CN101355239B - 环氧浇注干式集成变电站装置 - Google Patents
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Abstract
环氧浇注干式集成变电站装置，包括壳体及装设在壳体内的高压室、变压器室、低压室及环氧浇注固体绝缘开关、环氧浇注干式变压器，变压器室的一端并列设置有高压室和低压室成品字型布设，进户高压经连接支撑进入环氧浇注固体绝缘开关，通过可触摸电缆连接头环氧浇注固体绝缘开关与环氧浇注干式变压器连接并输出低压。本发明采用环氧树脂浇注全绝缘电气设备，体积小、占地少，投资少。配有四遥功能、综合保护功能、关键部位的测温等世界先进的监测控制和远方监测控制功能。本发明具有极高的电气安全性能。本发明设备整体防护严密，不受外界电磁干扰也不会干扰和污染环境。具有极强的实用性和先进性。适宜电力、厂矿、居民等供电使用。
Description
技术领域
本发明涉及的是变电站，具体的是全绝缘防干扰的环氧浇注干式集成变电站装置。
背景技术
变电站是供、配、发电部门的关键设备之一，主要起着分配电能、调节电压、保护电网的安全和提高电网的供电质量等作用，同时它也是电网能源损耗的设备之一。变电站的关键作用决定了它的可靠性不容忽视，同时能源消耗问题更是供电系统急需解决的重中之重的问题。
目前一般通用的变电站为安全起见都设立在隔离地带，为防止高压伤人或牲畜而造成供电故障，往往采取各种严密措施，变电后再将低压通过低压电缆送到相关的单位和用户，这种远距离的低压电网送电将要白白耗掉相当数量的电能，这从输变电角度来讲效率自然是较低的。
而普通变电站从方案的确定、建筑的施工、设备的安装、最后的调试经历一系列必不可少的过程，这即耗时，又耗力，投资又大。一个普通变电站至少要设有变压器室和控制室，再考虑到母排的布局，设备的运行，人身的安全和设备的通风冷却等多种因素使得现在通用的变电站占用很大的面积。
从实际情况来看，现在的变电站从变压器到高低压开关柜以至最后的送电，不时地会发生各种故障和问题，整个输变电的过程需要有专业人员日常维护，这样，从设备或部件的维修、更换再加上人工支出无形中加大了运营的成本。
变电站中各种设备的安装是极为复杂的，这又增加了设立变电站的难度。
发明内容
本发明的目的是针对当前变电站能耗较大，安装运行的可靠性欠佳以及投资成本、运营成本较大给国家和用户带来相应的经济负担等问题而提供一种结构紧凑，占地面积小运行维护成本低，不受运行环境影响能够明显减少电力投资的新型全绝缘防电磁干扰的环氧浇注干式集成变电站。
采用的技术方案是：
环氧浇注干式集成变电站装置，包括壳体及装设在壳体内的高压室、变压器室、低压室、环氧浇注干式变压器和电缆引进及馈出单元；所述的变压器室的上端并列设置有高压室和低压室，三者成品字型布设。
所述的高压室包括三相三个母线转接支撑、三根绝缘母线和环氧浇注固体绝缘开关；三根绝缘母线分别位于环氧浇注固体绝缘开关前面的左上侧，正中的上方和后面的右上侧，环氧浇注固体绝缘开关位于高压室的中间位置；三个母线转接支撑的一端分别对应与三根绝缘母线插拔连接，另一端分别对应与前、中、后三个转接支撑座固定连接，前、中、后三个转接支撑座分别位于环氧浇注固体绝缘开关的顶端中部部位的前面、正中和后面；三个转接支撑座的底端分别对应与三个下引软连接固定连接；
