本實用新型涉及配電盤、電力調節(jié)器和油浸式變壓器。

背景技術：

在專利文獻1中，公開有將從太陽光發(fā)電的太陽能電池等配電盤殼體之外流入的電流轉換為低壓交流電流，將該低壓交流電流轉換為更高電壓的高壓交流電流，將高壓交流電流向配電盤殼體之外送出的配電盤。

近年來，在為了防止全球變暖而進行CO₂削減的國際性努力等環(huán)保意識提高的背景下，太陽光發(fā)電系統(tǒng)的普及在持續(xù)擴大。在該太陽光發(fā)電系統(tǒng)中，太陽的光能通過太陽能電池模塊被轉換為直流電，該直流電通過電力調節(jié)器被轉換為交流電，輸出至電力系統(tǒng)，從而能夠進行電力銷售。

電力調節(jié)器具有逆變器、過濾器、控制電路、變壓器。具體而言，電力調節(jié)器具有接收太陽能電池的輸出并將該輸出轉換為規(guī)定的交流的逆變器，利用逆變器將太陽光面板的輸出電壓轉換為交流電壓，利用變壓器將輸出轉換為系統(tǒng)電壓，輸出至電力系統(tǒng)。

此處，根據(jù)2012年7月1日起日本實施的“可再生能源的固定價格購買制度”，在10kW以上的電力調節(jié)器的情況下，需要用于向6600V的電力系統(tǒng)連接的變壓器和斷路器等。專利文獻1中記載的發(fā)明為在電力調節(jié)器中變壓器、斷路器等成為一體而得到的配電盤，由于各裝置被分割，不僅設置工作變得復雜而且存在設置空間變大的問題。

此外，以IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)為代表的逆變器的主元件需要用于散熱的散熱片、冷卻風扇。在專利文獻1中記載的發(fā)明中，需要設置這些部件和驅動冷卻風扇用的電源的空間，存在設備變大或損耗增大等問題。

而且，太陽光發(fā)電的售電期間一般為20年左右，以設備壽命為代表的環(huán)境耐性成為非常重要原因。在專利文獻1中記載的發(fā)明中，由于冷卻風扇吸進外部空氣，存在由于鹽害和塵埃的影響等而使環(huán)境耐性變低的問題。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利5177782號

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供小型、高效且安全性高的配電盤、電力調節(jié)器和油浸式變壓器。

為了解決上述問題，本實用新型的特征在于：其是具有電力調節(jié)器、高壓斷路器和繼電器的一體式配電盤，其中，上述電力調節(jié)器將太陽光的直流電轉換為交流電，具有：內部封入了絕緣油的油浸式變壓器；具有主元件的逆變器；和設置了上述主元件的散熱片，上述散熱片以一部分與上述絕緣油接觸的方式設置在上述油浸式變壓器的容器壁面，上述主元件設置在上述散熱片的從上述容器壁面露出的部分。

根據(jù)本實用新型，能夠提供環(huán)境耐性優(yōu)異的小型的配電盤。

附圖說明

圖1是表示配電盤1的概略的圖。

圖2是配電盤1的油浸式變壓器的立體圖。

圖3是配電盤1的冷卻結構的概念圖。

圖4是配電盤1的變壓器箱的主要部分透視圖。

圖5是表示第一實施方式的變壓器箱的變形例的圖。

圖6(A)、圖6(B)是表示配電盤1的外形的概略的圖。

圖7是表示配電盤1的內部結構的圖。

圖8是表示第二實施方式的配電盤1A中與電抗器成為一體的油浸式變壓器的主要部分透視圖。

圖9是表示配電盤1A的概略的圖。

圖10是表示第二實施方式的油浸式變壓器的變形例的圖。

圖11是表示第二實施方式的油浸式變壓器的變形例的圖。

圖12是表示第二實施方式的油浸式變壓器的變形例的圖。

圖13(A)、圖13(B)是表示現(xiàn)有的配電盤的結構的概略圖。

圖14是表示現(xiàn)有的配電盤的電力調節(jié)器的設備配置的概略圖。

具體實施方式

首先，為了明確與本實用新型的差異，對現(xiàn)有技術進行簡單說明。圖13(A)、圖13(B)是表示現(xiàn)有的配電盤100的結構的概略圖。圖13(A)是側視圖，圖13(B)是正視圖。配電盤100是將變壓器101、電力調節(jié)器102、高壓斷路器103、接地過電壓繼電器104等形成為一體的配電盤。

在屋外設置的情況下，配電盤100被劃分為收納高壓斷路器103、接地過電壓繼電器104、變壓器101等的受電盤和收納電力調節(jié)器102的盤。在配電盤100的前面設置有從外部吸氣的通道105。

圖14是表示現(xiàn)有的配電盤100的內部結構的概略圖。圖14是圖13(B)的X-X剖視圖。為了將逆變器106的主元件107冷卻，逆變器106具有散熱片108。此外，通過用于進行強制風冷的冷卻風扇109，經(jīng)由通道105從外部吸收的冷空氣被供給至散熱片108。

