29;H01F27/40

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2023.04.07#专利申请权的转移;2018.08.21#实质审查的生效;2018.07.27#公开

摘要：本发明涉及一种紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其磁控电抗器采用集合式阀控系统，且为油浸式结构，包括有大油箱和小油箱，大油箱内装电抗器本体，小油箱内装阀控系统，大油箱和小油箱为一体式结构，两者间电气联通且内部变压器油相互隔离；磁控电抗器侧面电缆出线并设置干式电缆接头；磁控电抗器侧面具有水冷却器，水冷却器包括有布于大油箱表面的方形水冷盘管，磁控电抗器的大油箱上部有与其一体化设计的胶囊式储油柜；磁控电抗器配有自动控制器。本发明结构紧凑、不易渗漏，其无需安装在室内或密闭空间，适合安装于海上风电机组塔筒内，并可接近或接触海平面安装，可大大节省安装空间。

主权项：1.一种紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其特征在于：包括磁控电抗器，所述磁控电抗器采用集合式阀控系统，所述磁控电抗器为油浸式结构，包括有大油箱（4）和小油箱（3），所述大油箱内装电抗器本体，所述小油箱内装阀控系统，所述大油箱和小油箱为一体式结构，两者间电气联通且内部变压器油相互隔离；所述磁控电抗器侧面电缆出线，并设置可连接高压电缆的干式电缆接头（2）；所述磁控电抗器侧面具有以海水为冷却介质的水冷却器，所述水冷却器包括有布于大油箱表面的方形水冷盘管（6-1），所述水冷盘管沿大油箱的正面、非小油箱一侧的侧面、背面、底面、正面依次盘绕分布，所述水冷盘管的进水端（6-3）处设有变频增压泵（6-2）且在端口处连接波纹管（6-4）以探入海面以下，所述水冷盘管的出水端（6-5）位于进水端另一侧；所述磁控电抗器的大油箱上部有与其一体化设计的胶囊式储油柜（1）；所述磁控电抗器配有自动控制器，可就地自动手动控制或通过无线网络远程控制，以适合海上风电机组无人值守运行需要；所述自动控制器与电抗器采用一体式结构，并采用耐候处理；所述磁控电抗器的油箱箱沿处采用全焊死结构以减少渗漏点。

