一種大功率風機變流器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大功率風機變流器，其特征在于：它包括主功率柜和并網控制柜，所述主功率柜和并網控制柜的頂部通過起吊角鋼連接在一起，所述主功率柜和并網控制柜之間設置一隔板；所述主功率柜包括機側主功率柜和網側主功率柜，所述機側主功率柜和并網控制柜分別位于所述網側主功率柜的兩側；所述網側主功率柜和機側主功率柜之間連通，所述機側主功率柜對風機轉子的電流進行濾波和整流，所述網側主功率柜對風機轉子的電流進行整流、逆變和濾波；所述并網控制柜對整機以及對風機的轉子與定子匯流并網進行控制。本實用新型可以廣泛應用于風力并網發電中。
【專利說明】一種大功率風機變流器

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種變流器，特別是關于一種大功率風機變流器。

【背景技術】
[0002] 變流器是風力并網發電技術的重要組成部分，分析現有已產業化的風機變流器， 其存在以下不足：①結構尺寸不夠緊湊，無法滿足某些要求安裝于機艙內的場合；②結構 復雜，不能進行正面操作和維護；③結構和布局不合理，造成變流器內部走線混亂，各部件 之間易產生干擾，從而使得變流器的穩定性和可靠性不高。


【發明內容】

[0003] 針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種結構緊湊、便于測試和維護且穩定 性和可靠性高的大功率風機變流器。
[0004] 為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種大功率風機變流器，其特征 在于：它包括主功率柜和并網控制柜，所述主功率柜和并網控制柜的頂部通過起吊角鋼連 接，所述主功率柜和并網控制柜之間設置隔板；所述主功率柜包括機側主功率柜和網側主 功率柜，所述機側主功率柜和并網控制柜分別位于所述網側主功率柜的兩側；所述網側主 功率柜和機側主功率柜之間連通。
[0005] 所述網側主功率柜和機側主功率柜的前面板上設置一個以上用于散熱的百葉窗 組件。
[0006] 所述并網控制柜的前面板上部設置若干指示燈，其前面板下部設置兩個用于散熱 的百葉窗組件；所述并網控制柜的后面板上部設置并網控制柜風機。
[0007] 在所述指示燈下方設置電腦托盤組件，所述電腦托盤組件旋轉展開形成一水平臺 面。
[0008] 所述并網控制柜中包括UPS電源、交流濾波單元、轉子并網接觸器、電壓檢測組 件、控制柜左側板組件、控制柜右側板組件、控制柜后側板組件、用戶接線單元組件和變壓 器；所述UPS電源位于所述并網控制柜中遠離所述主功率柜側柜腔的上部，所述UPS電源的 下方設置所述交流濾波單元，所述交流濾波單元下方安裝所述轉子并網接觸器，所述轉子 并網接觸器的兩側均設置有所述電壓檢測組件，所述電壓檢測組件與所述轉子并網接觸器 的兩側面之間存在空隙；所述并網控制柜中靠近所述主功率柜側柜腔的上部采用左、后和 右三面布局結構，其左右兩側分別設置所述控制柜左側板組件和控制柜右側板組件，其后 側設置所述控制柜后側板組件；所述并網控制柜的下部安裝有所述用戶接線單元組件和變 壓器，所述變壓器位于所述用戶接線單元組件的后部。
[0009] 所述用戶接線單元組件采用導正銷固定結構固定在所述并網控制柜的下部。
[0010] 所述主功率柜包括撬棒箱、直流側撬棒、撬棒電阻、機側模組、網側模組、機側模組 散熱組件、網側散熱組件、隔離板、軟連接固定組件、機側電抗器、網側電抗器、模組交流側 擋板、電抗器通風板、進出線密封組件和轉子接線單元；所述撬棒箱設置在所述機側主功率 柜上部，所述撬棒電阻設置在所述網側主功率柜上部，所述直流側撬棒位于所述撬棒箱和 撬棒電阻之間，并設置在所述機側主功率柜上部；所述機側模組和網側模組分別均勻設置 在所述機側主功率柜和網側主功率柜的中上部，位于所述機側模組和網側模組的后面，在 所述主功率柜的后面板的外側分別設置所述機側模組散熱組件和網側散熱組件，所述機側 模組和網側模組的下方安裝有所述隔離板和軟連接固定組件，位于所述機側主功率柜和網 側主功率柜的底部，在所述隔離板下方分別設置所述機側電抗器和網側電抗器；所述機側 電抗器和網側電抗器的前部設置有所述模組交流側擋板和電抗器通風板，轉子側進線通過 所述進出線密封組件接到所述轉子接線單元上。