這樣，在現(xiàn)有技術中，通過冷卻風扇109將從外部吸收的空氣供給至散熱片108，將主元件107冷卻。

以下，對作為本實用新型的實施方式的配電盤1進行詳細說明。

＜第一實施方式＞

使用附圖對本實用新型的實施例進行說明。圖1表示配電盤的概略結構。在配電盤1，主要設置有高壓斷路器2、電力調節(jié)器3、接地過電壓繼電器4。在電力調節(jié)器3的內部，主要設置有逆變器31、交流電抗器32、配線用斷路器33、油浸式變壓器34、開關35、電解電容器36等。

在電力調節(jié)器3，逆變器31、交流電抗器32和配線用斷路器33將在太陽光面板5產(chǎn)生的直流電轉換為交流電。該階段的電壓為200V左右。油浸式變壓器34將該200V左右的交流電轉換為6600V左右，即與電力系統(tǒng)6相同的電壓。由此，在太陽光面板5產(chǎn)生的電力被輸送至電力系統(tǒng)6，能夠進行電力銷售。

由于與6600V的電力系統(tǒng)6相連接，在本實施方式中，作為油浸式變壓器34采用油浸式變壓器。特別是在被收納在屋外設置的配電盤1的情況下，考慮到絕緣、環(huán)境耐性，優(yōu)選采用油浸式變壓器。

圖2是表示油浸式變壓器34(油浸式變壓器)的圖。油浸式變壓器是指在箱內部封入有電絕緣油343的變壓器。電絕緣油343用于進行收納在箱內部的器件的絕緣和冷卻。

油浸式變壓器34主要具有變壓器箱341和熱交換部342。在變壓器箱341的壁面，以散熱片10的散熱部分與電絕緣油343接觸的方式安裝有散熱片10。散熱片10的一部分在變壓器箱341的外側露出，在該露出的部分設置有主元件11。

圖3是表示散熱片10的安裝部的詳細情況的圖。另外，圖3的箭頭表示電絕緣油343的流動。

在變壓器箱341的壁面設置有孔341a，用于安裝散熱片10。安裝時通過焊接、螺釘固定等(未圖示)進行。由此，能夠使得電絕緣油343不從孔341a泄露。

主元件11安裝在散熱片10，主元件11發(fā)出的熱被傳導至散熱片10。散熱片10與電絕緣油343接觸，主元件11的熱經(jīng)由散熱片10散熱至電絕緣油343。被暖化后的電絕緣油343由于對流而向容器上方移動，在散熱片10附近被供給新的電絕緣油343。由此，能夠利用散熱片10實現(xiàn)主元件11的冷卻。

通過這樣使用油浸式變壓器，不需要用于將散熱片10冷卻的冷卻風扇，能夠實現(xiàn)成本、損耗的降低和設備空間的縮小。

此外，散熱片10通過將薄的鋼板材料以折疊的方式彎曲而形成。由此，能夠擴大散熱片10與電絕緣油343的接觸面積，實現(xiàn)高效率的散熱。

圖4是變壓器箱341的內部透視圖，表示油浸式變壓器34的內部結構。被封入變壓器箱341內的電絕緣油343用于進行絕緣和冷卻。

此外，在變壓器箱341內設置有變壓器器身344。進一步，在變壓器箱341的壁面安裝有散熱片10。在變壓器箱341的內部，如箭頭所示那樣產(chǎn)生電絕緣油343的對流，將內部設備(例如，變壓器器身344和散熱片10)冷卻。

電絕緣油343與空氣相比導熱率大10倍以上，即使自然冷卻也具有足夠的冷卻能力。因此，不需要冷卻主元件11的冷卻風扇。進一步，與氣冷的情況相比，能夠使散熱片10的大小變小。

另外，電絕緣油343的熱通過熱交換部342向空氣中散熱。熱交換部342以多個突起從變壓器箱341突出的方式設置(詳細情況未圖示)，能夠實現(xiàn)高效的散熱。

此處，散熱片10優(yōu)選設置在比線圈344a的位置更靠近變壓器箱341的底部的位置(以下，稱為下方)。例如，在圖4，散熱片10的中心10A配置在比變壓器器身344中的線圈344a的中心344A更靠下方。與作為變壓器箱341的主要發(fā)熱源的線圈344a相比，將散熱片10配置在下方，由此，能夠向散熱片10的附近供給沒有被暖化的電絕緣油343。

另外，在圖4，將散熱片10的中心10A配置在線圈344a的中心344A之下，不過散熱片10的位置并不限定于此。例如，也可以將散熱片10配置在比圖4所示的位置更靠下方的位置。此外，例如也可以如圖5所示那樣，以散熱片10的上端與線圈344a的上端為大致相同的位置的方式配置。不過，為了利用散熱片10提高冷卻效率，優(yōu)選盡量將散熱片10配置在靠近變壓器箱341的底部的位置。