所述的环氧浇注固体绝缘开关包括三个绝缘杆、三个灭弧室、三个熔断器仓、三个熔断器运载车、电缆引进及馈出单元；绝缘杆和灭弧室位于环氧浇注固体绝缘开关的上部，三个绝缘杆的一端分别对应与三个通用成品件操作机构的转动部件相连接，三个绝缘杆的另一端分别对应与三个灭弧室的动端紧固连接，同时分别对应与三个转接支撑座下端的下引软连接紧固连接，三个灭弧室的动端通过操作机构的动作与静端分开或关合；三个灭弧室的静端分别对应固定连接下引铜排端子，下引铜排的末端装有末端触头，末端触头位于熔断器仓的底端，熔断器仓位于三个灭弧室下面，在熔断器仓内设置有熔断器运载车，熔断器运载车上设置有卡具，熔断器通过卡具与熔断器运载车紧固连接，熔断器运载车装设在滑道上。通过熔断器运载车的运动使熔断器具有三个工作位置，即关合位置、分断位置、熔断器抽出位置；熔断器运载车的底面设置有丝母，丝母与操作丝杠转动连接，操作丝杠位于熔断器运载车的一侧，操作丝杠与定型的成品件传动装置相连接；由手动传动装置控制丝杠的转动；熔断器运载车的一端设置有动触头，动触头与下引母排上的末端触头分开或闭合；熔断器运载车的另一端设置有端触头，端触头与电缆座触头分开或闭合。
所述的电缆引进及馈出单元，包括电缆座触头、外接电缆插头，电缆座触头设置在环氧浇注固体绝缘开关的底部，电缆座触头与环氧浇注固体绝缘开关紧固连接，外接电缆插头与电缆座触头紧固连接；
所述的变压器室包括环氧浇注干式变压器，环氧浇注干式变压器，包括低压绕组、两段高压绕组、铁芯、上夹件、下夹件；所述的铁芯设有上、下轭铁，上、下轭铁的左端之间设置有左边柱，左边柱的上、下两端分别和上、下轭铁的左端搭接；上、下轭铁的右端之间设置有右边柱，右边柱的上、下两端分别和上、下轭铁的右端搭接；上、下轭铁的中间部位设置有中柱，中柱的上、下两端分别和上、下轭铁的中间部位搭接，在左、右两个边柱和一个中柱上分别装设有整个线圈，整个线圈的里层设置有低压绕组，在低压绕组的外层设置有两段高压绕组，在上、下轭铁的前后两面分别设置有上、下夹件并用螺栓固定；
所述的低压绕组采用铜箔绕制，层间设置有DMD树脂预浸渍的材料层进行绝缘，高压绕组设置在低压绕组的外层，每一段高压绕组的两端设置成梯形端，各层绕组的初始一匝线圈错位下一层线圈一个设定位置，每层初始一匝线圈的起头与下一层最末一匝的完头相连接，由里层向外层每层绕组的匝数逐层递减，如图6所示，高压绕组相邻的两层之间装设有一层柔软型网格布作为绝缘材料；在高压绕组的外围装设有无溶剂网格材料作为外绝缘。
所述铁芯上设置有A、B、C三相的三个整个线圈，整个线圈的低压绕组外层设置有两段高压绕组，三个高压绕组的输出端如图6以A相线圈为例标示为A、X。
上述环氧浇注固体绝缘开关和环氧浇注干式变压器采用环氧浇注。
上述在熔断器仓的下部设置有接地开关；用于保护操作检修人员的安全；
上述环氧浇注干式变压器的低压绕组采用铜箔绕制，层间设置有DMD树脂预浸渍的绝缘层。
上述环氧浇注干式变压器高压绕组的接线端通过定型产品可安全接触性多分接预制绝缘终端头与环氧浇注固体绝缘开关底端的电缆座触头紧固连接的电缆插头相连接。
上述环氧浇注干式变压器低压输出端通过低压电缆与低压室相连接，低压室设置为金属封闭结构。
上述环氧浇注干式变压器高压绕组的相间通过定型产品可安全接触性多分接预制绝缘终端头相互连接。
本发明的工作程序：
