CN101277001A - 箱式变电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种箱式变电站，包括分别设于三个箱体高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，设有高压开关设备的箱体与设有配电变压器的箱体均为全密封结构，配电变压器的低压侧出线通过电缆或母排与低压配电装置相连，配电变压器的高压侧出线通过连接器与高压开关设备相连。设置有高压开关设备、配电变压器的箱体分别设有与连接器相连的绝缘套管，绝缘套管设有用于连接所述连接器的接线柱。从高压开关设备引出的连接导体与位于高压开关设备侧的接线柱为螺纹连接；从低压侧出线引出的连接导体与位于配电变压器侧的接线柱为螺纹连接。本发明能现实高压设备、变压器、低压设备三部分单独置换，便于设备升级和维修，提高设备防水、防洪能力。

Description

箱式变电站

技术领域

本发明涉及一种变电站，特别涉及一种箱式变电站。

背景技术

箱式变电站(简称为箱变)是一种将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定接线方案排成一体的工厂预制户内/户外紧凑式配电设备，实现高压受电、变压器降压、低压配电等功能。箱式变电站设置于防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。

现有的箱式变电站根据产品结构不同及采用元器件的不同，分为欧式箱变和美式箱变两大类，这两大类箱式变电站各有不同的特点，但在结构上都是由高压开关设备、配电变压器和低压配电装置三部分组成。

欧式箱变采用高、低压开关柜，变压器组成方式。如图1所示，其结构特点是：高压开关设备64、配电变压器63和低压配电装置61三部分的器件分别装置在三个不同的隔室内，在位置的布置上互相独立；配电变压器63与低压配电装置61之间通过低压电缆62来实现电气连接，高压开关设备64与配电变压器63之间通过高压电缆65来实现电气连接；变压器的高压侧出线与连接电缆之间没有密封；并且用一个大的户外箱体把互相在布置上相对独立的高压开关设备部分、配电变压器部分和低压配电装置部分包装起来。

上述欧式箱变存在的不足之处在于：由于欧式箱变内部安装常规开关柜及变压器，产品体积较大，造价比较高。由于变压器的高压侧出线与连接电缆之间没有密封，所以抗水、抗洪能力较弱。

美式箱变是在变压器的基础上发展起来的一种综合设备，是将油浸密封工配电变压器与高低压电器元件进行组合。如图2所示，其结构特点是：高压开关设备75、配电变压器77和低压配电装置72三部分的器件在位置的布置上联为一体；在高压开关设备75和配电变压器77之间内部通过接线端子74完全联通的，有时候，这个联通部分中还充满了流动性介质76；美式箱变的变压器直接暴露于户外，主要是利用变压器油进行冷却，绝缘和散热，变压器的散热片、也是变压器散热的重要途径；开断变压器的负荷开关置于变压器内，变压器的低压侧出线直接与负荷开关的出线端相连，负荷开关的进线端，则与箱体侧壁上的美式套管井连接；低压出线也置于箱壁上，使低压侧出线直接与低压柜相连，使低压侧母排71的连接距离也大大缩短；并且美式箱变整体设置为一个联成一体的金属架构，没有明显的外形类似房子包裹外壳。这些结构特点使美式箱变的体积仅为同容量的欧式箱变体积的三分之二甚至更小。

上述美式箱变的不足之处在于：由于负荷开关，熔断器与变压器铁心、线圈均在一个箱体内，以变压器油作为它们的共同绝缘和冷却介质，而负荷开关的开断、熔断器遇短路电流而熔断的过程，将不可避免的产生电弧，使变压器油碳化、游离，导致变压器油加速老化，使绝缘降低。高压柜部分的电气参数比较低，比如，热稳定电流一般只到16kA，2S；通常高压柜部分可选用的柜型只有负荷开关和组合电器(而且排列顺序的变化也不多)，基本上没有断路器方案的选择，增加计量单元也比较复杂。由于高压、变压器、低压三部分联成一体而无法拆分，无法升级，并且部分器件损坏基本上是整体更换。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的上述箱式变电站存在的不足，提供一种箱式变电站，能有效地实现高压设备、变压器、低压设备三部分可单独置换，有利于设备升级和故障维修，实现高压开关设备全密封结构，提高设备的防水、防洪能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种箱式变电站，包括分别设于三个箱体中的高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，所述设有高压开关设备的箱体与设有配电变压器的箱体均为全密封结构，所述配电变压器的低压侧出线通过电缆或母排与所述低压配电装置相连，所述配电变压器的高压侧出线通过连接器与所述高压开关设备相连。