圖6(A)、圖6(B)是內置有具有油浸式變壓器34的電力調節(jié)器3的配電盤1的概略圖。圖6(A)是側視圖，圖6(B)是正視圖。

油浸式變壓器34通過連接法蘭7與電力調節(jié)器3具有的其它結構部件連接。連接法蘭7為具有防水性能的結構，因此配電盤1能夠設置在屋外。此外，在配電盤1的正面，以能夠確認配電盤1的內部的方式設置有門8。在門8的周圍設置有填料(未圖示)等，以使得水不從門8的周圍進入。

圖7是表示配電盤1內的設備配置的概略圖，為圖6(A)的內部透視圖。

在配電盤1內收納有作為構成電力調節(jié)器3的部件的逆變器31的主元件11、交流電抗器32、油浸式變壓器34、開關35、電解電容器36等。此外，在配電盤1內收納有高壓斷路器2、接地過電壓繼電器4等。另外，圖7所示的配電盤1的內部結構是一個例子，內部的結構并不限定于此。

由于油浸式變壓器34具有冷卻主元件11的作用，因此沒有取入外部空氣的必要，不需要冷卻風扇和外部空氣取入用的開口部。

根據(jù)本實施方式，使用電絕緣油進行冷卻，由此，冷卻風扇變得不需要。因此，配電盤的設備結構變得簡略，能夠實現(xiàn)配電盤的小型化。此外，使用電絕緣油進行冷卻，從而能夠提高主元件的冷卻性能。因此，控制盤的額定容量增大，當以該容量進行比較時，能夠獲得相應的小型化。

此外，根據(jù)本實施方式，由于不需要驅動冷卻風扇，所以能夠降低損耗。

進一步，根據(jù)本實施方式，由于不需要取入外部空氣，所以能夠將配電盤內部與外部空氣遮斷。因此，在令配電盤長時間運轉的情況下，不會因含有鹽分的空氣和塵埃等附著在配電盤內部而影響到絕緣性能。因此，能夠提高環(huán)境耐性，提高安全性，延長配電盤的壽命。

＜第二實施方式＞

第一實施方式中，填充于油浸式變壓器34內的電絕緣油343進行變壓器器身344和主元件11的冷卻，不過電絕緣油343能夠冷卻的部件并不限定于此。

第二實施方式是電絕緣油343進行變壓器器身344、交流電抗器32和主元件11的冷卻的方式。以下，對第二實施方式的配電盤1A進行說明。另外，對與第一實施方式相同的部分，標注相同的附圖標記，省略說明。

圖8是表示在內部設置有變壓器器身344和交流電抗器32的油浸式變壓器34A的內部的概略圖。

交流電抗器32與主元件11均為電力調節(jié)器3的主要的發(fā)熱體之一。變壓器器身344與交流電抗器32中的使用部件大致相同，均能夠作為油浸式設備的結構部件。

此外，在變壓器箱341安裝有用于冷卻主元件11的散熱片10，能夠進行主元件的冷卻。

圖9是使用在內部設置有交流電抗器32的油浸式變壓器34A的配電盤1A的設備配置的概略圖。在配電盤1A內收納有電力調節(jié)器3，在電力調節(jié)器收納有開關35、電解電容器36、主元件11等。

根據(jù)本實施方式，通過使得交流電抗器與變壓器成為一體，能夠使設備進一步小型化。此外，提高冷卻能力，從而能夠實現(xiàn)大容量化。關于環(huán)境耐性能等，與第一實施方式相同。

另外，在本實施方式中，將交流電抗器32設置在變壓器箱341中，不過設置交流電抗器32的位置并不限定于此。圖10～圖12是關于設置交流電抗器32的位置的變形例。

如圖10至圖12所示，交流電抗器32也可以設置在變壓器器身344的上方。在該情況下，散熱片10的配置位置變得自由，因此，既可以如圖10所示那樣將散熱片10配置在與交流電抗器32大致相同的高度，也可以如圖11所示那樣將散熱片10設置在變壓器箱341的底部附近。此外，還可以如圖12所示那樣，將散熱片10設置在多個不同高度。

不過，為了提高通過散熱片10進行的主元件11的冷卻效果，優(yōu)選將散熱片10設置在比變壓器器身344的線圈344a和交流電抗器32的線圈32a的位置更靠近變壓器箱341的底部的位置。

另外，本實用新型并不限定于上述的實施方式，而包括各種各樣的變形例。例如，關于上述實施方式，為了將本實用新型說明得容易明白而進行了詳細的說明，但是并不一定限定于包括所說明的所有結構。此外，對各實施方式的結構的一部分進行追加、削除、替換等后的結構也包含于本實用新型中。此外，本實用新型并不限定于作為配電盤提供的情況，也可以作為配電盤的一部分的結構例如電力調節(jié)器、變壓器來提供。

附圖標記的說明

1、1A：配電盤，2：高壓斷路器，3：電力調節(jié)器，4：接地過電壓繼電器，5：太陽光面板，6：電力系統(tǒng)，7：連接法蘭，8：門，10：散熱片，11：主元件，31：逆變器，32：交流電抗器，32a：線圈，33：配線用斷路器，34、34A：變壓器，35：開關，36：電解電容器，341：變壓器箱，341a：孔，342：熱交換部，343：電絕緣油，344：變壓器器身，344A：中心。