專(zhuān)利名稱(chēng)：海上變電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適應(yīng)海上特殊環(huán)境的海 上變電站。
背景技術(shù)：
隨著可持續(xù)發(fā)展理論的深入貫徹，綠色能源技術(shù)得到了前所未有的重視。 在風(fēng)力資源豐富的海面上建造風(fēng)力發(fā)電廠一直是電力技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。但 由于海洋的特殊環(huán)境，給變電站的建造帶來(lái)很多技術(shù)難題。
具體如，由于海上鹽霧水汽較陸地上要大得多，鹽霧水汽對(duì)于電站設(shè)備的 外殼腐蝕也比陸地上嚴(yán)重得多。根據(jù)鹽霧試驗(yàn)，鹽霧對(duì)變壓器等鐵質(zhì)設(shè)備腐蝕 非常明顯。這種腐蝕，不僅影響到設(shè)備的使用壽命，也嚴(yán)重影響了作業(yè)的安全 性和可靠性。特別是法蘭、閥門(mén)等零部件的防腐措施比較復(fù)雜，腐蝕后的及時(shí) 巡檢、更換都非常麻煩，這些都給電力生產(chǎn)和電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)很大的安全隱患。
雖然，將不耐鹽霧腐蝕的設(shè)備安裝在封閉環(huán)境中可以較好地解決鹽霧對(duì)電 站中鐵質(zhì)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，但封切的運(yùn)行環(huán)境與變電設(shè)備的通風(fēng)散熱要求又形 成一對(duì)矛盾。
另外，在海面上建造變電站的工程對(duì)設(shè)備的運(yùn)輸、裝配等技術(shù)都提出了新 的要求。
因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種防鹽霧腐蝕能力好、通風(fēng)散熱符 合要求的變電站。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種 防鹽霧腐蝕能力好、通風(fēng)散熱符合要求的海上變電站。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種海上變電站，包括海上承臺(tái)，所 述海上承臺(tái)上固定設(shè)置變壓器模塊、配電設(shè)備模塊、輔助設(shè)備模塊及戶外設(shè)備 模塊；所述變壓器模塊包括設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的變壓器本體及高壓配電裝 置；所述配電設(shè)備模塊包括設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的GIS設(shè)備、站用變壓器、接 地變壓器。
在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式中，所述高壓配電裝置中的高壓GIS設(shè)備可 以通過(guò)油氣套管與所述變壓器本體連接，以使變壓器本體無(wú)高壓外露部分，盡可能減少鹽霧對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的腐蝕。
在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式中，所述變壓器模塊、所述配電設(shè)備模塊、 所述輔助設(shè)備模塊及所述戶外設(shè)備模塊采用模塊拼接方式固定設(shè)置在所述海 上承臺(tái)上。
采用模塊化設(shè)計(jì)與拼接的結(jié)構(gòu)，有利于對(duì)不耐腐蝕的設(shè)備部件的封閉設(shè) 置，也有利于對(duì)涉及通風(fēng)散熱的設(shè)備部件的戶外設(shè)置，以較好地解決防腐蝕和 通風(fēng)散熱的矛盾，也有利于運(yùn)輸和安裝。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一 步說(shuō)明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。


圖1是本實(shí)用新型一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1所示具體實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
通常地，海上變電站的站內(nèi)一般要配置高低壓配電裝置、升壓主變壓器、 動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置、保安電源、站內(nèi)自用變等設(shè)備。海上承臺(tái)的周邊還應(yīng)留有 運(yùn)行維護(hù)人員從船艇上登陸的設(shè)施。
由于變電站建造在海面上，容易受到大風(fēng)和海浪沖擊，為了減少對(duì)海上平 臺(tái)的強(qiáng)度要求， 一般盡可能降低海上變電站的高度。
本具體實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的終期規(guī)模為1500MW，需建設(shè)750臺(tái)2匿 等級(jí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)規(guī)模和場(chǎng)址位置，在海面上建造 風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站，最終通過(guò)220kV海纜敷設(shè)至海岸就近接入電網(wǎng)。升壓變電 站分為終端變電站及中心變電站，連接各區(qū)域風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的多個(gè)220kV終端 站均先接入中心站220kV母線，然后通過(guò)海纜送出入網(wǎng)。