上述技术方案中，通过采用全密封箱体把高压开关设备封装起来，实现了高压开关设备为全密封结构，提高设备的防水、防洪能力；由于高压开关设备单独封装起来，对高压开关设备的改动或重新设计，并不影响配电变压器和低压配电装置，因此高压开关设备部分可选用的柜型方案灵活多变，比如：负荷开关、组合电器、断路器、计量单元等；并且整个箱式变电站由三个箱体组成，因此每个箱体在满足各自设备的基本需要时，还可以进行配合环境的特殊设计，节省空间；通过采用连接器的方式连接高压开关设备与配电变压器，使用母排连接配电变压器与低压配电装置，因此高压、变压器、低压三部分可单独置换，有利于升级和故障维修。

在上述技术方案中，设置有高压开关设备的箱体设有用于与所述连接器相连的绝缘套管，设置有配电变压器的箱体设有用于与所述连接器相连的绝缘套管。所述绝缘套管设有用于连接所述连接器的接线柱。所述高压开关设备设有从高压开关设备引出的连接导体，位于所述高压开关设备的绝缘套管的接线柱与所述连接导体之间为螺纹连接，所述配电变压器设有从所述低压侧出线引出的连接导体，位于所述配电变压器的绝缘套管的接线柱与所述连接导体之间也为螺纹连接。

所述连接器包括封闭绝缘体及被封装在封闭绝缘体之中的导电连接体，所述导电连接体可以包括中央导电棒及对称装设于中央导电棒两端的触头片组；所述中央导电棒两端设有凸起部，凸起部端部设有突沿；所述触头片组由触头片沿轴向呈圆筒状排列形成，其中部设有环状支撑架，两端箍设有弹簧机构；所述触头片组一端被弹簧机构活动连接在中央导电棒的凸起部上，另一端由于弹簧机构的作用形成内径略小于配电单元柜中母线连接元件的接线柱外径的连接腔。

所述连接器包括封闭绝缘体及被封装在封闭绝缘体之中的导电连接体，所述导电连接体还可以包括中央支撑棒及对称装设于中央支撑棒两端的触头片组；所述触头片组两端及触头片组与中央支撑棒的连接处设有弹簧机构，所述触头片组两端被弹簧机构活动连接在所述绝缘套管的接线柱上。

上述连接器的封闭绝缘体与导电连接体之间设有均压罩。所述的封闭绝缘体与所述绝缘套管过盈配合。

综上所述，本发明通过使高压设备、变压器、低压设备分别设置在不同的箱体内，采用全密封的箱体分别封装高压设备与变压器，并用全密封的连接器实现高压设备与变压器的连接，用母排实现低压设备与变压器的连接，实现整个箱式变电站的全密封结构，能够达到实现高压设备、变压器、低压设备三部分可单独置换，有利于设备升级和故障维修，实现高压开关设备全密封结构，提高设备的防水、防洪能力的有益技术效果。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有技术的欧式箱变的结构示意图；

图2为现有技术的美式箱变的结构示意图；

图3为本发明箱式变电站的结构示意图；

图4为本发明箱式变电站的连接器的实施例一的结构示意图；

图5为本发明箱式变电站的连接器的实施例二的结构示意图；

图6为本发明箱式变电站的连接器的安装示意图。

具体实施方式

如图3所示，为本发明箱式变电站台的结构示意图，该箱式变电站包括分别置于三个箱体中的高压开关设备3、配电变压器2和低压配电装置1。其中，设有高压开关设备3的箱体与设有配电变压器2的箱体均为全密封结构，配电变压器2的低压侧出线通过母排4与低压配电装置1相连，配电变压器的高压侧出线通过连接器5与所述高压开关设备3相连。

