海底配电装置和系统制造方法及图纸

技术编号:14759516 阅读:24 留言:0更新日期:2017-03-03 07:50
一种海底配电装置及系统。所述海底配电装置包括容纳至少一个变压器的第一防水壳体,所述变压器具有初级绕组和至少一个次级绕组;输入端子,电连接到所述至少一个变压器的初级绕组并且被布置成连接到远程电源。多个输出端子电连接到所述至少一个次级绕组,并且开关被布置成打开和关闭每个次级绕组与相应输出端子之间的连接,所述开关布置在第一防水壳体内。每个输出端子进一步连接到过电流断开装置,所述过电流断开装置进一步布置成连接到海底耗电装置。过电流断开装置布置在与第一防水壳体分离的第二防水壳体中,并且填充有绝缘液体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电功率到海底装备的分配。更具体地,本专利技术涉及一种海底过电流断开系统,其被布置成连接到海底耗电装置和海底配电装置的输出端子。本专利技术还涉及一种海底配电装置,包括:容纳至少一个变压器的第一防水壳体,所述变压器具有初级绕组和至少一个次级绕组;输入端子,电连接到所述至少一个变压器的初级绕组并且被布置成连接到远程电源;多个输出端子,电连接到所述至少一个次级绕组;其中开关被布置成断开每个次级绕组与相应的输出端子之间的连接,所述开关被布置在所述第一防水壳体内。本专利技术还涉及相应的海底配电系统。
技术介绍
在海上设施中,越来越多地使用电动海底装备,诸如海底处理设施。这种海底装备可以包括,但不限于,压缩机、泵和任何其它电动海底装备。要分配给这种海底装备的电功率可以从陆地提供(例如,陆上发电厂),或从海上发电设施(例如,在船或平台上)提供。这种海底装备可能具有高功率需求,并且电功率通常必须跨越长距离传输。为了跨越长距离提供有效的功率传输,高电压用于远程电源。需要针对海底配电装置和系统中的过载或短路条件的改进保护。特别地,需要改进的保护,同时保持在海底条件下交换必要元件的可能性。
技术实现思路

技术介绍
的劣势和/或缺点已经通过如随附权利要求中阐述的装置和系统来克服。附图说明下面将参照附图更详细地讨论本专利技术,其中图1是例示海底配电系统的各方面的电单线图。图2是例示海底配电装置的其它方面的简化机械图。图3是例示海底配电装置的某些其它方面的示意性框图。图4是例示海底配电装置的某些其它方面的示意性框图。具体实施方式图1是例示海底配电装置的各方面的电单线图。海底配电装置100包括容纳变压器102的第一防水壳体101。在第一防水壳体101中还可以设置其它变压器(一个或多个)。变压器102具有初级绕组和至少一个次级绕组。在图1中所示的实施例中,变压器102具有多个次级绕组,特别是五个次级绕组。次级绕组的其它可能数目包括1、2、3、4、6、7、8以及更多。初级绕组由变压器102的内部较大圆圈符号示出,而次级绕组由变压器102的外部较小圆圈符号示出。在这种情况下,海底配电装置100包括多绕组变压器102。海底配电装置100还包括电连接到变压器102的初级绕组并且被布置成连接到远程电源的输入端子。远程电源可以具有通常为50-150kV的高供电电压,例如90kV。高电压功率可以在长距离上传输,诸如从陆地(例如陆上发电厂)。,或从海上发电设施(例如,在船或平台上)到海底站点。海底配电装置100还包括多个输出端子,诸如输出端子124,其电连接到至少一个次级绕组并且布置成连接到海底耗电装置。开关(诸如开关123)被布置成打开/关闭每个次级绕组与相应的输出端子124之间的连接。开关(诸如开关123)被布置在第一防水壳体101内。布置成打开/关闭每个次级绕组与相应的输出端子之间的连接的开关(诸如开关123)的布置使得能够隔离每个单独的次级电路,以便仅断开连接有故障的电路。当次级电路要被连接或断开连接时,这种隔离开关将给予执行这样的电路隔离操作而不断开连接整个海底变压器的机会。在海底配电设备100中使用的开关可以例如被设计用于在10至70kV的电压范围内,或者更具体地,在20至36kV的范围内(例如24kV)操作。有利地,介电绝缘流体(油)用于填充开关间隙,这意味着当在空气中操作时额定用于特定电压的开关可以在使用绝缘流体(油)时在显著更高的(诸如近似三倍高)的电压下操作。有利地,每个开关(例如开关123)被放置得尽可能靠近变压器102的次级绕组,以便使次级绕组和开关之间的故障的风险最小化,因为这种故障不能通过开关隔离。优选地,变压器(诸如变压器102)的每个次级绕组设置有相应的开关。每个开关可以包括开关致动器,其已经在下面参考图2更详细地描述。作为多绕组变压器102的替代,变压器可以仅设置有一个次级绕组。在这种情况下,多个输出端子可以经由至少一个母线电连接到公共次级绕组。输出端子(诸如所例示的输出端子124)被布置在第一防水壳体101的壁中。每个输出端子(诸如输出端子124)连接到过电流断开装置151,过电流断开装置151进一步布置成连接到海底耗电装置,其又可以包括例如VSD(变速驱动器)161和电动机171。如本文所使用的,术语耗电装置应当被理解为意为一个单耗电单元或配电电路段,其可以包括多个耗电单元。过电流断开装置151布置在与第一防水壳体101分离的第二防水壳体152内。有利地,单独的防水壳体用于每个过电流断开装置。将过电流断开装置151布置在与第一防水壳体分开的第二防水壳体152内的构思便于将过电流断开装置151从其海底位置收回到顶侧位置以用于维修或修理的目的。例如当过电流情况发生时,特别是,如果过电流断开装置包括保险丝或类似的一次性部件时,维修或修理可能是必要的。第一和第二防水壳体可以填充有不导电液体,例如,油。包括布置在防水壳体中的充油环境中的海底过电流断开装置的系统可以用海底过电流断开系统来表示。输出端子124和过电流断开装置151之间的连接可以包括湿配合连接。这使得能够在海底环境中将包括在第二防水壳体152中的过电流断开装置151连接到第一防水壳体101或将其从第一防水壳体101断开连接。第一和第二防水壳体之间的电连接和机械固定可以有利地在一个共同的操作中执行。进行这种配合的机械力相当高。壳体朝向罐101的移动可以通过机械辅助夹紧机构来完成,该机械辅助夹紧机构是电力自主的或由ROV车辆供电。湿配合连接的布置有助于例如通过ROV将过电流断开装置151及其壳体152从其海底位置收回到顶侧位置,用于维修或修理的目的。过电流断开装置可以被布置成当通过过电流断开装置的电流超过预定阈值时断开输出端子和海底耗电装置之间的连接。过电流断开装置在一个示例中可以是电路断路器(CB),其将在短路或过载条件下断开。在另一个示例中,过电流断开装置可以是在故障断开之后必须更换的保险丝,诸如中压保险丝。在又一示例中,过电流断开装置可以包括可控半导体开关或PEB(电力电子断路器)。所有这些装置有利地布置在充油环境中。壳体152内的压力可以等于环境海水压力。环境海水压力将取决于其中布置本海底配电装置的海底位置的实际深度。例如,在1000m海深处的压力可为约100巴(bar),在3000m海深处为300巴,以及在5000m海深处为500巴。为了在海底过电流断开装置的第二防水壳体和环境海水中获得相等的压力,可以对第二防水壳体进行压力补偿。PEB不必完全隔离,并且开关151必须打开以完成断开。PEB和CB两者都可以用于多次接通和断开负载电流。然而,CB可以将短路电流断开有限次数。然后其必须被收回和维修。设置在第一防水壳体101中的开关123可以包括开关致动器。该开关123的打开仅在断开装置打开时才可能。第一防水壳体可以配置有第一隔室和与第一隔室分开的第二隔室。变压器可以布置在第一隔室内,并且开关可以布置在第二隔室中。第一隔室和第二隔室可以是充油的。在图1中,变压器102的最左边的两个次级绕组连接到相应的开关123,开关123包括在防水壳体101中或在防水壳体101的隔室中。两个开关进一步连接到双输出端子,其进一步连接到包括在防水壳体159中的双过电流断开装本文档来自技高网...
海底配电装置和系统