圖l、圖2是本實(shí)用新型一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，海上承臺(tái)IO 上固定設(shè)置有變壓器模塊20、配電設(shè)備模塊30、輔助設(shè)備模塊40及戶外設(shè)備 模塊50。
海上承臺(tái)10需要根據(jù)變電站的規(guī)模及使用模塊數(shù)量進(jìn)行設(shè)計(jì)?？紤]到海 上風(fēng)速較大，變電站造成為平頂模式，以減少風(fēng)力對(duì)變電站的影響，同時(shí)也方 便在變電站頂部設(shè)置直升機(jī)升降平臺(tái)。
變壓器模塊20包括設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的變壓器本體21及高壓配電裝置 22。變壓器本體21固定在鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，周?chē)O(shè)檔油坎。模塊外部封閉鋼結(jié) 構(gòu)和變壓器本體可在變壓器工程安裝完畢，作為一個(gè)單元運(yùn)輸，高壓GIS設(shè)備 可分開(kāi)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝，變壓器到現(xiàn)場(chǎng)注油。
4當(dāng)海上變電站設(shè)置一臺(tái)主變壓器時(shí)，高壓側(cè)采用線路變壓器組接線，低壓 側(cè)采用單母線接線型式。
變電低壓側(cè)采用35kV電壓等級(jí)。
高壓側(cè)如采用llOkV電壓等級(jí)，則變壓器的容量可為63MVA或90MVA。選 擇這兩個(gè)容量，主要考慮到63MVA和90MVA變壓器是陸上變電站常用的變壓 器，制造技術(shù)成熟，送出的110kV電纜截面適中、技術(shù)成熟，經(jīng)濟(jì)性較好，考 慮到海纜敷設(shè)的費(fèi)用，宜選擇截面較大的電纜及容量較大的變壓器。
海上變電站由于進(jìn)出采用電纜連接，需根據(jù)電纜長(zhǎng)度等核算無(wú)功補(bǔ)償，視 計(jì)算結(jié)果確定是否配置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。對(duì)于海上變電站宜不配置或少配置無(wú)功 補(bǔ)償設(shè)備。對(duì)于220kV或110kV送出較長(zhǎng)的電纜可在登陸的第一個(gè)變電站內(nèi)設(shè) 置電抗器補(bǔ)償。
在其他實(shí)施例中，高壓側(cè)如采用220kV電壓等級(jí)，則變壓器的容量宜采用 180MVA。選擇這一容量，主要考慮到18畫(huà)VA變壓器是陸上變電站常用的220kV 變壓器，制造技術(shù)成熟，送出的220kV電纜截面適中、技術(shù)成熟，經(jīng)濟(jì)性較好， 同時(shí)對(duì)于35kV的GIS設(shè)備其額定電流最大為3150A，所以采用18畫(huà)VA變壓器 也是與之匹配的。
在其他實(shí)施例中，當(dāng)海上變電站設(shè)置2臺(tái)主變壓器時(shí)，高壓側(cè)采用線路變 壓器組接線，低壓側(cè)采用單母線分段接線型式。
變電低壓側(cè)采用35kV電壓等級(jí)，采用GIS設(shè)備后可靠性較高，所以采用 單母線分段，在故障時(shí)通過(guò)合分段，轉(zhuǎn)移負(fù)荷。
高壓側(cè)由于采用電纜，在電纜中預(yù)留2倍的輸送容量。采用橋接線，使一 臺(tái)變壓器故障時(shí)線路能帶2臺(tái)變壓器的容量，顯然不夠經(jīng)濟(jì)，所以一般考慮一 條電纜線路足夠輸送一臺(tái)主變的容量，采用線路變壓器組接線時(shí)最佳的選擇。 同時(shí)采用線路變壓器組接線布置也比較方便。故對(duì)設(shè)2臺(tái)變壓器的變電站，高 壓側(cè)宜采用線路變壓器組接線。
升壓主變壓器是海上變電站的主要設(shè)備，也是最重要的設(shè)備。本實(shí)用新型 中，設(shè)置在海面上的主變壓器采用水平分體式變壓器，變壓器本體21封閉在 密封的變電站房間內(nèi)，降低鹽霧對(duì)設(shè)備的腐蝕。采用水平分體是經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì) 的方案。水平分體可使變壓器油枕布置在室內(nèi)，減少腐蝕影響。如散熱器布置 在上面，則需上設(shè)油枕；布置在下面，則散熱效果較差。
散熱器設(shè)置為戶外設(shè)備模塊50，布置在戶外，以便散熱。散熱器片表面涂 抹防腐蝕油漆，同時(shí)做到多組備用，即使調(diào)換部分組散熱器亦不影響變壓器的 運(yùn)行。
高壓配電裝置22中的高壓GIS設(shè)備可以通過(guò)油氣套管與變壓器本體21連 接，以使變壓器本體21無(wú)高壓外露部分。220kV及l(fā)lOkV設(shè)備應(yīng)選擇六氟化硫封閉式組合電器(GIS)設(shè)備。GIS設(shè) 備是把斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、接地開(kāi)關(guān)、互感器、出線套管或電纜終端頭 等分別裝在各自密封間中集中組成一個(gè)整體外殼充以六氟化硫氣體作為絕緣 介質(zhì)。GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊體積小重量輕不受大氣條件影響，檢修間隔長(zhǎng)，無(wú)觸 電事故和電噪聲干擾等優(yōu)點(diǎn)。海上變電站的220kV和110kV GIS設(shè)備采用戶外 型，但布置在戶內(nèi)。根據(jù)鹽霧試驗(yàn)，鹽霧對(duì)GIS等鋁合金設(shè)備也有腐蝕，但通 過(guò)實(shí)驗(yàn)，按照戶外或鹽霧地區(qū)嚴(yán)格的抗腐蝕要求處理外殼和涂油漆后，可以符 合設(shè)計(jì)要求。
