海底配电装置制造方法及图纸

一种海底配电装置(1)，包括：‑与电源(50)和一个或多个电负载(60)电气地连接的一个或多个中压开关设备(70)，所述开关设备适于将中压电力供应(V0)切换到所述电负载；‑用于管理所述开关设备的操作的可操作地与所述开关设备相关联的电子装备(11、12)，所述电子装备配置为接收低压电力供应。海底配电装置包括集中式储能单元(20)，所述集中式储能单元(20)包括用于存储电能以向所述电子装备(11、12)馈电的一个或多个存储器件(25)，其中所述集中式储能单元适于从所述电源接收电能以对所述存储器件充电，其中所述集中式储能单元适于通过从所述存储器件吸收电能来向所述电子装备提供电力供应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】海底配电装置本专利技术涉及用于海底设施的海底配电网的领域。更特别地，本专利技术涉及在结构简单性和可靠性方面提供改进性能的海底配电装置。用于本专利技术的目的：-术语“低压”(LV)涉及配电等级的操作电压，所述操作电压低于交流1kV和直流1.5kV；-术语“中压”(MV)涉及配电等级的操作电压，所述操作电压高于交流1kV和直流1.5kV，高达几十kV，例如高达交流72kV和直流100kV；-术语“高压”(HV)涉及输电等级的操作电压，所述操作电压高于几十kV，例如高于交流72kV和直流100kV。如已知的，在海上石油和天然气生产的领域中，处理设施常常安装到接近海底井的深水中，所述海底井可位于下至3000m或更多的水深中。海底设施可包括一系列部件，例如需要用于操作的电力的泵、压缩机等等。为了电气地向海底设施馈电，高压供电电压典型地提供给海底配电网，在所述海底配电网处，所述高压供电电压被变换到配电等级处的供电电压以向海底配电装置馈电。海底配电装置一般包括海底开关装置，所述海底开关装置包括适于将中压电力供应切换到海底电负载(例如到海底电动机)的中压开关设备(例如真空断路器)。海底配电装置还包括电子装备，所述电子装备可操作地与所述开关设备相关联以控制其操作，并且所述电子装备典型地用低压电力供应被馈电。目前可用的海底配电装置的缺点在于其固有的复杂性。事实上，这些设备的大量部件使得其在深水位处安装是困难和麻烦的，并且构成了对其整体可靠性的严重限制。显然，由于对海底装置的维护干预实行起来极其复杂且昂贵的事实，这样的危急程度变得特别重。如今，因此颇感对于具有结构简单性并在可靠性方面示出改进性能的海底配电装置的需求。为了满足该需要，本专利技术提供了根据以下权利要求1和相关从属权利要求的海底配电装置。在另一方面，本专利技术提供了根据以下权利要求13的海底配电网。在另一方面，本专利技术提供了根据以下权利要求14和相关从属权利要求的用于海底配电装置的集中式储能单元。根据通过附图中的仅作为非限制性示例说明的优选实施例的详细描述，本专利技术的特点和优点将变得更加明显，其中：图1-2是示意性地示出根据专利技术的包括海底配电装置的海底配电网的框图；图3-4、4A-4B是示意性地示出根据专利技术的海底配电装置的框图；图5-8是示意性地示出根据专利技术的用于海底配电装置的海底容器的框图；图9是示意性地示出根据专利技术的用于海底配电装置的可回收海底包含结构的框图。在专利技术的以下详细描述中，同一部件通常由相同参考编号指示，而不管它们是否在不同实施例中示出。为了清楚和简明地公开专利技术，图可不一定按比例，并且专利技术的某些特征可以以图解的形式示出。参考引用的图，本专利技术涉及用于海底配电网100的海底配电装置1。海底配电网100适于向包括一个或多个电负载60的海底设施600提供电力供应(优选地，中压供电电压V0)。海底配电网100电气地连接到高压输电线300，所述高压输电线300转而电气地连接到顶侧输电装置400。顶侧装置400可以是在陆上(例如高压电站)或海上(平台或船)。海底配电网100包括至少高压/中压变压器51以将从高压输电线300接收的高压供电电压变换为中压供电电压V0以向电力负载60馈电。