外部高压从室外的进户线的瓷瓶端引入到环氧浇注干式集成变电站装置并压接在母排上，从位于母排上的根绝缘母线再连接到母线转接支撑，进而使母排走向由原来的左中右变换为前中后，由下引软连接紧固压接到环氧浇注固体绝缘开关的三个灭弧室的动端，环氧浇注固体绝缘开关为环氧全绝缘的高压开关，高压电缆从环氧浇注固体绝缘开关的底端输出，通过可触摸的连接电缆头接到环氧树脂的全密封变压器的高压端，经变压后从环氧树脂的全密封变压器的低压端输出低电压供用户使用，完成整个安全变电的全过程。
本发明采用环氧树脂浇注的全绝缘的高压室、环氧树脂浇注的全密封变压器，并通过环氧浇注干式集成变电站装置内部的可触摸连接头电缆联接，所有可以间接接触的部分只有400V电压。电力有关规程《全国供用电规程》规定，凡送电容量超过160kVA，或用电容量超过250kW，则要求上高压，一般160～250kVA采用6kV，315kVA以上采用10kV。高压直接进入市区，深入负荷中心，可以减少线路损耗，提高供电质量。随着城市高楼大厦的崛起，生活小区的形成以及生产的集团化和规模化，需要高压送电给负荷中心。有关资料显示，如果将电压等级从380V提高到万伏级(10kV)，可减少线路损耗60％，又可减少用铜量及总投资52％，技术经济效益相当可观。总体占用空间为传统的变电站的1/10。将高压10kV电源直接送入负荷中心，适宜在大厦楼宇、住宅小区分散供电单元、企业的高负荷(＞160kVA)用电车间、需要可靠供电的医院和军工供电部门等应用。总体结构见附图1所示，采用空间“品”字型结构布设。电缆联接为直线联接节省空间及联接电缆，节省铜材用量约25％。高压深入负荷中心后可节约输电线路耗用的铜材52％，减少因低压输电而造成线路损耗的60％，本发明极为妥善的解决了能源损耗问题。
环氧浇注干式集成变电站装置按无人(少人)值守设计，将高压的原器件组合封闭，减少外界环境的影响。环氧浇注干式集成变电站装置整体在制造厂完成设计、制造与安装，并完成其内部电气接线。环氧浇注干式集成变电站装置需要经过规定的模式试验、考核和出厂实验的验证。
本发明设备整体防护严密，高压室及变压器室高压部分均系采用环氧树脂浇注全绝缘开关设备，不受外界电磁干扰也不会干扰和污染环境，运行中不受周围环境、凝露和污秽的影响。整套设备具有遥控、遥测、遥信、遥调的四遥功能、综合保护功能、关键部位自动测温等先进的监测控制功能，能进行远方监测控制。本发明体积小、减少占地面积，同时减少了用户的投资，具有极高的电气安全性能，很好的解决了变电站的可靠性问题；。本产品高压开关部分采用真空灭弧技术，若开关开断发生短路电流等事故时没有爆炸危险，绝缘部分全部采用憎水性好的环氧树脂和硅橡胶制造。开关内部完全不采用SF6等气体绝缘，不会有气体和液体泄露的危险。
本发明不论在经济实用方面或在电气产品应用上，都具有极强的实用性和先进性。
需要说明的是：在不改变本发明原理与构思的前提下，所作出的改变或变形，均属于本发明的保护范围。
附图说明
图1是本发明空间品字型布设示意图。
图2是本发明高压室与变压器室连接示意图。
图3是图2俯视示意图。
图4是本发明高压室结构示意图。
图5是本发明环氧浇注干式变压器主视示意图。
图6是本发明环氧浇注干式变压器线圈结构示意图。
图7是本发明整个线圈安装的示意图。
具体实施方式
实施例
环氧浇注干式集成变电站装置，包括壳体8及装设在壳体8内的高压室2、变压器室1、低压室3、环氧浇注干式变压器7和电缆引进及馈出单元，所述的变压器室1的上端并列设置有高压室2和低压室3，三者构成品字型结构。
