CN101267091B - 终生密封的紧凑型二次变电站的操作方法 - Google Patents

终生密封的紧凑型二次变电站的操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种操作终生密封的紧凑型二次变电站(CSS)的方法，所述CSS的高压侧包括连接到变压器的一次侧的环形干线单元，该变压器的二次侧连接到低压开关装置。本发明的目的是在CSS的正常寿命期间，避免任何服务或维修。利用一种CSS实现该目的，其中用防水材料制成CSS外壳。该材料至少在CSS的寿命期间耐腐蚀，由冷却系统对CSS进行冷却，冷却系统至少包括热交换器，CSS受扩展灭弧器保护，CSS连接到用于监控和操作的遥控装置，遥控装置与故障保护设备通信。为了实现大约20年的寿命，CSS必须以克服环境影响和由于内部部件的正常运行造成的磨损的方式制造。CSS必须建在能够按照IP 43有效密封CSS的气候屏蔽体中，使得完全避免灰尘和潮气渗入。

Description

终生密封的紧凑型二次变电站的操作方法
技术领域
本发明涉及终生密封的紧凑型二次变电站(CSS)的操作方法以及终生密封的CSS，该CSS在高压侧包括与变压器一次侧连接的环形干线单元(RMU)，所述变压器的二次侧连接到低压开关装置。
背景技术
CSS被安装在地面或地下。由于灰尘和潮湿，地下的CSS要面对恶劣的环境，这可能影响电气设备的功能性和寿命。需要通风管进行冷却。通风管的端部在地面以上，当CSS安装在公共区域中时，影响周围环境的面貌。经常利用在SF6气体绝缘的RMU(环形干线单元)内的灭弧器对地下的CSS进行电弧故障保护，这可与电弧防护系统结合。灭弧器检测由箱内的内部电弧引起的压力突然增加，并通过将内部母线接地来做出反应，防止爆炸。从出现电弧到对压力增加进行反应需要20ms以上，在50Hz时是一个周期，这只能抑制通常发生的对环形干线单元的破坏，即扩展的维修还是必要的，这样的维修在狭窄的通道、楼梯以及一般封闭的地下环境中更复杂更昂贵。常规检查和维护是必要的。还可能需要具体的适应性修改或设计，以将通风管融入环境。在发生电弧故障之后，需要进行手工维修以及重新安装。
本发明的目的是在CSS的正常寿命期间，避免任何服务和维修。
发明内容
该目的可以通过一种CSS实现，其中该CSS的外壳用防水材料制成。该材料至少在CSS的寿命期间可以抗腐蚀，该CSS可以通过冷却系统冷却，该冷却系统包括至少一个热交换器，该CSS可以通过扩展灭弧器保护，该CSS可以连接到遥控装置，以进行监控和操作，该遥控装置与故障保护设备通信。
术语“扩展灭弧器”指的是该灭弧器可以通过使环形干线单元接地，至少立即将变压器的高压侧接地。该接地之快可以在出现电弧之后20毫秒发生。此后，主接地触点将较快地接管，灭弧器可以在操作之后大约70毫秒即可释放。
为了达到大约20年的寿命，必须以克服环境处理以及由于内部部件正常运行引起的磨损的方式建造CSS。
所述CSS必须建造在完全密封的外壳中，使得完全避免灰尘和潮气的渗入。为了克服环境对CSS外壳的作用，用于CSS的终生密封最好能经受暂时的三米高的淹没而没有任何泄露。因此，这种新型CSS可以建为地上型、半埋设型或地下型。
在变压器变电站的外壳内，设置免维护设备。冷却系统在所有情况下都起作用，并且为了避免通风栅格，CSS包括与热交换器协同运行的冷却系统。该热交换器可以是液体到液体热交换器，也可以是气体到气体热交换器。对于特别长的寿命，最好利用液体到液体热交换器。
所述CSS中的热交换器和冷却系统可以与包括压缩器的冷却系统一起运行。为了对密封的变电站进行控制，一遥控系统与CSS通信。利用防水混凝土材料、塑料或金属来保证CSS外壳的密封。所有电缆口配备有由EPDM橡胶或具有相似特性的柔性材料制成的防水电缆入口。如果使用混凝土，则CSS的外壳最好通过柔性密封例如泥浆型超柔软D1(superflex D1)覆盖。这种密封防止防水混凝土受地下水的化学侵蚀。此外，密封的混凝土CSS可以用发泡聚苯乙烯泡沫薄层或相似的材料覆盖，这些材料用于减少土壤对密封材料的化学影响。
