一种专用于海上风电的72.5kV环网柜制造技术

一种专用于海上风电的72.5kV环网柜，属于电力开关技术领域，克服了35kV的环网柜由于电压等级的限制，无法应用到72.5kV系统，以及传统的高压气体绝缘开关设备和干燥空气绝缘高压气体绝缘开关设备漏气问题较大，维护和维修非常不方便的问题，特征是包括作为断路器气箱的上气箱和作为海缆连接气箱的下气箱,在上气箱的外部安装有第一密封式操作机构，在下气箱的外部安装有第二密封式操作机构和第三密封式操作机构，有益效果是一台环网柜同时实现了与发电机侧变压器连接和与风塔两侧海缆的环网连接，且结构紧凑，密封式操作机构避免了海上盐雾、潮湿环境对金属表面的腐蚀，满足了海上风电对电气设备的运输、安装和维护的要求。安装和维护的要求。安装和维护的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种专用于海上风电的72.5kV环网柜


[0001]本技术属于电力开关
，特别涉及一种专用于海上风电的72.5kV环网柜。

技术介绍

[0002]海上风电作为一种清洁能源，近年来有了很大的发展，装机容量逐年增大，从过去的2兆瓦逐步发展到8兆瓦、12兆瓦。海上风电所用的环网柜，安装于风力发电塔内，适应海洋高盐雾、高潮湿的运行环境，除需要满足系统参数和接线要求外，由于塔身直径的限制，还要求安装在发电塔内的设备体积小、重量轻，易于安装和拆卸,设备拆卸后能从椭圆形塔门运出。
[0003]现有应用于海上风电的开关设备分为三种：
[0004]第一种是传统的35kV的环网柜，当装机容量较小时，与风力发电机配套的开关设备通常为35kV的环网柜，如申请号为CN201020672980.7 的技术公开的“一种组装式风电用35kV环网柜”，该技术由前侧板、中侧板、后侧板、上侧板、横梁、竖梁组成基本柜体框架，由眉头、仪表门、计数器面板、前门、左面板、右面板组成环网柜的正面，由上盖板、下盖板和后封板封闭整个环网柜；该技术采用完全拼装的组装式积木结构，保持其各个部件均能自由出入风力发电塔塔筒门，组合后的柜体满足风力发电塔小安装空间、方便安装及快速更换故障部件的要求，适用于额定电压为35kV的系统。这种与风力发电机配套的35kV的环网柜，在小装机容量的风塔内是比较经济的，但是，在海上风电领域，随着装机容量的不断增大，远海深水风场的逐步开发，为了更好的优化系统成本，对于7兆瓦及以上的风力发电机，最经济的运行电压为72.5kV, 且额定电流最大为1250A，开断电流最大为25kA，传统的35kV的环网柜由于电压等级的限制，无法应用到72.5kV系统。因此需要研发满足7兆瓦及以上的专用于海上风电的72.5kV环网柜。
[0005]第二种是传统的高压气体绝缘开关设备（GIS），经结构改型和海上环境适应性设计后，应用到海上风电系统，虽然电压等级能满足要求，但由于这种GIS产品采用SF6气体绝缘断路器，设备内部气体压力较高（0.6～0.7MPa）,漏气问题较大。由于7兆瓦以上的风力发电机组一般都在远海,因此维护和检修的方便性、及时性很差且费用昂贵，一旦漏气,产品将失去功能,会对发电机的连续运行产生较大的影响。此外，当使用以SF6气体为绝缘和灭弧介质的室内开关在使用过程中发生泄漏时，泄漏出来的SF6气体及其分解物会往室内低层空间积聚，且不易散发，造成局部缺氧和带毒，对进入室内的检修及巡视人员的安全构成严重危险，因此，传统的高压气体绝缘开关设备（GIS）在整个使用生命周期内都需要小心处理，以避免SF6气体泄漏到大气中。为了能够对环网柜中的SF6气体是否泄漏进行检测并进行导流处理，从而保证风力发电机组的正常运行和工作人员的生命安全。申请号为CN201920300516.6 的技术公开了“一种海上风电机组环网柜六氟化硫气体泄漏的导流装置”，该技术包含监测单元、控制单元、供电单元、导流执行单元，所述监测单元、导流执行单元分别安装在装有环网柜的塔筒内，控制单元安装在塔筒外，供电单元为各器件