高压室2内设置有三相三根绝缘母线11、三个母线转接支撑10和环氧浇注固体绝缘开关4；三根绝缘母线11分别位于所述环氧浇注固体绝缘开关4上部的前面左侧，正中和后面的右侧，所述环氧浇注固体绝缘开关4位于高压室2的中间位置，三个母线转接支撑10的一端分别对应与三根绝缘母线11插拔连接，另一端分别对应与前、中、后三个转接支撑座12固定连接，前、中、后三个转接支撑座12分别位于所述环氧浇注固体绝缘开关4顶端中部部位的前面、正中和后面；三个转接支撑座12的底端分别对应与A、B、C三相的下引软连接28固定连接。
所述环氧浇注固体绝缘开关4的制造与安装具有很强的技术性和工艺性，整个环氧浇注固体绝缘开关4设有壳体8金属薄板加工成型与周围环境相隔，起到防护和隔离作用。如附图2-4所示，所述环氧浇注固体绝缘开关4包括成品件操作机构15、A、B、C三相的三个绝缘杆13、三个灭弧室24、三个熔断器运载小车39，电缆引进及馈出单元；绝缘杆13的一端与位于所述环氧浇注固体绝缘开关4左端的通用操作机构15的转动部件14相连接，绝缘杆13的另一端与三个灭弧室24的动端27紧固连接，并同时与母线转接支撑10下端的下引软连接28紧固压紧连接，三个灭弧室24的动端27与三个灭弧室24的静端22位于三个灭弧室两端，三个灭弧室24的动端27与三个灭弧室24的静端22通过操作机构15控制分开或闭合，三个灭弧室24的静端22分别对应固定连接下引铜排21端子，下引铜排21的末端装设有末端触头20；末端触头20位于熔断器仓16的底端，熔断器仓16位于三个灭弧室24的下面，熔断器仓16内装设有熔断器运载车39，熔断器运载车39上设置有卡具，熔断器通过卡具与熔断器运载车39紧固连接，熔断器运载车39装设在熔断器仓16滑道上，熔断器运载车39的底面设置有丝母，丝母与操作丝杠转动连接，操作丝杠位于熔断器运载车39的一侧，操作丝杠与定型的成品件传动装置相连接；由手动传动装置控制丝杠转动，熔断器运载车39的一端设置有动触头23，动触头23与下引母排21上的末端触头20分开或闭合；熔断器运载车39的另一端设置有端触头17，端触头17与电缆座触头19分开或闭合，电缆座触头19设置在所述环氧浇注固体绝缘开关4的底部；
电缆引进及馈出单元，包括电缆座触头19、外接电缆插头18，电缆座触头19与所述环氧浇注固体绝缘开关4紧固连接，外接电缆插头18与电缆座触头19紧固连接；所述氧浇注固体绝缘开关4采用环氧浇注。外接电缆插头18固定连接定型产品可安全接触性多分接预制绝缘终端头5的一端，可安全接触性多分接预制绝缘终端头5的另一端与环氧浇注干式变压器7的高压侧的接线端紧固连接。
在熔断器仓16的下部设置有接地开关9，用于保护操作检修人员的安全。
所述环氧浇注干式变压器7装设在变压器室1内，如图5-7所示，所述环氧浇注干式变压器7包括低压绕组34、两段高压绕组33、铁芯。
铁芯设有上轭铁29、下轭铁32，上、下轭铁29和32的左端之间设置有左边柱31，左边柱31的上、下两端分别和上、下轭铁29和32的左端搭接；上、下轭铁29和32的右端之间设置有右边柱35，右边柱35的上、下两端分别和上、下轭铁29和32的右端搭接；上、下轭铁29和32的中间部位设置有中柱30，中柱30的上、下两端分别和上、下轭铁29和32的中间部位搭接，铁芯是经精心设计采用磁滞伸缩量较小的30ZH120晶粒取向高导磁硅钢片在全自动剪切设备上剪切，确保其剪切精度。同时，SC(B)型产品的铁芯结构采用单片、四步进、纵向阶梯叠片方式自动叠装，从而保证单片叠装的精度要求，在铁芯坚固装置上，采用新型钢拉板、钢拉带的紧固结构，既可以有效地压紧绕组，又可对铁芯的左、右边柱31和35、中柱30起到绷紧作用，避免其弯曲及伸缩，通过蝶形弹簧来保证产品在运行中具有恒定的压紧力。铁芯采用全斜接缝同步步进式搭接方式，可保证铁芯的最佳性能和最低的噪声水平。
在两个左、右两个边柱31和35及一个中柱30上分别装设有整个线圈37，整个线圈37的内层设置有低压绕组34，在低压绕组34的外层设置有两段高压绕组33，在上、下轭铁29和32的前后两面分别设置有两个上夹件36和两个下夹件38，并分别用螺栓固定。
低压绕组34采用铜箔缠绕，层间设置一层DMD树脂预浸渍的绝缘材料进行绝缘。高压绕组33在已绕制成型的低压绕组上用优质无氧铜导线采用特种分段圆筒式结构进行绕制，即高压绕组33的一端各层线圈的起头错位分布，成为高压绕组33的起头端，每层初始一匝的起头与下一层最末一匝的完头相连接，由里层向外层每层绕组的匝数逐层递减形成梯形端，如图6所示，从投影来看：高压绕组33的外轮廓线组成了等边梯形。高压绕组33的层间装设有一层柔软型网格布25作为绝缘材料；其网格规格为2×4mm，在高压绕组33的外围装设有无溶剂网格材料26。整个线圈37是在低压绕组34的外层设置两段高压绕组33，高压绕组33的输出端如图5以A相线圈为例标示为A、X。
从投影角度看：整个线圈37的中部因两个梯形端的相对而形成等边梯形的中空位置，从而增加了浇注的充填空间。整个线圈37绕制后加树脂填料、预埋树脂散热气道，最外层缠绕玻璃纤维增强绝缘，在整个线圈37成型后将其放入烘炉固化，然后将整个线圈37放在预热炉中直到达到180℃的浇注温度，预热好的整个线圈37被移送到真空浇注室，当浇注室内的真空度达到50-100Pa的规定值，树脂就被浇注到模具中。混合的树脂粘度非常低，可以填充细隙，并且与柔软型网格布无溶剂网格材料融为一体，从而达到最低的局部放电水平，在浇注完成以后，整个线圈37经过固化达到最后的良好性能。使之成为有极强抗短路能力的变压器线圈。
所述环氧浇注干式变压器7的高压绕组的三相之间通过定型产品可安全接触性多分接预制绝缘终端头5相互连接。所述环氧浇注干式变压器7的低压输出端通过低压电缆6引入低压室3，低压室3设置为金属封闭结构。
Claims (7)
1.环氧浇注干式集成变电站装置，包括壳体(8)及装设在壳体(8)内的高压室(2)、变压器室(1)、低压室(3)、环氧浇注固体绝缘开关(4)、环氧浇注干式变压器(7)和电缆引进及馈出单元；其特征在于：
所述的变压器室(1)的上端并列设置有高压室(2)和低压室(3)，三者成品字型布设；
所述高压室(2)包括三根绝缘母线(11)、三个母线转接支撑(10)、所述环氧浇注固体绝缘开关(4)；三个母线转接支撑(10)分别位于所述环氧浇注固体绝缘开关(4)的前面左上侧、正中的上方和后面的右上侧，所述环氧浇注固体绝缘开关(4)位于所述高压室(2)的中间位置，三个母线转接支撑(10)的一端分别对应与三根绝缘母线(11)插拔连接，另一端分别对应与前、中、后三个转接支撑座(12)固定连接，前、中、后三个转接支撑座(12)分别位于所述环氧浇注固体绝缘开关(4)顶端中部部位的前面、正中和后面；三个转接支撑座(12)的底面分别对应与三个下引软连接(28)固定连接；
所述环氧浇注固体绝缘开关(4)包括三个绝缘杆(13)，三个熔断器仓(16)，三个熔断器运载车(39)；三个绝缘杆(13)的一端分别对应与位于所述环氧浇注固体绝缘开关(4)左端的三个操作机构(15)的转动部件(14)相连接，三个绝缘杆(13)的另一端分别对应与三个灭弧室(24)的动端(27)紧固连接，同时分别对应与三个转接支撑座(12)底端的下引软连接(28)紧固连接，三个灭弧室(24)的动端(27)与三个灭弧室(24)的静端(22)通过操作机构(15)控制分开或闭合，三个灭弧室(24)的静端(22)分别对应固定连接下引铜排(21)端子；下引铜排(21)的末端设置有末端触头(20)，末端触头(20)位于熔断器仓(16)的底部，熔断器仓(16)位于三个灭弧室(24)的下面，熔断器仓(16)内装设有熔断器运载车(39)，熔断器运载车(39)上设置有卡具，熔断器通过卡具与熔断器运载车(39)紧固连接，熔断器运载车(39)装设在熔断器仓(16)的滑道上，熔断器运载车(39)的一端设置有动触头(23)，动触头(23)与下引母排的末端触头(20)分开与关合，熔断器运载车(39)的另一端设置有端触头(17)，端触头(17)与电缆座触头(19)触头分开或闭合；
所述的电缆引进及馈出单元包括电缆座触头(19)、外接电缆插头(18)，电缆座触头(19)设置在所述环氧浇注固体绝缘开关(4)的底部，电缆座触头(19)与所述环氧浇注固体绝缘开关(4)紧固连接，外接电缆插头(18)与电缆座触头(19)紧固连接；
所述环氧浇注干式变压器，包括整个线圈(37)、低压绕组(34)、两段高压绕组(33)、铁芯；整个线圈(37)的里层设置有低压绕组(34)，在低压绕组(34)的外层设置有两段高压绕组(33)，高压绕组(33)的两端设置成梯形端，各层绕组的初始一匝线圈错位下一层线圈一个设定位置，由里层向外层每层绕组的匝数逐层递减；高压绕组(33)相邻的两层之间设置有一层柔软型网格布(25)；在高压绕组(33)的外围设置有无溶剂网格材料(26)。
2.根据权利要求1所述的环氧浇注干式集成变电站装置，其特征在于：所述环氧浇注固体绝缘开关(4)和所述环氧浇注干式变压器(7)采用环氧浇注。
3.根据权利要求1所述的环氧浇注干式集成变电站装置，其特征在于：所述环氧浇注干式变压器的低压绕组(34)采用铜箔绕制，层间设置有DMD树脂预浸渍的绝缘层。
4.根据权利要求1所述的环氧浇注干式集成变电站装置，其特征在于：所述环氧浇注固体绝缘开关(4)在熔断器仓(16)的下部设置有接地开关(9)。
5.根据权利要求1所述的环氧浇注干式集成变电站装置，其特征在于：所述环氧浇注干式变压器(7)低压输出端通过低压电缆(6)与低压室(3)相连接，低压室(3)设置为金属封闭结构。
6.根据权利要求1所述的环氧浇注干式集成变电站装置，其特征在于：所述环氧浇注干式变压器(7)高压绕组(33)的接线端通过可安全接触性多分接预制绝缘终端头(5)与所述环氧浇注固体绝缘开关(4)底端的外接电缆插头(18)紧固连接。
7.根据权利要求1所述的环氧浇注干式集成变电站装置，其特征在于：所述环氧浇注干式变压器(7)高压绕组(33)的相间通过可安全接触性多分接预制绝缘终端头(5)相互紧固连接。
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