配电自动化(DA)系统可以连接到所述设备的几乎每个部分，该DA系统可以设置有用于对CSS中的大部分部件进行自动控制的软件功能。该DA系统可以连接到位于CSS内的大量传感器。软件可以根据这些传感器的功能对这些传感器进行不同的监控。有的传感器，如电弧传感器，必须由DA系统连续监控。其它传感器，如在CSS的不同位置的温度和压力传感器，只需要按照一定时间间隔进行控制。所述DA系统可以控制冷却系统，从而根据CSS中的实际情况，将冷却系统调节到最佳运行方式。
所述DA系统可以连接到中央控制室，该中央控制室可以访问CSS的状态，从控制室对CSS进行遥控。在正常运行期间，DA系统可以将所有传感器的状态定期传送到控制室。从控制室可以对CSS进行自动或手动监控和操作。
所述CSS的外壳完全密封，且外壳中的设备在20年的寿命期间可以免维护。通过密封的防护，避免了任何灰尘或潮气进入CSS内部。
通过用防水混凝土制造CSS的外壳可以保证其密封。这样防止了水渗入CSS的底座。
所述CSS中的所有电缆开口都配备有由EPDM橡胶制成的防水电缆入口。因此防止了潮气沿着电缆进入CSS。为了避免来自电缆内部的潮气，可以保持CSS内部的压力高于CSS外部的压力。
附图说明
图1示出了CSS2的截面图，并且
图2示出了用于CSS系统的实施例。
具体实施方式
图1示出了CSS2的截面图。该CSS2连接到高压电力线4和6，以形成CSS2的环形连接。CSS2包括环形干线单元8，高压电力连接从该环形干线单元8向变压器12提供高电压。该变压器给低压开关装置14提供低电压。该CSS还包括热交换器16，以及控制单元18。该CSS位于底座20上，该底座具有位于底座处的高压和低压接触装置22，高压和低压触点装置22与位于CSS中的接触装置24配合。CSS的外壳具有侧壁26和30以及顶28。
图1所示的CSS可以被密封，通过热交换器16的有效冷却和控制单元18相结合，可以实现20年以上免维护的运行寿命。
图2示出了按照本发明的CSS系统102的实施例。CSS104的内部包括控制单元106，该控制单元106与触发单元108连接，并且与UPS电路110配合。示出了CSS中的灭弧器112。高压电弧传感器114、116、118通过线120-124连接到控制单元106。低压传感器126和128通过线130和132连接到控制单元。此外，在CSS中还示出了传感器134，该传感器通过线136与控制单元106通信。触发单元108通过线140连接到主接触部142，并且通过线146连接到灭弧器112。
在正常运行中，CSS中的变压器为高压输入，低压输出。高压侧的不同传感器114、116和118以及传感器126和128监控CSS中的所有电弧临界状态。传感器的数量可以远大于这里所表示的。如果传感器114、116、118或126和128中的一个指示故障，例如，检测到开始的电弧，则立即通过线120、122、124或130、132发送信号到控制单元106。该控制单元将激励触发器108，触发器108通过线140发送信号到主接触部142，主接触部142动作，切换到接地状态，但信号继续通过线146到达灭弧器112，灭弧器112立即通过使环形干线单元接地，至少使变压器的高压侧接地。该接地之快可以在指示最初电弧之后20毫秒发生。此后，主接触部将较快地接管(take over)，灭弧器112大约在动作之后仅70毫秒即可释放。
连接到UPS电源110的控制单元106继续运行，并且控制单元106可以发出报警信号以启动一个进程，其中，首先从控制室进行控制单元的手动控制，以检查是否出现严重故障，或者可以通过遥控装置向主接触部142发出命令，使控制单元再次进入正常运行状态。或许，在检测到电弧之后，在CSS102中某些部位将出现某些损坏，从而需要进行维修才能重新启动。该非常快速的灭弧器将减少CSS102中的损坏，并且快速反应将可以避免在CSS102中的直接爆炸。