全文数据：一种紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置技术领域[0001]本发明涉及一种紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置。背景技术_[0002]我国拥有十分丰富的近海风资源，我国在2008年投资236亿元建成了上海东海大桥中国首座我国大型海上风电项目以来，海上风电得到了快速发展建设，海上风电开发已经成为我国能源战略的重要内容。[0003]海上风电场一般通过海底电缆与陆上电网连接，通常是海上风电机组通过升压变升压到较高电压（如10kV、35kV、66kV，通过该电压等级的海底电缆连接海上升压站主变压器低压侧，主变高压侧再通过海底电缆通常为110kV、220kV或更高连接陆上变电站。[0004]海底电缆存在较大的对地电容，使得线路的容性无功电流增大，而大量的容性无功电流流过线路的串联电感就会引起空载线路末端电压的升高，产生电容效应。所以需要安装动态无功补偿装置，削弱海缆的对地电容，抑制线路的工频电压升高。[0005]海上风电目前常采用的无功补偿装置是SVG静止型动态无功发生器），响应速度快，补偿效果好，但其缺点是对安装环境条件要求苛刻室内、恒温、恒湿），占地面积大、大功率电力电子器件易损坏等，因此仅限于安装在海上升压站，对海上风电场进行集中式补偿，不能单独对某一个机组进行补偿，缺少灵活性。因此，研制出结构紧凑、耐候性强、易于安装、造价低廉的无功补偿装置，对海上风电机组进行独立的分布式补偿具有重要意义。发明内容[0006]本发明针对上述问题，旨在提供一种适合海上风力发电机组安装以对海上风电机组进行独立的分布式补偿的紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置。[0007]本发明的技术方案如下：一种紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其磁控电抗器采用集合式阀控系统，磁控电抗器为油浸式结构，包括有大油箱和小油箱，大油箱内装电抗器本体，小油箱内装阀控系统，大油箱和小油箱为一体式结构，两者间电气联通且内部变压器油相互隔离;磁控电抗器侧面电缆出线，并设置可连接高压电缆的干式电缆接头（出线接头、电缆等裸露导体及连接处涂刷环氧树脂，连接处涂刷前包覆适量环氧玻璃纤维布，以适应海上高潮湿、高盐雾环境长期可靠运行）；磁控电抗器侧面具有以海水为冷却介质的水冷却器;水冷却器包括有布于大油箱表面的方形水冷盘管，水冷盘管沿大油箱的正面、非小油箱一侧的侧面、背面、底面、正面依次盘绕分布，水冷盘管的进水端处设有变频增压栗且在端口处连接波纹管以探入海面以下，水冷盘管的出水端位于进水端另一侧;磁控电抗器的大油箱上部有与其一体化设计的胶囊式储油柜;磁控电抗器配有自动控制器，自动控制器集成有电抗器微机保护功能，并具备恒电压、恒无功功率、恒功率因数多种控制模式，可就地自动手动控制或通过无线网络远程控制，以适合海上风电机组无人值守运行需要。[0008]上述自动控制器与电抗器采用一体式结构，并采用耐候处理。[0009]上述磁控电抗器的油箱箱沿处采用全焊死结构以减少渗漏点。[0010]上述磁控电抗器外壳及散热装置钢结构件外表面进行整体热镀锌，并进行特殊的防腐涂装，适应海上潮湿盐雾环境长期可靠运行。[0011]上述磁控电抗器并联于海上风电机组升压变压器高压侧或低压侧，实现对机组送出电缆的分布式就地补偿。[0012]上述磁控电抗器安装于海上风电机组塔筒内，并可接近或接触海平面安装。[0013]本发明的有益效果在于:本发明中磁控电抗器本体与阀控系统采用一体集合式结构，结构紧凑、不易渗漏、体积小、重量轻、维护简单、安装方便，其无需安装在室内或密闭空间，适合安装于海上风电机组塔筒内，并可接近或接触海平面安装，可大大节省安装空间，降低工程造价及运维成本。附图说明[0014]下面结合附图对本发明作进一步地详细说明。[0015]图1是本发明中磁控电抗器的结构主视图。[0016]图2是本发明中磁控电抗器的结构俯视图。[0017]图3是本发明中磁控电抗器的结构左视图。[0018]图4是典型海上风电场接线图。[0019]图5是典型海上风电场SVG补偿接线图。[0020]图6是本发明中海上风电机组MCR补偿接线图。[0021]图中：卜储油柜，2-出线电缆接头，3-小油箱，4-大油箱，5-散热接口及油路;FA-风机，GA-发电机，TMG-发电机变压器，TMS-海上变电站主变压器，TML-岸上变电站主变压器，SVG-静止型动态无功发生器，MCR-磁控电抗器。具体实施方式[0022]下面将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。[0023]实施例1如附图1、2、3中所示为本发明的一种具体实施例，该实施例中，磁控电抗器采用集合式阀控系统，磁控电抗器为油浸式结构，包括有大油箱4和小油箱3,大油箱内装电抗器本体，小油箱内装阀控系统，大油箱和小油箱为一体式结构，小油箱可安装于大油箱四个侧面的任一侧面，两者间电气联通且内部变压器油相互隔离，没有多余接口，减少渗漏点，便于安装;磁控电抗器采用侧面电缆出线，并设置可连接高压电缆的干式电缆接头2;磁控电抗器表面具有以海水为冷却介质的水冷却器6,该水冷却器包括有布于大油箱表面的方形水冷盘管6_1，水冷盘管沿大油箱的正面、非小油箱一侧的侧面、背面、底面、正面依次盘绕分布，水冷盘管的进水端6_3处设有变频增压泵e_2且在端口处连接波纹管6—4以探入海面以下，水冷盘管的出水端6-5位于进水端另一侧，其可通过海水有效冷却。磁控电抗器的大油箱上部有与其一体化设计的胶囊式储油柜1;磁控电抗器配有自动控制器，自动控制器集成有电抗器微机保护功能，并具备恒电压、恒无功功率、恒功率因数多种控制模式，可就地自动手动控制或通过无线网络远程控制，以适合海上风电机组无人值守运行需要。[0024]自动控制器采用耐候处理，并与电抗器采用一体式结构，与阀控系统小油箱装配在一起。[0025]磁控电抗器的油箱箱沿处采用全焊死结构以减少渗漏点。[0026]磁控电抗器外壳及散热装置钢结构件外表面进行整体热镀锌，并进行特殊的防腐涂装，适应海上潮湿盐雾环境长期可靠运行。[0027]磁控电抗器并联于海上风电机组升压变压器高压侧或低压侧，实现对机组送出电缆的分布式就地补偿。[0028]磁控电抗器安装于海上风电机组塔筒内，并可接近或接触海平面安装。[0029]如图4所示为典型海上风电场主接线图，主要包括海上风电机组、海上升压站、岸上变电站及相联接的海底电缆。海上风电机组主要包括风机FA、发电机GA和升压变压器TMG，海上升压站主要设备是海上变电站主变压器TMS，岸上升压站主要设备是岸上变电站主变压器TML。[0030]如图5所示为典型海上风电场SVG补偿接线图，其发电机GA出口电压通常为690V，经升压变压器TMG升为35kV，一个海上风电场往往有几十到几百台机组，所有机组用35kV海底电缆与海上变电站主变压器TMS相联，TMS将35kV电压升高为220kV或其他电压等级），并用220kV或其他电压等级海底电缆联接岸上变电站主变压器TML，实现电力输出。其是在海上升压站对海底电缆进行补偿，SVG接在主变压器低压侧35kV，为此，海上升压站要专门设有SVG室，并配备空调设备。某海上升压站面积1200平方米，其中SVG室面积170平方米，占比超过14%。[0031]如图6所示为本实施例中海上风电机组磁控电抗器MCR补偿接线图，其不同于SVG的是，将MCR安装在每台风力发电机组的塔筒内，或其他适宜安装的位置，对每台机组的送出电缆进行补偿，充分利用机组塔筒空间，可以大大节约造价昂贵的海上变电站空间。[0032]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