海底配电网100包括至少中压/低压变压器52以将中压供电电压V0变换为低压供电电压V1以向海底装置100的低压部件馈电，所述中压供电电压V0由变压器51变为可用。从电气的观点来看，海底配电网100的(例如，包括变压器51-52的)上游部分(相对于标准电力流)形成能够使中压和低压供电电压V0、V1二者对海底配电网100的另外部分和对电负载60可用的电源50。海底配电网100包括旨在电气地连接在电源50和电负载60之间的海底配电装置1。海底配电装置1包括开关装置10，所述开关装置10包括与电源50和电负载60电气地连接的一个或多个中压开关设备70(可以是已知类型的)，以将中压电力供应V0切换到所述电负载60。原则上，中压开关设备70可以是任何类型的，并且可以包括例如中压断路器、接触器、隔离开关(disconnector)、重合器(recloser)等等。优选地，开关设备70包括中压真空断路器，所述中压真空断路器具有提供有移动触点的电极，所述移动触点可由合适致动器致动。优选地，所述致动器是电磁致动器。原则上，开关设备70的数量可根据需要而变化。在引用的图中示出的实施例中，出于电平衡的明显原因，配电装置1包括三个开关设备。海底配电装置1还包括可操作地与开关设备70相关联的电子装备11、12(可以是已知类型的)，用于管理开关设备的操作。电子装备11、12方便地配置为接收低压电力供应。作为示例，这样的电子装备可包括一个或多个电力和控制单元11，所述电力和控制单元11配置为驱动开关设备70和/或一个或多个保护和控制单元12，所述保护和控制单元12可操作地与开关设备70相关联以管理开关设备70的操作。根据专利技术，配电装置1至少包括集中式储能单元20，所述集中式储能单元20适于存储电能以向可操作地与集中式存储单元20相关联的电子装备11、12馈电。为了清楚起见，储能单元20被定义为“集中式”，因为所述储能单元20配置为以共享方式向海底配电装置1的多件电子装备11、12馈电，所述多件电子装备11、12可以是相同或不同类型。以下，本专利技术将参考优选实施例描述，其中海底开关装置1包括单个集中式储能单元20以向开关装置的整个电子装备馈电。然而，专利技术的以下实施例是可能的，其中海底配电装置1包括多个集中式储能储单元20，每个所述集中式储能单元20专用于向开关装置的电子装备的相应集群馈电。无论如何，海底配电装置中的一个或多个集中式储能单元20的布置代表与当前可用布置形成对照的技术解决方案，所述技术解决方案基本上实施电能的分布式一对一存储和管理以向海底开关装置的电子装备馈电，根据所述技术解决方案，每件电子装备基本上被提供有所述电子装备自己的蓄电池。从以下描述将清楚地显露，由本专利技术提出的解决方案允许实现海底配电装置的物理结构的显著简化，所述海底配电装置可以根据模块化方法来布置，从而改进其整体可靠性并且显著促进可能的维护干预。根据专利技术，集中式储能单元20包括用于存储电能的一个或多个存储器件25。存储器件25有利地以存储向电子装备11、12馈送所需的电能(例如高达20000焦耳)的方式配置，所述电子装备11、12可操作地与集中式存储单元20相关联。优选地，存储器件25是存储电容器。电能的电容存储的采用(而不是使用电池)代表专利技术的另一个重要方面，其允许完全克服传统可靠性问题(例如有限的操作寿命，对振动和温度变化的高灵敏度等等)，所述传统可靠性问题源自海底环境中电池的使用。集中式储能单元20与电源50电气地连接，并且适于从后者接收低压等级的电力以对存储器件25充电。集中式储能单元20与电子装备11、12电气地连接，并且适于向所述电子装备馈送低压等级的电力，所述电力从存储器件25吸收，换言之，通过消耗由存储器件25提供的电力。更特别地，集中式储能单元20适于向电子装备11、12提供低压电力供应V2、V3(优选地可调节)。根据专利技术的实施例，集中式储能单元20包括以级联地电气连接的多个电子模块。