【技术保护点】
海底过电流断开系统,包括布置成连接到海底耗电装置和海底配电装置的输出端子的海底过电流断开装置,以及防水壳体,所述海底过电流断开装置被布置在所述防水壳体中的充油环境中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.26 NO 201406501.海底过电流断开系统,包括布置成连接到海底耗电装置和海底配电装置的输出端子的海底过电流断开装置,以及防水壳体,所述海底过电流断开装置被布置在所述防水壳体中的充油环境中。2.根据权利要求1所述的海底过电流断开系统,其中所述海底过电流断开装置布置成当通过所述海底过电流断开装置的电流超过预定阈值时断开所述海底配电装置的输出端子与所述海底耗电装置之间的连接。3.根据权利要求2所述的海底过电流断开系统,其中所述海底过电流断开装置包括电路断路器、保险丝或可控半导体开关。4.根据权利要求1-3中任一项所述的海底过电流断开系统,其中所述防水壳体与容纳包括在所述海底配电装置中的至少一个变压器的第一防水壳体分离。5.根据权利要求1-4中任一项所述的海底过电流断开系统,其中所述海底配电装置的输出端子与所述海底过电流断开装置之间的连接包括湿配合连接。6.根据权利要求1-5中任一项所述的海底过电流断开系统,其中所述海底过电流断开装置的防水壳体内的压力等于环境海水压力。7.根据权利要求6所述的海底过电流断开系统,其中所述海底过电流断开装置的防水壳体被压力补偿,以在所述海底过电流断开装置的防水壳体内获得和环境海水压力相等的压力。8.根据权利要求1-7中任一项所述的海底过电流断开系统,被布置成从海底位置收回到顶侧位置,以用于维修或更换所述海底过电流断开装置的目的。9.一种海底配电装置,包括:容纳至少一个变压器的第一防水壳体,所述变压器具有初级绕组和至少一个次级绕组;输入端子,电连接到所述至少一个变压器的初级绕组并且被布置成连接到远程电源;多个输出端子,电连接到所述至少一个次级绕组;其中开关被布置成打开和关闭每个次级绕组与相应的输出端子之间的连接,所述开关布置在所述第一防水壳体内,以及其中每个输出端子还连接到过电流断开装置,所述过电流断开装置还被布置...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·斯特姆斯威克
申请(专利权)人:FMC孔斯贝格海底股份公司
类型:发明
国别省市:挪威;NO

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