提供电源，控制单元分别与监测单元、导流执行单元相连。该技术的导流装置在环网柜内对SF6气体进行实施监测，发生泄漏时具有有效的导流功能。但是，该技术只能够对环网柜中的SF6气体是否泄漏进行检测，并进行导流处理，从而保证了工作人员的生命安全，但是不能保证不漏气，因此不能保证风力发电机组的正常运行。
[0006]第三种是采用真空断路器的干燥空气绝缘的高压气体绝缘开关设备（GIS），这种产品由于采用的是绝缘能力较弱的干燥空气（79.5% N2+ 20.5% O2）作为绝缘介质,环保性能比第二种产品优越，但是，即使采用了真空断路器,设备内部气体压力仍然较高（0.6MPa左右）,漏气的可能性仍然较大, 维护和维修也非常不方便,一旦漏气,将会遇到与第二种产品同样的问题，使产品失去功能,对发电机的连续运行产生较大的影响。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的问题是克服现有技术的不足之处与缺陷，提供一种既满足7兆瓦及以上海上风电参数、结构和环保的要求,又能适应海上盐雾、潮湿环境，并能实现免维护、减少运维成本、保证运行连续性的一种专用于海上风电的72.5kV环网柜。
[0008]本技术采用的技术方案包括作为断路器气箱的上气箱和作为海缆连接气箱的下气箱,所述上气箱采用的上焊接箱体和下气箱采用的下焊接箱体固定连接后安装在柜体外壳上；所述上气箱为三相式结构，每相包括第一电缆连接套管、2个第一支柱绝缘子、上三位置开关、真空断路器和上母线连接器套管，所述下气箱为三相式结构，每相包括第一快速接地开关、3个第二支柱绝缘子、第一下三位置开关、2个第二电缆连接套管、第二下三位置开关、第二快速接地开关和下母线连接器套管，所述第一电缆连接套管安装在上气箱的内部，其端部伸出上气箱的外部与电缆连接，在电缆上套装有电流互感器，位于上气箱内的第一电缆连接套管通过长连接母线与上三位置开关固定连接，同时，第一支柱绝缘子的下端与上三位置开关固定连接，第一支柱绝缘子的上端通过螺钉与上气箱固定连接，从而将上三位置开关水平固定，所述真空断路器水平安装在上气箱的内部，真空断路器的后出线端通过短连接母线与上三位置开关的静触头连接，真空断路器的前出线端与上母线连接器套管连接，在所述上气箱的外部左侧安装有第一密封式操作机构，所述第一密封式操作机构为真空断路器及上三位置开关的操作机构，按照操作指令分别操作上三位置开关和真空断路器的分合闸，从而实现主回路电流的开合；所述2个第二电缆连接套管安装在下气箱内，并分别位于下气箱内部的左侧和右侧，所述第二电缆连接套管每相2个，3相共有6个，第二电缆连接套管的端部伸出下气箱的外部分别与左侧的海缆和右侧的海缆连接，在海缆上也套装有电流互感器，位于下气箱内左侧的第二电缆连接套管通过L形连接母线与第一下三位置开关固定连接，并作为第一下三位置开关的支撑，所述第一快速接地开关位于第一下三位置开关的上部并与其固定连接，同时，第一快速接地开关通过第二支柱绝缘子固定在下气箱上，在所述下气箱的外部左侧固定安装有第二密封式操作机构，所述第二密封式操作机构为第一快速接地开关及第一下三位置开关的操作机构，按照操作指令分别操作第一快速接地开关和第一下三位置开关的分合闸，从而实现主回路电流的开合；位于下气箱右侧的第二电缆连接套管通过L形连接母线与第二下三位置开关固定连接，并作为第二下三位置开关的支撑，所述第二快速接地开关位于第二下三位置开关的上部并与其固定连接，同时，第二快速接地开关通过第二支柱绝缘子固定在下气箱上，在所述下气箱的外部右
