风力发电机组制造技术

本公开提供一种风力发电机组。该风力发电机组包括轮毂、机舱、塔架、变流器以及第一浪涌保护器，轮毂内设置有第一类电气柜，机舱内设置有发电机以及第二类电气柜，变流器的信号线缆和电源线缆分别经由第一浪涌保护器接地，其中，在轮毂和机舱内，第一类电气柜的外部和第二类电气柜的外部处于LPZ1防雷分区，第一类电气柜的内部和第二类电气柜的内部处于LPZ2

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组


[0001]本公开总体说来涉及风电领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组。

技术介绍

[0002]风力发电机组(也可简称为风机、机组或风电机组)为安装在野外的高耸构筑物，雷击概率较高。风机遭受雷击后，雷电流会经过风机的大部分部件。风机内的电气系统/设备(包括主控、变桨、变流器等)较多，这些电气设备由成百上千个电气、电子元器件组成，由于其工作电压低，对过电压、过电流的耐受能力相对弱，因此雷击造成的损坏中，电气设备占比最高。
[0003]目前对于风电机组内的电气系统或设备的防雷保护基本是在电气柜的进线处安装浪涌保护器(也称为电涌保护器)，但是缺少全局考虑，出现了以下两种情况：一是对部分电气设备的保护不足，例如电气柜仅使用浪涌保护器，未考虑其他防雷措施；机舱外的设备接入电气柜时，未使用I类测试的产品；除冰控制柜安装在了LPZ0防雷分区，风险较大；二是对部分电气设备采取了过保护，增加成本，例如，机舱内布置的多个柜体间采用了屏蔽线缆，还在每个柜体内安装浪涌保护器。
[0004]此外，随着高压发电机机型、E
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TOP机型、箱变内置机组等的应用，避雷器也越来越多的应用在风机内，但普遍仅考虑环网柜处的防雷保护，变压器、高压发电机等均不配置，这样对于部分电气设备缺少保护，容易造成设备损坏。