权利要求：1.一种紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其特征在于:所述磁控电抗器采用集合式阀控系统，所述磁控电抗器为油浸式结构，包括有大油箱4和小油箱3，所述大油箱内装电抗器本体，所述小油箱内装阀控系统，所述大油箱和小油箱为一体式结构，两者间电气联通且内部变压器油相互隔离;所述磁控电抗器侧面电缆出线，并设置可连接高压电缆的干式电缆接头2;所述磁控电抗器侧面具有以海水为冷却介质的水冷却器，所述水冷却器包括有布于大油箱表面的方形水冷盘管6-1，所述水冷盘管沿大油箱的正面、非小油箱一侧的侧面、背面、底面、正面依次盘绕分布，所述水冷盘管的进水端6-3处设有变频增压泵6-2且在端口处连接波纹管6-4以探入海面以下，所述水冷盘管的出水端6-5位于进水端另一侧;所述磁控电抗器的油箱I上部有与其一体化设计的胶囊式储油柜（1;所述磁控电抗器配有自动控制器，可就地自动手动控制或通过无线网络远程控制，以适合海上风电机组无人值守运行需要。2.根据权利要求1所述紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其特征在于:所述自动控制器与电抗器采用一体式结构，并采用耐候处理。3.根据权利要求1所述紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其特征在于:所述磁控电抗器的油箱箱沿处采用全焊死结构以减少渗漏点。4.根据权利要求1所述紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其特征在于:所述磁控电抗器外壳及散热装置钢结构件外表面进行整体热镀锌，并进行特殊的防腐涂装，适应海上潮湿盐雾环境长期可靠运行。5.根据权利要求1所述紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其特征在于:所述磁控电抗器并联于海上风电机组升压变压器高压侧或低压侧，实现对机组送出电缆的分布式就地补偿。6.根据权利要求1所述紧凑型海上风电机组动态无功补偿装置，其特征在于:所述磁控电抗器安装于海上风电机组塔筒内，并可接近或接触海平面安装。

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