侧固定安装有第三密封式操作机构，所述第三密封式操作机构为第二快速接地开关及第二下三位置开关的操作机构，按照操作指令分别操作第二快速接地开关和第二下三位置开关分合闸，从而实现主回路电流的开合，在所述上气箱的上焊接箱体上通过螺钉连接上母线连接器套管，在所述下气箱的下焊接箱体上通过螺钉连接下母线连接器套管，在上母线连接器套本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种专用于海上风电的72.5kV环网柜，包括作为断路器气箱的上气箱（29）和作为海缆连接气箱的下气箱（30），所述上气箱（29）采用的上焊接箱体（3）和下气箱（30）采用的下焊接箱体（5）固定连接后安装在柜体外壳（11）上；所述上气箱（29）为三相式结构，每相包括第一电缆连接套管（9
‑
1）、2个第一支柱绝缘子（16
‑
1）、上三位置开关（1）、真空断路器（2）和上母线连接器套管（15），所述下气箱（30）为三相式结构，每相包括第一快速接地开关（6）、3个第二支柱绝缘子（16
‑
2）、第一下三位置开关（8）、2个第二电缆连接套管（9
‑
2）、第二下三位置开关（21）、第二快速接地开关（20）和下母线连接器套管（14），其特征在于，所述第一电缆连接套管（9
‑
1）安装在上气箱（29）的内部，其端部伸出上气箱（29）的外部与电缆（17）连接，在电缆（17）上套装有电流互感器（12），位于上气箱（29）内的第一电缆连接套管（9
‑
1）通过长连接母线（18）与上三位置开关（1）固定连接，同时，第一支柱绝缘子（16
‑
1）的下端与上三位置开关（1）固定连接，第一支柱绝缘子（16
‑
1）的上端通过螺钉与上气箱（29）固定连接，从而将上三位置开关（1）水平固定，所述真空断路器（2）水平安装在上气箱（29）的内部，真空断路器（2）的后出线端通过短连接母线（19）与上三位置开关（1）的静触头连接，真空断路器（2）的前出线端与上母线连接器套管（15）连接，在所述上气箱（29）的外部左侧安装有第一密封式操作机构（4），所述第一密封式操作机构（4）为真空断路器（2）及上三位置开关（1）的操作机构，按照操作指令分别操作上三位置开关（1）和真空断路器（2）的分合闸，从而实现主回路电流的开合；所述2个第二电缆连接套管（9
‑
2）安装在下气箱（30）内，并分别位于下气箱（30）内部的左侧和右侧，所述第二电缆连接套管（9
‑
2）每相2个，3相共有6个，第二电缆连接套管（9
‑
2）的端部伸出下气箱（30）的外部分别与左侧的海缆（10）和右侧的海缆（10）连接，在海缆（10）上也套装有电流互感器（12），位于下气箱（30）内左侧的第二电缆连接套管（9
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2）通过L形连接母线（28）与第一下三位置开关（8）固定连接，并作为第一下三位置开关（8）的支撑，所述第一快速接地开关（6）位于第一下三位置开关（8）的上部并与其固定连接，同时，第一快速接地开关（6）通过第二支柱绝缘子（16
‑
2）固定在下气箱（30）上，在所述下气箱（30）的外部左侧固定安装有第二密封式操作机构（7），所述第二密封式操作机构（7）为第一快速接地开关（6）及第一下三位置开关（8）的操作机构，按照操作指令分别操作第一快速接地开关（6）和第一下三位置开关（8）的分合闸，从而实现主回路电流的开合；位于下气箱（30）内右侧的第二电缆连接套管（9
‑
2）通过L形连接母线（28）与第二下三位置开关（21）固定连接，并作为第二下三位置开关（21）的支撑，所述第二快速接地开关（20）位于第二下三位置开关（21）的上部并与其固定连接，同时，第二快速接地开关（20）通过第二支柱绝缘子（16
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2）固定在下气箱（30）上，在所述下气箱（30）的外部右侧固定安装有第三密封式操作机构（22），所述第三密封式...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾延超，国世峥，关键，蔡强，李丹，杨斯文，
申请(专利权)人：沈阳华德海泰电器有限公司，
类型：新型
国别省市：