[0011] 所述機側模組散熱組件和網側模組散熱組件均包括模組集風罩、風機固定板和前 向離心風機，模組集風罩固定設置在所述風機固定板正面，所述前向離心風機固定設置在 所述風機固定板的背面。
[0012] 所述機側電抗器和網側電抗器均采用風冷電抗器。
[0013] 本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型由于包括主 功率柜和并網控制柜，主功率柜和并網控制柜的頂部通過起吊角鋼連接，主功率柜和并網 控制柜之間設置一用于隔熱的隔板，主功率柜包括機側主功率柜和網側主功率柜，機側主 功率柜和并網控制柜分別位于網側主功率柜的兩側；網側主功率柜和機側主功率柜之間連 通，因此本實用新型具有結構緊湊的特點。2、本實用新型由于在并網控制柜中遠離主功率 柜側柜腔的上部設置UPS電源，UPS電源的下方設置交流濾波單元，交流濾波單元下方安裝 轉子并網接觸器，轉子并網接觸器的兩側均設置電壓檢測組件，電壓檢測組件與轉子并網 接觸器的兩側面之間存在空隙；并網控制柜中靠近主功率柜側柜腔的上部采用左、后和右 三面布局結構，其左右兩側分別設置控制柜左側板組件和控制柜右側板組件，其后側設置 控制柜后側板組件；并網控制柜的下部安裝有用戶接線單元組件和變壓器，變壓器位于用 戶接線單元組件的后部，因此本實用新型測試、維護方便且空間利用率高。3、本實用新型的 機側主功率柜、網側主功率柜和并網控制柜中各部件的布局結構緊湊，并采用隔板屏蔽干 擾，因此本實用新型的穩定性和可靠性高。基于以上優點，本實用新型可以廣泛應用于風力 并網發電中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型的外部結構示意圖
[0015] 圖2是隱藏機柜四周門板、頂板和起吊角鋼后的內部結構示意圖
[0016] 圖3是隱藏機柜四周門板、撬棒擋板、模組交流側擋板和電抗器通風擋板的內部 結構示意圖
[0017] 圖4是本實用新型的背面外形結構示意圖
[0018] 圖5是機側散熱組件爆炸圖
[0019] 圖6是網側散熱組件爆炸圖

【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0021] 如圖1所示，本實用新型的大功率風機變流器包括主功率柜1和并網控制柜2,主 功率柜1和并網控制柜2的頂部通過起吊角鋼3連接在一起，主功率柜1和并網控制柜2 之間通過隔板來避免主功率柜1的熱量對并網控制柜2內信號的干擾。其中，主功率柜1 包括機側主功率柜11和網側主功率柜12,機側主功率柜11和并網控制柜2分別位于網側 主功率柜12的兩側。網側主功率柜11和機側主功率柜12之間連通，使得主功率柜1內熱 量更均衡，從而避免出現局部過熱現象。機側主功率柜11對風機轉子的電流進行濾波和整 流，網側主功率柜12對風機轉子的電流進行整流、逆變和濾波；并網控制柜2實現對整機的 控制以及對風機的轉子與定子匯流并網的控制。
[0022] 上述實施例中，如圖1所示，網側主功率柜11和機側主功率柜12的前面板上設置 一個以上百葉窗組件13,以便于網側主功率柜11和機側主功率柜12內向外部散熱。
[0023] 上述實施例中，并網控制柜2的前面板上部設置有若干指示燈14,其前面板下部 設置兩個百葉窗組件13,以便于并網控制柜2內向外部散熱。并網控制柜2的后面板上部 設置有并網控制柜風機15,并網控制柜風機15通過抽風使并網控制柜2內形成一個自下而 上、自前向后的散熱風道，使整個并網控制柜2的溫度保持在正常工作狀態。
[0024] 上述實施例中，在指示燈14下方設置電腦托盤組件，該電腦托盤組件可旋轉展開 形成一個水平的臺面，可用于放置測試用的便攜式電腦或示波器等測試儀器，使調試和維 護工作更加方便。
[0025] 上述實施例中，如圖2所示，并網控制柜2中包括UPS電源21、交流濾波單元22、 轉子并網接觸器23、電壓檢測組件24、控制柜左側板組件25、控制柜右側板組件26、控制柜 后側板組件27、用戶接線單元組件28和變壓器29。其中，并網控制柜2的內部分為上部和 下部，且其上部又分為靠近主功率柜1側的柜腔和遠離主功率柜1側的柜腔。并網控制柜 2的上部靠近主功率柜1側的柜腔為弱電控制部分，靠近主功率柜1 一側，走線方便且干擾 少，并網控制柜2的上部遠離主功率柜1側的柜腔為交流濾波、電壓檢測和轉子并網側，并 網控制柜2與主功率柜1通過隔板有效屏蔽干擾。
[0026] UPS電源21位于并網控制柜2中遠離主功率柜1側柜腔的上部，用于啟動前或變 流器出現故障時給控制柜左側板組件25、控制柜右側板組件26、控制柜后側板組件27等變 流器的控制部分供電。UPS電源21的下方設置交流濾波單元22,用于對并網電流進行濾波。 交流濾波單元22下方安裝轉子并網接觸器23,轉子并網接觸器23的兩側均設置有電壓檢 測組件24,電壓檢測組件24與轉子并網接觸器23的兩側面之間存在一定空隙，從而便于轉 子并網接觸器23和電壓檢測組件24的安裝與測試。
[0027] 并網控制柜2中靠近主功率柜1側柜腔的上部采用左、后和右三面布局結構，其左 右兩側分別設置控制柜左側板組件25和控制柜右側板組件26,其后側設置控制柜后側板 組件27。控制柜后側板組件27安裝固定在固定架上，與固定架完全組裝完成后，整體裝入 并網控制柜2的上部靠近主功率柜1側的柜腔中。其中，控制柜左側板組件25上設置有網 側控制板和繼電器等控制部件，控制柜右側板組件26上設置有溫濕度檢測部件和濾波器， 溫濕度檢測部件檢測并網控制柜2中的溫濕度。控制柜后側板組件27上設置有機側控制 板和PLC等控制部件。
[0028] 并網控制柜2的下部安裝有用戶接線單元組件28和變壓器29,其中，變壓器29位 于用戶接線單元組件28的后部，用戶接線單元組件28采用導正銷固定結構固定在并網控 制柜2的下部，只需一人即可完成用戶接線單元組件28的安裝與拆卸。
[0029] 上述實施例中，主功率柜1包括撬棒箱111、直流側撬棒112、撬棒電阻113、機側模 組114、網側模組115、機側模組散熱組件116、網側散熱組件117、隔離板118、軟連接固定組 件119、機側電抗器120、網側電抗器121、模組交流側擋板122、電抗器通風板123、進出線密 封組件124和轉子接線單元125。在主功率柜1的上部設置撬棒組件，其中，撬棒組件包括 撬棒箱111、直流側撬棒112和撬棒電阻113。撬棒箱111設置在機側主功率柜11上部，撬 棒電阻113設置在網側主功率柜12上部，直流側撬棒112位于撬棒箱111和撬棒電阻113 之間，并設置在機側主功率柜11上部。撬棒組件前面設置有起防護作用的撬棒擋板，避免 觸電事故。機側模組114和網側模組115分別均勻設置在機側主功率柜11和網側主功率柜 12的中上部，每個模組可以單獨拆裝。位于機側模組114和網側模組115的后面，在主功率 柜1的后面板的外側分別設置機側模組散熱組件116和網側散熱組件117,機側模組散熱組 件116和網側散熱組件117與兩個百葉窗組件13形成前進風，后出風的風道，并且主功率 柜1的后向抽風散熱更加均勻。機側模組114和網側模組115的下方安裝有隔離板118和 軟連接固定組件119,位于機側主功率柜11和網側主功率柜12的底部，在隔離板118下方 分別設置機側電抗器120和網側電抗器121，軟連接固定組件119用于固定從機側模組114 至機側電抗器120和從網側模組115至網側電抗器121的軟連接；機側電抗器120和網側 電抗器121的前部設置有模組交流側擋板122和電抗器通風板123,其中，模組交流側擋板 122起到隔離保護作用，電抗器通風板123既可以起到保護作用，又保留了電抗器散熱的風 道；轉子側進線通過進出線密封組件124接到轉子接線單元125上，進出線密封組件124可 以有效的固定進線線纜，而且密封性能較好。
[0030] 上述實施例中，本實用新型大功率風機變流器的主電路為：從風機轉子引出的線 纜穿過進出線密封組件124與轉子接線單元125相連，轉子接線單元125通過銅排連接到 機側電抗器120的輸入端，轉子電流經機側電抗器120濾波后通過軟連接固定組件119流 向機側模組114的交流輸入端，經過機側模組114的整流將風機轉子輸出的交流電轉換為 直流電輸出到網側模組115的直流側，再經過網側模組115的逆變作用把直流電轉換為交 流電，網側模組115的交流輸出端通過軟連接與網側電抗器12的輸入端相連，經網側電抗 器12的濾波、平波作用后轉子電流通過軟連接固定組件119流向轉子并網接觸器23,轉子 并網接觸器23通過銅排和線纜與并網主控斷路器及定子側連接，完成匯流并網。