上述技术方案中，通过采用全密封箱体把高压开关设备封装起来，实现了高压开关设备为全密封结构，提高设备的防水、防洪能力；由于高压开关设备单独封装起来，对高压开关设备的改动或重新设计，并不影响配电变压器和低压配电装置，因此高压开关设备部分可选用的柜型方案灵活多变，比如：负荷开关、组合电器、断路器、计量单元等；并且整个箱式变电站由三个箱体组成，因此每个箱体在满足各自设备的基本需要时，还可以进行配合环境的特殊设计，节省空间；通过采用连接器的方式连接高压开关设备与配电变压器，使用母排连接配电变压器与低压配电装置，因此高压、变压器、低压三部分可单独置换，有利于升级和故障维修。

如图4所示，为本发明箱式变电站的连接器的实施例一的结构示意图，封闭绝缘体21及被封装在封闭绝缘体21之中的导电连接体20。导电连接体20包括中央支撑棒22及对称装设于中央支撑棒两端的触头片组23。导触头片组两端及触头片组23与中央支撑棒22的连接处分别设有弹簧机构25、26、27。触头片组23两端在被弹簧机构的作用下，使触头片组紧密地连接在绝缘套管12的接线柱17上(如图6所示)。

导电连接体20与封闭绝缘体21之间装设有均压罩24，均压罩24为一个金属圆筒，能够使连接器内电场分布均匀，不易放电。封闭绝缘体21与绝缘套管12过盈配合，也就是说封闭绝缘体21外壁形状与绝缘套管12的连接腔体16内壁相对应并略大于连接腔体16内壁，使其连接紧密。

上述实施例一中，通过触头片组两端及触头片组与中央支撑棒的连接处设置弹簧机构，能有效地实现触头片组与连接柱的活动连接，保证各连接元件不因承受额外的扭力，而使连接断开，设备断电；通过在导电连接体与封闭绝缘体之间装设有均压罩，使连接器内电场分布均匀，不易放电，达到了提高载流能力和稳定电流的技术效果。

如图5所示，为本发明箱式变电站的连接器的实施例二的结构示意图，该连接器包括封闭绝缘体21及被封装在封闭绝缘体21之中的导电连接体20。导电连接体20包括中央导电棒33及对称装设于中央导电棒两端的触头片组34。中央导电棒33两端设有凸起部35，凸起部35端部设有突沿36。触头片组34由三片或三片以上的触头片37沿轴向呈圆筒状排列形成，其中部设有环状支撑架38，两端箍设有弹簧机构39、40。触头片组34一端被弹簧机构39活动连接在中央导电棒33的凸起部35上，另一端由于弹簧机构40的作用形成内径略小于绝缘套管12的接线柱17外径的连接腔31。

导电连接体20与封闭绝缘体21之间装设有均压罩24，均压罩24为一个金属圆筒，能够使连接器内电场分布均匀，不易放电。封闭绝缘体21与绝缘套管12过盈配合，使其连接紧密。封闭绝缘体21外部中央设有接地装置32，接地装置32为一个或一个以上，以便保证安装与拆卸时的施工安全。