Claims (11)

1.一种操作终生密封的紧凑型二次变电站(2，102)的方法，所述紧凑型二次变电站(2，102)的高压侧包括连接到变压器(12)的一次侧的环形干线单元(8)，该变压器(12)的二次侧连接到低压开关装置(14)，其特征在于；所述紧凑型二次变电站(2，102)的外壳用防水材料制成，该材料至少在紧凑型二次变电站(2，102)的使用寿命期间耐腐蚀，所述紧凑型二次变电站(2，102)由冷却系统冷却，所述冷却系统包括热交换器，所述紧凑型二次变电站(2，102)由用于至少立即将所述变压器的高压侧接地的扩展灭弧器(112)保护，所述紧凑型二次变电站(2，102)连接到用于监控和操作的遥控装置，所述遥控装置与故障保护设备通信。
2.如权利要求1所述的操作终生密封的紧凑型二次变电站的方法，其特征在于，配电自动化系统连接到设备的绝大多数部分，所述配电自动化系统设置有软件功能，用于对紧凑型二次变电站(2，102)中的大多数部件进行自动控制。
3.如权利要求2所述的操作终生密封的紧凑型二次变电站的方法，其特征在于，所述配电自动化系统连接到中央控制室，所述中央控制室能够访问紧凑型变电站(2，102)的状态，从所述中央控制室对所述紧凑型变电站进行遥控。
4.如权利要求1-3中的一项所述的操作终生密封的紧凑型二次变电站的方法，其特征在于：所述紧凑型二次变电站的外壳是完全密封的，所述外壳中的设备在20年的使用寿命中不需要维护。
5.如权利要求1-3中的一项所述的操作终生密封的紧凑型二次变电站的方法，其特征在于：通过用防水混凝土制造所述紧凑型二次变电站的外壳来保证其密封。
6.如权利要求1-3中的一项所述的操作终生密封的紧凑型二次变电站的方法，其特征在于：所述紧凑型二次变电站(2，102)中的所有电缆开口都配备有由EPDM橡胶制成的防水电缆入口。
7.一种终生密封的紧凑型二次变电站(2，102)，所述紧凑型二次变电站(2，102)的高压侧包括连接到变压器(12)的一次侧的环形干线单元(8)，该变压器(12)的二次侧连接到低压开关装置(14)，其特征在于：所述紧凑型二次变电站(2，102)的外壳用防水材料制成，该材料至少在紧凑型二次变电站(2，102)的使用寿命期间耐腐蚀，所述紧凑型二次变电站(2，102)包括冷却系统，所述冷却系统包括热交换器，所述紧凑型二次变电站(2，102)包括用于至少立即将所述变压器的高压侧接地的扩展灭弧器(112)，所述紧凑型二次变电站(2，102)连接到用于监控和操作的遥控装置，所述遥控装置与故障保护设备通信。
8.如权利要求7所述的终生密封的紧凑型二次变电站，其特征在于：所述紧凑型二次变电站包括配电自动化系统，所述配电自动化系统连接到设备的绝大多数部分，所述配电自动化系统设置有软件功能，用于对所述紧凑型二次变电站(2，102)中的绝大多数部件进行自动控制。
9.如权利要求8所述的终生密封的紧凑型二次变电站，其特征在于：所述配电自动化系统连接到中央控制室，所述中央控制室能够访问所述紧凑型二次变电站(2，102)的状态，从所述中央控制室对所述紧凑型二次变电站进行遥控。
10.如权利要求7-9中的一项所述的终生密封的紧凑型二次变电站，其特征在于：紧凑型二次变电站的外壳完全密封，所述外壳中的设备在20年的使用寿命中不需要维护。
11.如权利要求7-9中的一项所述的终生密封的紧凑型二次变电站，其特征在于：所述紧凑型二次变电站(2，102)中的所有电缆开口都配备有由EPDM橡胶制成的防水电缆入口。
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