[0031] 上述實施例中，如圖4?圖6所示，機側模組散熱組件116和網側模組散熱組件 117均包括模組集風罩、風機固定板和前向離心風機，模組集風罩固定設置在風機固定板正 面，前向離心風機固定設置在風機固定板的背面。
[0032] 上述實施例中，機側電抗器120和網側電抗器121均采用風冷電抗器，其價格低廉 且穩定性高。
[0033] 上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結構和連接方式等都是可以 有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在 本實用新型的保護范圍之外。
【權利要求】
1. 一種大功率風機變流器，其特征在于：它包括主功率柜和并網控制柜，所述主功率 柜和并網控制柜的頂部通過起吊角鋼連接，所述主功率柜和并網控制柜之間設置隔板；所 述主功率柜包括機側主功率柜和網側主功率柜，所述機側主功率柜和并網控制柜分別位于 所述網側主功率柜的兩側；所述網側主功率柜和機側主功率柜之間連通。
2. 如權利要求1所述的一種大功率風機變流器，其特征在于：所述網側主功率柜和機 側主功率柜的前面板上設置一個以上用于散熱的百葉窗組件。
3. 如權利要求1所述的一種大功率風機變流器，其特征在于：所述并網控制柜的前面 板上部設置若干指示燈，其前面板下部設置兩個用于散熱的百葉窗組件；所述并網控制柜 的后面板上部設置并網控制柜風機。
4. 如權利要求3所述的一種大功率風機變流器，其特征在于：在所述指示燈下方設置 電腦托盤組件，所述電腦托盤組件旋轉展開形成一水平臺面。
5. 如權利要求1或2或3或4所述的一種大功率風機變流器，其特征在于：所述并網 控制柜中包括UPS電源、交流濾波單元、轉子并網接觸器、電壓檢測組件、控制柜左側板組 件、控制柜右側板組件、控制柜后側板組件、用戶接線單元組件和變壓器；所述UPS電源位 于所述并網控制柜中遠離所述主功率柜側柜腔的上部，所述UPS電源的下方設置所述交流 濾波單元，所述交流濾波單元下方安裝所述轉子并網接觸器，所述轉子并網接觸器的兩側 均設置有所述電壓檢測組件，所述電壓檢測組件與所述轉子并網接觸器的兩側面之間存在 空隙；所述并網控制柜中靠近所述主功率柜側柜腔的上部采用左、后和右三面布局結構，其 左右兩側分別設置所述控制柜左側板組件和控制柜右側板組件，其后側設置所述控制柜后 側板組件；所述并網控制柜的下部安裝有所述用戶接線單元組件和變壓器，所述變壓器位 于所述用戶接線單元組件的后部。
6. 如權利要求5所述的一種大功率風機變流器，其特征在于：所述用戶接線單元組件 采用導正銷固定結構固定在所述并網控制柜的下部。
7. 如權利要求1或2或3或4所述的一種大功率風機變流器，其特征在于：所述主功率 柜包括撬棒箱、直流側撬棒、撬棒電阻、機側模組、網側模組、機側模組散熱組件、網側散熱 組件、隔離板、軟連接固定組件、機側電抗器、網側電抗器、模組交流側擋板、電抗器通風板、 進出線密封組件和轉子接線單元；所述撬棒箱設置在所述機側主功率柜上部，所述撬棒電 阻設置在所述網側主功率柜上部，所述直流側撬棒位于所述撬棒箱和撬棒電阻之間，并設 置在所述機側主功率柜上部；所述機側模組和網側模組分別均勻設置在所述機側主功率柜 和網側主功率柜的中上部，位于所述機側模組和網側模組的后面，在所述主功率柜的后面 板的外側分別設置所述機側模組散熱組件和網側散熱組件，所述機側模組和網側模組的下 方安裝有所述隔離板和軟連接固定組件，位于所述機側主功率柜和網側主功率柜的底部， 在所述隔離板下方分別設置所述機側電抗器和網側電抗器；所述機側電抗器和網側電抗器 的前部設置有所述模組交流側擋板和電抗器通風板，轉子側進線通過所述進出線密封組件 接到所述轉子接線單元上。
8. 如權利要求7所述的一種大功率風機變流器，其特征在于：所述機側模組散熱組件 和網側模組散熱組件均包括模組集風罩、風機固定板和前向離心風機，模組集風罩固定設 置在所述風機固定板正面，所述前向離心風機固定設置在所述風機固定板的背面。
9. 如權利要求7所述的一種大功率風機變流器，其特征在于：所述機側電抗器和網側 電抗器均采用風冷電抗器。
【文檔編號】H02B1/56GK203883333SQ201420293143
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】吳亞飛, 楊洋, 王柱 申請人:中節能風力發電(張北）有限公司