[发明专利]风力发电专用低频20Hz预装式变电站

说明书

本发明公开了一种低频20Hz预装式变电站，包括变压器室、隔离室、高压室和变流室，高压室和变流室处于变压器室和隔离室的横向两侧，隔离室处于变压器室的纵向前侧；变压器室内配置有变压器，高压室内配置有高压柜，隔离室内配置有隔离开关柜，高压柜与变压器电连接，变压器与隔离开关柜电连接；变流室内配置有变流柜和变频电源柜，变流柜配置有低频隔变柜，变频电源柜配置有工频隔变柜，变流柜内配置有变流器，变频电源柜与变流器电连接，变流器与隔离开关柜电连接，实现20Hz低频箱变。

技术领域

本发明涉及配电技术领域，特别是一种预装式变电站。

背景技术

近几年，发展海上风电已成为我国能源结构转型的重要举措，海上风电利用电缆传输电能时，与架空线相比，电缆具有较大的对地电容C，在交流电压U作用下会产生较大的线路无功电流I，即I＝B*U＝2πfCU。降低交流输电线路的工作频率f可以减小线路对地电纳B和运行所需的充电无功功率，同时还能降低输电线路的有功功率损耗(导体的集肤效应)，从而达到提升输电线路的有功功率传输容量的目的，突显了柔性低频系统相较于工频交流输电优势。另外柔性低频输电相较于直流输电，在一定输送容量和距离的范围内，柔性低频输电技术经济性更好。目前业内仅有工频50Hz或者60Hz箱变设计，亟需一种20Hz低频箱变。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种低频20Hz预装式变电站。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

低频20Hz预装式变电站，包括变压器室、隔离室、高压室和变流室，高压室和变流室处于变压器室和隔离室的横向两侧，隔离室处于变压器室的纵向前侧；变压器室内配置有变压器，高压室内配置有高压柜，隔离室内配置有隔离开关柜，高压柜与变压器电连接，变压器与隔离开关柜电连接；变流室内配置有变流柜和变频电源柜，变流柜配置有低频隔变柜，变频电源柜配置有工频隔变柜，变流柜内配置有变流器，变频电源柜与变流器电连接，变流器与隔离开关柜电连接。

隔离开关柜配置有隔离开关、互感器和箱变测控装置，隔离开关配置连接有浪涌保护器，变压器通过隔离开关和互感器电连接至变流器，箱变测控装置采集低压电流电压信号、高压开关状态信号、变压器温度信号并上传后台中心；其中，低频为20Hz，工频为50Hz/60Hz。

隔离室内还配置有空冷却器，变压器室配置有进风口和出风口分别连通空冷却器的进风端和出风端，且变压器室还配置有外排口连通至外界；如此实现内、外循环空气分流。基于前述方案，在一改进方案中，变压器室的竖向中部设置有导流隔板，且导流隔板由变压器中部外周向外延伸至变压器室内壁使得变压器室分成上室和下室，进风口布置于下室，出风口和外排口均布置于上室；如此变压器上、下两端经过线圈和铁芯两个主要发热元件表面形成定向风压，提高通风散热效率。

基于前述方案，在一改进方案中，变流室内还配置有一级散热机构和二级散热空调，一级散热机构连通至变流柜内，变流柜处于变流室的纵向I端，变频电源柜处于变流室的纵向II端，且变流柜处于变频电源柜的纵向前侧，一级散热机构和二级散热空调分别处于变频电源柜的横向两侧。其中，一级散热机构包括水冷泵和散热组件，散热组件配置于变流器上组成水冷变流器，水冷泵通过循环管连通水冷变流器。

基于前述方案，在一改进方案中，变压器室、隔离室、和高压室组成变压器箱段，变流室组成变流舱箱段，变压器箱段和变流舱箱段采用可拆卸连接。如此采用“分舱运输、现场并舱”的工程设计手段，保证设备的完整性和运输安全。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明包括变压器室、隔离室、高压室和变流室，高压柜与变压器电连接，变压器与隔离开关柜电连接，变频电源柜与变流器电连接，变流器与隔离开关柜电连接，实现20Hz低频箱变。

2.本发明在变压器室内设置导流装置，使得变压器上、下两端经过线圈和铁芯两个主要发热元件表面形成定向风压，提高通风散热的效率和有效性。