技术实现思路

[0005]本公开的目的之一在于提供一种具有改善的防雷能力的风力发电机组。
[0006]根据本公开的第一方面，一种风力发电机组包括轮毂、机舱、塔架、变流器和第一浪涌保护器，轮毂内设置有第一类电气柜，机舱内设置有发电机以及第二类电气柜，变流器的信号线缆和电源线缆分别经由第一浪涌保护器接地，其中，在轮毂和机舱内，第一类电气柜的外部和第二类电气柜的外部处于LPZ1防雷分区，第一类电气柜的内部和第二类电气柜的内部处于LPZ2
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n防雷分区，第一类电气柜或第二类电气柜包括用于变桨测试的轮毂测控柜和用于除冰的除冰控制柜中的至少一者。
[0007]轮毂测控柜和除冰控制柜中的至少一者可设置在机舱的底座内，底座连接到塔架。
[0008]连接在第一类电气柜之间线缆可为屏蔽线缆，并且连接在第一类电气柜之间的线缆可处于LPZ1防雷分区。
[0009]第一类电气柜还可包括第一变桨柜、第二变桨柜和第三变桨柜，连接第一变桨柜、第二变桨柜、第三变桨柜和轮毂测控柜的线缆为屏蔽线缆，风力发电机组还包括第二浪涌保护器，第一变桨柜、第二变桨柜、第三变桨柜和轮毂测控柜中的至多三者的线缆通过第二浪涌保护器接地。
[0010]第一变桨柜、第二变桨柜、第三变桨柜和轮毂测控柜中的仅一者的线缆可通过第
二浪涌保护器接地，并且连接第一变桨柜、第二变桨柜、第三变桨柜和轮毂测控柜四者的信号线缆或电源线缆的长度不超过十米。
[0011]第二类电气柜可包括用于自身耗电设备的供电的机舱配电柜和用于自身耗电设备的控制的机舱控制柜，风力发电机组还可包括第三浪涌保护器和第四浪涌保护器，机舱配电柜的线缆和机舱控制柜的线缆分别经由第三浪涌保护器和第四浪涌保护器接地。
[0012]连接在机舱配电柜与第一类电气柜之间的线缆、连接在机舱控制柜与第一类电气柜之间的线缆以及连接在机舱控制柜与机舱配电柜之间的线缆均可为屏蔽线缆并且采用两端环形接地。
[0013]风力发电机组还可包括变压器和第一避雷器，第一避雷器设置在变压器的高压侧。
[0014]风力发电机组还可包括变压器、第二避雷器和第五浪涌保护器，变压器的输出电力经由设置在塔架内的环网柜向电网输送，环网柜内的输电线缆经由第五浪涌保护器接地，并且第二避雷器设置在输电线缆上。
[0015]塔架的底部可设置有第三类电气柜，第三类电气柜可包括主控柜和变流柜，主控柜的内部设置有与其他风力发电机组的控制器或风电场控制器交互的主控制器，变流器设置在变流柜中，风力发电机组还可包括第六浪涌保护器，主控柜的信号线缆和电源线缆均可为屏蔽线缆并且经由第六浪涌保护器接地。
[0016]连接在第二类电气柜与第三类电气柜之间的信号线缆中的至少一部分信号线缆可为光缆，主控制器可与其他风力发电机组的控制器或风电场控制器交互的线缆为铠装光缆，铠装光缆包括由内向外依次设置的金属加强芯、铝带、防水层、钢铠层和护套，其中，金属加强芯、铝带和钢铠层上分别缠绕有等电位线。
[0017]风力发电机组还可包括设置在机舱的外部且位于LPZ0防雷分区的航空障碍灯和测风系统，航空障碍灯和测风系统进入机舱的线缆均为屏蔽线缆并且采用两端环形接地，风力发电机组还包括第一笼式防护装置和第二笼式防护装置，航空障碍灯设置在第一笼式防护装置中，测风系统设置在第二笼式防护装置中。
[0018]连接第一类电气柜、第二类电气柜和第三类电气柜中的至少一者中的两个电气部件的线缆可布置在两个电气部件的相同侧。
[0019]本公开使用屏蔽/布线、隔离、等电位连接/接地等，减少浪涌保护器、避雷器的使用，使总体成本降低。
附图说明
[0020]通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本公开示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0021]图1是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的防雷分区划分的示意图；
[0022]图2是示出根据本公开的第一实施例的风力发电机组的示意图；
[0023]图3是示出根据本公开的第二实施例的风力发电机组的示意图；
[0024]图4是示出根据本公开的第三实施例的风力发电机组的示意图；
[0025]图5是示出根据本公开的第四实施例的风力发电机组的示意图；
[0026]图6是示出根据本公开的实施例的线缆跨分区连接的示意图；
[0027]图7是示出根据本公开的实施例的电气部件的布线的示意图；
[0028]图8是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的铠装光缆的示意图。
具体实施方式
[0029]下面的具体实施方式用以帮助获得对在此描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生或执行的操作之外，可进行等同替换或改变。此外，为了更加清楚和简明，将省略或简化本领域公知的内容的描述。
[0030]在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为限于在此描述的示例。
[0031]除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与由本公开所属领域的普通技术人员在理解本公开之后通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如，在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本公开中的含义一致的含义，并且不应被理想化或过于形式化地解释。
[0032]没有特殊说明，相同的标号一般是指相同的元素(例如，部件、步骤和方法)。在前的实施例中描述过的标号，在后的实施例中再次出现的，可将其省略。另外，不同或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组，其特征在于，包括：轮毂、机舱、塔架、变流器和第一浪涌保护器，所述轮毂内设置有第一类电气柜，所述机舱内设置有发电机以及第二类电气柜，所述变流器的信号线缆和电源线缆分别经由所述第一浪涌保护器接地，其中，在所述轮毂和所述机舱内，所述第一类电气柜的外部和所述第二类电气柜的外部处于LPZ1防雷分区，所述第一类电气柜的内部和所述第二类电气柜的内部处于LPZ2
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n防雷分区，所述第一类电气柜或所述第二类电气柜包括用于变桨测试的轮毂测控柜和用于除冰的除冰控制柜中的至少一者。2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述轮毂测控柜和所述除冰控制柜中的至少一者设置在所述机舱的底座内，所述底座连接到所述塔架。3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组，其特征在于，连接在所述第一类电气柜之间线缆为屏蔽线缆，并且连接在所述第一类电气柜之间的线缆处于LPZ1防雷分区。4.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一类电气柜还包括第一变桨柜、第二变桨柜和第三变桨柜，连接所述第一变桨柜、所述第二变桨柜、所述第三变桨柜和所述轮毂测控柜的线缆为屏蔽线缆，所述风力发电机组还包括第二浪涌保护器，所述第一变桨柜、所述第二变桨柜、所述第三变桨柜和所述轮毂测控柜中的至多三者的线缆通过所述第二浪涌保护器接地。5.根据权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一变桨柜、所述第二变桨柜、所述第三变桨柜和所述轮毂测控柜中的仅一者的线缆通过所述第二浪涌保护器接地，并且连接所述第一变桨柜、所述第二变桨柜、所述第三变桨柜和所述轮毂测控柜四者的信号线缆或电源线缆的长度不超过十米。6.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述第二类电气柜包括用于自身耗电设备的供电的机舱配电柜和用于自身耗电设备的控制的机舱控制柜，所述风力发电机组还包括第三浪涌保护器和第四浪涌保护器，所述机舱配电柜的线缆和所述机舱控制柜的线缆分别经由所述第三浪涌保护器和所述第四浪涌保护器接地。7.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，连接在所述机舱配电柜与所述第一类电气柜之...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，雷现永，汪萍萍，史正勇，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：