优选地，集中式储能单元20包括储能模块29，所述储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底配电装置(1)，包括：‑一个或多个中压开关设备(70)，与电源(50)和一个或多个电负载(60)电气地连接，所述开关设备适于将中压电力供应(V0)切换到所述电负载；‑可操作地与所述开关设备相关联的电子装备(11、12)，用于管理所述开关设备的操作，所述电子装备配置为接收低压电力供应；其特征在于，所述海底配电装置(1)包括至少集中式储能单元(20)，所述集中式储能单元(20)包括用于存储电能的一个或多个存储器件(25)，其中所述集中式储能单元适于从所述电源(50)接收电力以对所述存储器件充电，其中所述集中式储能单元适于通过消耗由所述存储器件提供的电力来向所述电子装备提供电力供应(V2、V3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.27 EP 16176344.61.一种海底配电装置(1)，包括：-一个或多个中压开关设备(70)，与电源(50)和一个或多个电负载(60)电气地连接，所述开关设备适于将中压电力供应(V0)切换到所述电负载；-可操作地与所述开关设备相关联的电子装备(11、12)，用于管理所述开关设备的操作，所述电子装备配置为接收低压电力供应；其特征在于，所述海底配电装置(1)包括至少集中式储能单元(20)，所述集中式储能单元(20)包括用于存储电能的一个或多个存储器件(25)，其中所述集中式储能单元适于从所述电源(50)接收电力以对所述存储器件充电，其中所述集中式储能单元适于通过消耗由所述存储器件提供的电力来向所述电子装备提供电力供应(V2、V3)。2.如权利要求1所述的海底配电装置，其特征在于，所述集中式储能单元(20)包括：-第一电子模块(21)，所述第一电子模块(21)配置为从所述电源(50)接收第一馈电电压(V1)并提供输入电压(VIN)；-储能模块(29)，所述储能模块(29)包括所述存储器件(25)；-第二电子模块(22)，所述第二电子模块(22)配置为从所述第一电子模块接收所述输入电压(VIN)，并向所述储能模块提供充电电压(VC)以对所述存储器件(25)充电，所述第二电子模块配置为通过消耗由所述存储器件提供的电力来向所述电子装备(11、12)提供第二馈电电压(V2)。3.如权利要求3所述的海底配电装置，其特征在于，所述第二电子模块(22)与所述海底配电装置的第一电子装备(11)电气地连接以向所述第一电子装备馈送所述第二馈电电压(V2)。4.如权利要求4所述的海底配电装置，其特征在于，所述第一电子装备(11)包括可操作地与所述开关设备(70)相关联的多个电力和控制单元。5.如权利要求2至4中的一项所述的海底配电装置，其特征在于，所述集中式储能单元(20)包括第三电子模块(23)，所述第三电子模块(23)包括：-第一电子级(231)，所述第一电子级(231)配置为从所述第二电子模块接收所述第二馈电电压(V2)，并提供第三馈电电压(V3)；-第二电子级(232)，所述第二电子级(232)与所述海底配电装置的至少辅助电力供应单元(40)和第二装备(12)电气地连接，其中所述第二电子级配置为在当所述辅助电力供应单元活动时的第一电路配置(A)和当所述辅助电力供应单元不活动时的第二电路配置(B)之间可逆地切换，在所述第一电路配置(A)处，第二电子级从所述辅助电力供应单元(40)接收所述第三馈电电压并向所述第二电子装备提供所述第三馈电电压，在所述第二电路配置(B)处，所述第二电子级从所述第一电子级接收所述第三馈电电压并向所述第二电子装备提供所述第三馈电电压。6.如权利要求5所述的海底配电装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·迪马奥，D·S·彻瓦尔，P·A·弗坦，M·特斯塔，J·贡纳，K·T·汉森，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH