变流柜和发电设备的制作方法

1.本实用新型涉及变流柜技术领域，特别涉及一种变流柜和发电设备。


背景技术：

2.现有变流柜通常采用汇流铜排来实现其中电感组件与开关组件的接线，但这种接线方式会使得转接及汇流铜排的使用数量较多，以导致变流柜的成本较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种变流柜，旨在减少变流柜的成本。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的变流柜，所述变流柜包括：
5.柜体；
6.电感组件，安装于所述柜体中；
7.机侧开关，安装于所述柜体中，所述机侧开关的出线端朝向所述电感组件的进线端设置，所述机侧开关的出线端与所述电感组件的进线端电连接；以及，
8.网侧开关，安装于所述柜体中，所述网侧开关的进线端朝向所述电感组件的出线端设置，所述网侧开关的进线端与所述电感组件的出线端电连接。
9.可选地，所述电感组件包括：
10.机侧电感，所述机侧电感的进线端为所述电感组件的进线端；
11.网侧电感，所述网侧电感的进线端与所述机侧电感的出线端连接，所述网侧电感的出线端为所述电感组件的出线端。
12.可选地，所述柜体具有第一侧板、第二侧板、第一隔板和底板，所述第一侧板相对所述第二侧板设置，所述第一隔板具有相对所述底板的第一面，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第一隔板的第一面和底板合围形成第一容置腔；
13.所述机侧电感、所述网侧电感、所述网侧开关和所述机侧开关容置于所述第一容置腔中。
14.可选地，所述机侧电感和所述网侧电感安装于所述底板上。
15.可选地，所述柜体还具有顶盖，所述第一隔板还具有相对所述顶盖的第二面，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第一隔板的第二面和顶盖合围形成第二容置腔；
16.所述变流柜还包括：
17.机侧功率单元，所述机侧功率单元的进线端与所述机侧电感的出线端电连接；以及
18.网侧功率单元，所述网侧功率单元的进线端与所述机侧功率单元的出线端电连接，所述网侧功率单元的出线端与所述网侧电感的进线端连接；
19.所述机侧功率单元和所述网侧功率单元容置于所述第二容置腔中。
20.可选地，所述机侧功率单元和所述网侧功率单元安装于所述第一隔板的第二面上。
21.可选地，所述网侧功率单元的出线端与所述机侧功率单元的进线端之间连接有熔丝。
22.可选地，所述机侧电感、所述网侧电感、所述机侧开关、所述网侧开关、所述机侧功率单元和所述网侧功率单元组成一变流单元，所述变流单元的数量为多个，各所述变流单元并联设置。
23.本实用新型还提出一种发电设备，所述发电设备包括：
24.发电组件；以及
25.如上述的变流柜，所以变流柜与所述发电组件电连接。
26.可选地，所述发电组件为风力发电组件。
27.本实用新型技术方案通过采用柜体、电感组件、机侧开关和网侧开关组成变流柜，并将电感组件、机侧开关和网侧开关均安装于柜体中，且使机侧开关的出线端朝向电感组件的进线端设置，机侧开关的出线端与电感组件的进线端电连接，以及使网侧开关的进线端朝向电感组件的出线端设置，网侧开关的进线端与所述电感组件的出线端电连接。本实用新型变流柜通过将机侧开关的出线端和网侧开关的进线端分别朝向电感组件设置，也即安装于电感组件的相对前方，以使二者只需少量导体即可实现与电感组件的电连接，因而减少了转接及汇流铜排的数量，降低了成本，且充分利用了电感组件前方的空间，结构紧凑，有利于提高变流柜的功率密度。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本实用新型变流柜一实施例的侧视结构示意图；
30.图2为本实用新型变流柜一实施例的正视结构示意图；
31.图3为现有变流柜一实施例的结构示意图。
32.附图标号说明：
33.标号名称标号名称10柜体23导体11第一侧板24电缆12第二侧板30机侧开关13第一隔板40网侧开关14底板50机侧功率单元15顶盖60网侧功率单元20电感组件70熔丝21机侧电感s1第一容置腔22网侧电感s2第一容置腔
34.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
39.本实用新型提出一种变流柜。
40.参照图1至图3，在一实施例中，所述变流柜包括：
41.柜体10；
42.电感组件20，安装于所述柜体10中；
43.机侧开关30，安装于所述柜体10中，所述机侧开关30的出线端朝向所述电感组件20的进线端设置，所述机侧开关30的出线端与所述电感组件20的进线端电连接；以及，
44.网侧开关40，安装于所述柜体10中，所述网侧开关40的进线端朝向所述电感组件20的出线端设置，所述网侧开关40的进线端与所述电感组件20的出线端电连接。
45.本实施例中，柜体10可为多棱柱形结构或者平行多面体结构，本实施例以柜体10为直四棱柱结构，即长方体型结构为例进行解释说明。柜体10可具有容置腔，电感组件20、机侧开关30、网侧开关40均可安装于柜体10的容置腔中，其中，机侧开关30和网侧开关40可在容置腔中安装于电感组件20相对前方，需要说明的是，电感组件20、机侧开关30和网侧开关40均具有进线的一端和出现的一端，机侧开关30的出线端、网侧开关40的进线端可分别朝向电感组件20进线端和出线端设置，并可分与电感组件20进线端和出线端一一对应连接。换而言之，机侧开关30和网侧开关40可安装于电感组件20同一面的相对前方或者不同面的相对前方。电感组件20可通过相应的导体23分别与机侧开关30和网侧开关40电联接；机侧开关30和网侧开关40均可采用继电器、断路器、隔离开关或者熔断器等开关器件中的一种或多种组合来实现，在此不做限定。其中，机侧开关30为与发电组件连接的开关组件，机侧开关30用以接入发电组件输出的电能并由其出线端输出至电感组件20的进线端；网侧开关40可为与电网连接的开关组件，网侧开关40的进线端用以接入电感组件20出线端输出
的电能并经电缆24输出至电网，从而实现变流柜为电网供电的功能。
46.在现有变流柜中，机侧开关30或者网侧开关40通常设置于一电感组件20两侧中的一侧，以在电感组件20的数量为多个时，可通过将其余电感组件20设于另一侧，并通过大量转接及汇流铜排来实现机侧开关30或者网侧开关40与多个电感组件20的电连接。但这种设置方式使用的汇流铜排较多，导致变流柜成本较高，且占用空间较大，使得变流柜功率密度较低。本技术技术方案通过将机侧开关30的出线端和网侧开关40的进线端分别朝向电感组件20设置，也即安装于电感组件20的相对前方，以使机侧开关30和网侧开关40只需少量导体23即可实现与电感组件20的电连接，因而减少了转接及汇流铜排的数量，降低了成本，且充分利用了电感组件20前方的空间，结构紧凑，有利于提高变流柜的功率密度。
47.参照图1至图3，在一实施例中，所述电感组件20包括：
48.机侧电感21，所述机侧电感21的进线端为所述电感组件20的进线端；
49.网侧电感22，所述网侧电感22的进线端与所述机侧电感21的出线端连接，所述网侧电感22的出线端为所述电感组件20的出线端。
50.电感组件20可分为机侧电感21和网侧电感22，机侧电感的进线端21朝向机侧开关30的出线端设置，机侧电感的进线端21与网侧电感22的出线端连接，网侧电感22的出线端朝向网侧开关40设置。换而言之，机侧电感21的进线端和网侧电感22的出线端二者的朝向方向相反，机侧开关30的出线端和网侧开关40的进线端二者的朝向方向也相反。其中，机侧电感21为谐波抑制电感，用以接入机侧开关30输出的电能，并抑制电能中的谐波分量后输出至变流柜中的功率组件，以进行电能变换；网侧电感22为共模抑制电感，用以接入变流柜中功率组件所输出的电能，并抑制其中的共模分量后输出至网侧开关40，以提高输出电能的质量。如此设置，以使机侧开关30和网侧开关40可分别利用机侧电感21和网侧电感22前方的空间进行设置，有利于进一步提高降低变流柜成本并其提高功率密度。
51.参照图1至图3，在一实施例中，所述柜体具有第一侧板11、第二侧板12、第一隔板13和底板14，所述第一侧板13相对所述第二侧板12设置，所述第一隔板13具有相对所述底板14的第一面，所述第一侧板11、所述第二侧板12、所述第一隔板13的第一面和底板14合围形成第一容置腔s1；
52.所述机侧电感21、所述网侧电感22、所述网侧开关30和所述机侧开关40容置于所述第一容置腔s1中。
53.柜体10可具有一由多个，例如8个侧板合围形成的容置腔，每一侧板可分为位于容置腔的内侧面和背离容置腔的外侧面，每一侧板的内侧面可与至少一个其他侧板的内侧面相对设置。第一侧板11和第二侧板12可为在柜体10放置式时，多个侧板中沿垂直方向延伸或者沿水平方向延伸的两侧板，第一侧板11可与第二侧板12平行设置；第一隔板13可位于第一侧板11和第二侧板12之间，第一隔板13的两侧端可分别与第一侧板11的内侧面和第二侧板12的内侧面连接。在图1所示实施例中，第一侧板11和第二侧板12为沿垂直方向延伸的两侧板。底板14可位于柜体10的底部，用以为变流柜的放置提供支撑。此外，第一隔板13可相对底板14设置，并与底板14平行设置。需要说明的是，当柜体10采用，例如近梯形体等其他结构时，第一侧板11和第二侧板12还可为非平行设置，即第一侧板11和第二侧板12二者中的一者所在平面与另一者所在平面相交。
54.第一侧板11、第二侧板12、第一隔板13和底板14四者可为可拆卸连接；或者，一体
成型设置。第一侧板11的部分内侧面、第二侧板12的部分内侧面可与第一隔板13的第一面以及底板14的内侧面合围，以在变流柜的容置腔中形成第一容置腔s1，并将机侧电感21、网侧电感22、网侧开关30和机侧开关40容置其中。如此，机侧电感21和机侧开关30位于变流柜底部，相较于位于顶部而言，便于操作和维护，同时还可通过底板14走线设计来实现与发电组件的电连接，以避免顶部走线使得发电组件漏油容易渗漏至柜体10中进而引发安全事故，且在实际使用中机侧电感21和机侧开关30通常较重，如此设置还可使得变流柜的整体重心下移，有利于提高变流柜的稳定性。此外，由于网侧电感22和网侧开关40位于变流柜底部，相较于位于顶部而言，更便于操作和维护，同时还可通过底板14走线设计来实现与电网的电连接，以降低接线难度，且可进一步使得变流柜的整体重心下移，以进一步提高变流柜的稳定性。
55.进一步地，所述机侧电感21和所述网侧电感22安装于所述底板14上。
56.由于机侧电感21和所述网侧电感22重量较重，因而可将机侧电感21和所述网侧电感22安装于底板14的内侧面上，以使底板14直接为二者提供所需的支撑，安装方式可为螺钉所附等可拆卸连接方式或者焊接等固定连接方式，在此不做赘述。机侧开关30和网侧开关40则可通过安装支架分别安装于机侧电感21和所述网侧电感22的相对前方。
57.参照图1至图3，所述柜体还具有顶盖，所述第一隔板13还具有相对所述顶盖15的第二面，所述第一侧板11、所述第二侧板12、所述第一隔板13的第二面和顶盖15合围形成第二容置腔s2；
58.所述变流柜还包括：
59.机侧功率单元50，所述机侧功率单元50的进线端与所述机侧电感21的出线端电连接；以及
60.网侧功率单元60，所述网侧功率单元60的进线端与所述机侧功率单元50的出线端电连接，所述网侧功率单元60的出线端与所述网侧电感22的进线端连接；
61.所述机侧功率单元50和所述网侧功率单元60容置于所述第二容置腔s2中。
62.机侧功率单元50和网侧功率单元60为变流柜中的功率组件，可采用由igbt等功率开关器件构成的功率模块来实现。其中，机侧功率单元50的进线端，即其交流侧可经导体23接入机侧电感21输出的电能；网侧功率单元60的进线端，即其直流侧可经导体23接入机侧功率单元50输出的电能，而其网侧功率单元60的出线端，即其交流侧可经导体23输出电能至网侧电感22。
63.顶盖15可位于柜体10的顶部。从高度方向而言，第一隔板13可位于顶盖15和底板14之间，并分别间隔顶盖15和底板14一预设距离。在图1所示实施例中，顶盖15和第一隔板13均与底板14平行设置。
64.第一侧板11的部分内侧面、第二侧板12的部分内侧面可与第一隔板13的第二面以及顶盖15的内侧面合围，以在变流柜的容置腔中形成第二容置腔s2，并将机侧功率单元50和网侧功率单元60容置其中。换而言之，第一隔板13的第一面为远离顶盖15的一面，第一隔板13的第二面为靠近顶盖15的一面。如此，以充分利用机柜中第一容置腔s1上方的空间，即第二容置腔s2来设置机侧功率单元50和网侧功率单元60，有利于进一步提高空间利用率及功率密度。
65.进一步地，所述机侧功率单元50和所述网侧功率单元60安装于所述第一隔板13的
第二面上。
66.机侧功率单元50和网侧功率单元60安装于第一隔板13的第二面上，以使第一隔板13直接为二者提供所需的支撑，安装方式可为螺钉所附等可拆卸连接方式或者焊接等固定连接方式，在此不做赘述。
67.进一步地，所述网侧功率单元60的出线端与所述机侧功率单元50的进线端之间连接有熔丝70。
68.由于网侧功率单元60和机侧功率单元50二者的直流侧互相连接，因而存在机侧功率单元50输出过流导致网侧功率单元60损坏的风险。本技术技术方案通过在网侧功率单元60与机侧功率单元50之间连接有熔丝70，即使得机侧功率单元50通过熔丝70与机侧功率单元50连接，以在机侧功率单元50输出过流时，利用熔丝70的过流熔断特性，使得网侧功率单元60与机侧功率单元50的电连接断开，从而避免了网侧功率单元60过流损坏的风险，可有效提高变流柜的电气安全性。
69.参照图1至图3，在一实施例中，所述机侧电感21、所述网侧电感22、所述机侧开关30、所述网侧开关40、所述机侧功率单元50和所述网侧功率单元60组成一变流单元，所述变流单元的数量为多个，各所述变流单元并联设置。
70.可以理解的是，一机侧开关30、一机侧电感21、一机侧功率单元50、一网侧功率单元60、一网侧电感22、一网侧开关40即可构成用于实现变流柜变流功能的基本单元，也即本技术所述的变流单元。本领域技术人员可在一个变流柜中设置多个并联连接的变流单元，每一变流单元的机侧开关30均可与一发电组件连接，多个变流单元中任意一变流单元的网侧开关40可经电缆24与电网连接，以实现将多个变流单元输出的电能进行叠加后输出至电网，从而以增大输送至电网的电能。如此设置，可提高每一变流柜的利用率，而采用本技术技术方案，所并联的变流单元数量越多，变流柜的功率密度越高，成本降低越明显，且相较于变流单元数量相同但采用其他设计的变流柜而言，体积更小。
71.本实用新型还提出一种发电设备，该发电设备包括发电组件和变流柜，该变流柜的具体结构参照上述实施例，由于本发电设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
72.其中，发电组件可包括发电机和转动组件，转动组件可与发电机传动连接，转动组件可在风力、水力等外力的作用下转动以带动发电机切割磁感线产生电能，并输出至变流柜。
73.进一步地，所述发电组件为风力发电组件。
74.此时，发电组件中的转动组件可为风轮。
75.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。