配電設(shè)備模塊30包括設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的GIS設(shè)備31、站用變壓器32、 接地變壓器33。將35kV GIS設(shè)備、站用變壓器、接地變和接地電阻布置在配 電設(shè)備模塊中，模塊為封閉鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分二層，上層布置設(shè)備，下層為電纜 通道。
輔助設(shè)備模塊40為封閉的鋼結(jié)構(gòu)型式，成標(biāo)準(zhǔn)尺寸封閉結(jié)構(gòu)箱體，類(lèi)似
集裝箱，根據(jù)功能布置不同設(shè)備，主要包括
1) 控制設(shè)備室輔助模塊41:放置保護(hù)監(jiān)控設(shè)備和人員值班。
2) 輔助電源輔助模塊42:放置交直流電源。
3) 保安電源輔助模塊43:放置柴油發(fā)電機(jī)，配電屏和儲(chǔ)存油料。
4) 消防設(shè)施輔助模塊放置消防設(shè)備。
5) 生活設(shè)備輔助模塊44:放置生活設(shè)施，休息室，衛(wèi)生間，廚房等，設(shè) 置在控制設(shè)備室輔助模塊41、輔助電源輔助模塊42、保安電源輔助模塊43等 的上層。
海上變電站遠(yuǎn)離大陸，變電站站用電源的安全非常重要，由于變電站站變 電源取自自己的電壓母線，當(dāng)送出線故障跳閘后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)亦會(huì)保護(hù)性切機(jī)， 可能引起站用電失電，影響變電站安全，因此需設(shè)保安電源輔助模塊。保安電 源輔助模塊按常規(guī)選擇柴油發(fā)電機(jī)，站內(nèi)設(shè)置能連續(xù)運(yùn)行2小時(shí)油量的油庫(kù)。 同時(shí)站內(nèi)設(shè)置足夠的直流蓄電池容量，運(yùn)行到外部系統(tǒng)恢復(fù)或救援到達(dá)。
戶外設(shè)備模塊50，放置必須放在外部的設(shè)備，如變壓器散熱器，具有一定 遮陽(yáng)，擋風(fēng)雨功能。
通過(guò)上述模塊的拼接，完成海上風(fēng)電變電站的組裝。上述模塊亦可根據(jù)變 電站的規(guī)模進(jìn)行拼接。
以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因 此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏 輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實(shí)用新型的權(quán)利 要求保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種海上變電站，包括海上承臺(tái)，所述海上承臺(tái)上固定設(shè)置變壓器模塊、配電設(shè)備模塊、輔助設(shè)備模塊及戶外設(shè)備模塊；其特征在于所述變壓器模塊包括設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的變壓器本體及高壓配電裝置；所述配電設(shè)備模塊包括設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的GIS設(shè)備、站用變壓器、接地變壓器。
2、 如權(quán)利要求1所述的海上變電站，其特征在于所述輔助設(shè)備模塊包括 設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的控制設(shè)備室輔助模塊、輔助電源輔助模塊、保安 電源輔助模塊、消防電源輔助模塊及生活設(shè)備輔助模塊。
3、 如權(quán)利要求1所述的海上變電站，其特征在于所述高壓配電裝置中的 高壓GIS設(shè)備通過(guò)油氣套管與所述變壓器本體連接。
4、 如權(quán)利要求1所述的海上變電站，其特征在于所述變壓器模塊、所述 配電設(shè)備模塊、所述輔助設(shè)備模塊及所述戶外設(shè)備模塊采用模塊拼接方 式固定設(shè)置在所述海上承臺(tái)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種海上變電站，包括海上承臺(tái)，所述海上承臺(tái)上固定設(shè)置變壓器模塊、配電設(shè)備模塊、輔助設(shè)備模塊及戶外設(shè)備模塊；所述變壓器模塊包括設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的變壓器本體及高壓配電裝置；所述配電設(shè)備模塊包括設(shè)置在封閉鋼結(jié)構(gòu)中的GIS設(shè)備、站用變壓器、接地變壓器。本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)，使變電站的關(guān)鍵部件封閉在鋼結(jié)構(gòu)中，而將涉及通風(fēng)散熱的設(shè)備部件布置在戶外，較好地解決變電站在海上的防腐蝕和通風(fēng)散熱的矛盾，也有利于運(yùn)輸和安裝。
文檔編號(hào)H02B5/00GK201323400SQ200820157669
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者軍 葉, 池釗偉, 尊 龔 申請(qǐng)人:上海電力設(shè)計(jì)院有限公司