上述实施例二中，除具备实施例一的技术效果外；通过在封闭绝缘体外部中央设有接地装置，能够有效地释放外泄的电流，减低事故风险，提高整体设备的安全性和稳定性。

如图6所示，为本发明箱式变电站的连接器的安装示意图，配电变压器2的箱体侧壁上固定有用于与连接器5相连的绝缘套管12。与之对应，高压开关设备3的箱体侧壁上也固定有用于与连接器5相连的绝缘套管12。为加强箱体的密封性能，在每个绝缘套管12与箱体侧壁的接触处设有密封圈13。绝缘套管12内嵌有用于与连接器5相连接的接线柱17。其中，位于高压开关设备3的绝缘套管的接线柱17与连接高压设备的导体18之间为螺纹连接，位于配电变压器2的绝缘套管的接线柱17与低压侧出线的导体11之间也为螺纹连接。当需要将高压开关设备3与配电变压器2连接起来时，将连接器5的一端安装进入绝缘套管12，在连接器5内部的弹簧机构的作用下，触头片组与接线柱17紧密电气接触；并且封闭绝缘21与绝缘套管12过盈配合，使连接器5紧密固定在绝缘套管12的连接腔体16内。同时，由于触头片组与绝缘套管12的接线柱17为活动连接，封闭绝缘体21具有弹性，因而即使高压开关设备与配电变压器的安装有一定的角度及距离误差，不能完全对齐，连接器5也可以使其实现紧密的电气连接，并使各连接元件不承受额外的扭力。

采用上述结构的本发明，实现了高压设备、变压器、低压设备三部分各自分离，因此高压设备、变压器、低压设备的各自更新或升级并不影响其余的设备，并且设备的电气方案的设计比较自由，设计师可以随意按照自己的方案来设计，同时可选用的柜型方案更加灵活多变；采用连接器的方式连接，高压、变压器、低压三部分可单独置换，有利于设备升级、故障维修、设备安装及运输；而且高压、变压器、两部分均全密封结构，(低压配电装置不是全密封的箱体)且连接器也为全密封结构，高压部分与变压器部分的组合也为全密封结构，因此防水、防洪能力较强。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1. 一种箱式变电站，其特征在于：包括分别设于三个箱体中的高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，所述设有高压开关设备的箱体与设有配电变压器的箱体均为全密封结构，所述配电变压器的低压侧出线通过电缆或母排与所述低压配电装置相连，所述配电变压器的高压侧出线通过连接器与所述高压开关设备相连。

2. 根据权利要求1所述的箱式变电站，其特征在于：设置有高压开关设备的箱体设有用于与所述连接器相连的绝缘套管。

3. 根据权利要求1所述的箱式变电站，其特征在于：设置有配电变压器的箱体设有用于与所述连接器相连的绝缘套管。

4. 根据权利要求2或3所述的箱式变电站，其特征在于：所述绝缘套管设有用于连接所述连接器的接线柱。

5. 根据权利要求4所述的箱式变电站，其特征在于：所述高压开关设备设有从高压开关设备引出的连接导体，位于所述高压开关设备的绝缘套管的接线柱与所述连接导体之间为螺纹连接。

6. 根据权利要求4所述的箱式变电站，其特征在于：所述配电变压器设有从所述低压侧出线引出的连接导体，位于所述配电变压器的绝缘套管的接线柱与所述连接导体之间为螺纹连接。

7. 根据权利要求1所述的箱式变电站，其特征在于：所述连接器包括封闭绝缘体及被封装在封闭绝缘体之中的导电连接体，所述导电连接体包括中央导电棒及对称装设于中央导电棒两端的触头片组；

所述中央导电棒两端设有凸起部，凸起部端部设有突沿；

所述触头片组由触头片沿轴向呈圆筒状排列形成，其中部设有环状支撑架，两端箍设有弹簧机构；

所述触头片组一端被弹簧机构活动连接在中央导电棒的凸起部上，另一端由于弹簧机构的作用形成内径略小于所述绝缘套管的接线柱外径的连接腔。

8. 根据权利要求1所述的箱式变电站，其特征在于：所述连接器包括封闭绝缘体及被封装在封闭绝缘体之中的导电连接体，所述导电连接体包括中央支撑棒及对称装设于中央支撑棒两端的触头片组；

所述触头片组两端及触头片组与中央支撑棒的连接处设有弹簧机构，所述触头片组两端被弹簧机构活动连接在所述绝缘套管的接线柱上。

9. 根据权利要求7或8所述的箱式变电站，其特征在于：所述连接器的封闭绝缘体与导电连接体之间设有均压罩。

10. 根据权利要求9所述的箱式变电站，其特征在于：所述的封闭绝缘体与所述绝缘套管过盈配合。

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