CN101888066B - 全绝缘地埋式变电站 - Google Patents
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Abstract
全绝缘地埋式变电站，包括框架及装设在框架内高压单元、变压器单元、低压单元；变压器装设在变压器防护箱中，框架的下半部、变压器防护箱和变压器装设在地下；高、低压单元位于变压器单元的上面且设置在地面上。多个热管垂直装设在变压器油槽中，热管的上部分别位于高、低压单元的一侧，高压固体绝缘开关的动触头与操作机构相连接，变压器二次侧接线端通过电缆穿设低压套管与低压开关的上端相连。本发明采用模块化集成组合结构，可分体置换。本发明设计科学、合理、富有创意、体积小巧、监测显示仪表装设在一侧方便维修和操作、降低能量消耗，安装容易，经济适用性强，稳定可靠，具有较好的发展前景。本发明适用于供电部门使用。
Description
技术领域
本发明涉及的是变电站，具体的是采用集负荷开关、熔断器、隔离断口及接地功能于一体的固体绝缘开关和低损耗油浸变压器和低压馈出模块化集成组合结构的全绝缘地埋式变电站。
背景技术
变电站是电力系统中不可缺少的重要组成部分，其主要起着分配电能、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触电而造成供电故障，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，这既耗时，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。
随着我国城网改造的进一步深入，国内生产变电站的厂家如雨后春笋般发展壮大起来，竞争越来越激烈，目前大多数国内欧式变电站主要以复合板、不锈钢板、金邦板外壳为主，如正泰集团、天安集团、东盟等，传统的高压/低压预装式变电站，变压器室、高压室、低压室水平布置在同一平面内，露在地面的箱体高度较大，一般高度在2米以上，占地面积大。目前全埋式箱变的高低压柜元件适宜在地下条件使用的技术尚不成熟，存在安全隐患，只能将变压器只身埋于地下，散热通风不畅，热量散不出去，这就相应要求变压器绝缘材料的绝缘等级要高，变压器油的燃点也要高，从而使变压器的成本提高很多，同时其使用寿命还有待于长时间的验证，最为关键的是不能保证绝对的安全。
发明内容
本发明的目的是针对目前变电站占用面积大、运营成本高和存在安全隐患的问题，而提供一种采用模块化结构安装方便，能量消耗少，安全可靠的全绝缘地埋式变电站。
采用的技术方案是：
全绝缘地埋式变电站，包括框架及装设在框架内高压单元、变压器单元、低压单元；所述变压器单元，包括变压器、变压器防护箱和热管散热器；变压器(全绝缘变压器已获专利，专利号为200720012091.6)装设在变压器防护箱中，防护箱与框架的下半部固定连接，框架的下半部、变压器防护箱和变压器装设在地下设施内；
上述热管散热器包括多个热管；多个热管垂直装设变压器油槽中，并分为两部分，一部分多个热管的上部位于高压单元的一侧和另一部分多个热管的上部位于低压单元一侧，多个热管的中部与变压器壳体的顶部焊接，多个热管的下端与变压器油槽底部的变压器油箱连通，在高压单元和低压单元的顶部及侧面设有通风孔，以保证自然对流通风散热；
所述高压单元，包括操作机械，高压固体绝缘开关；高压单元位于变压器单元的上面且设置在地面上，高压固体绝缘开关(双隔离开关已获专利，专利号为200820013728.8)位于变压器的一次侧的上面，高压固体绝缘开关的输出端通过电缆与变压器的A、B、C三相高压套管相连接，高压固体绝缘开关的输入端通过高压进线套管外接高压电缆；高压固体绝缘开关的动触头与操作机构相连接，操作机构采用公知技术，为成品件。
上述低压单元包括低压套管和低压开关；低压单元位于变压器单元的上面且设置在地面上，低压单元变压器二次侧接线端通过电缆将低压套管与低压开关的上端相连，低压开关的下端外接用电设备。
上述防护箱的高度高于变压器的高度，装设地下时防护箱高出地面，避免变压器受雨水侵蚀。
上述全绝缘高压开关的输入、输出的电缆端头、变压器的输入端均采用全绝缘电缆终端头。
上述高压单元、变压器单元、低压单元和操作机构为模块化集成组合结构，可分体置换。
本发明使用状况简述：
全绝缘地埋式变电站采用空间双层立体化结构，将变压器置于高低压单元下方，一体运输安装。安装时变压器沉入地下，高低压单元及热管散热器露于地面，一般高度在1.3米以下，占地面积小。由于全绝缘地埋式变电站有其独特的结构优势，采用中压终端供电方案，以中压深入负荷中心，减少馈电半径为最终目的；提高供电质量，减少损耗，安装维护及拆装方便灵活，无污染，运行可靠。适用于城市配电，路灯用电，工矿企业，市区建筑，山区，尤为中压终端负荷分散的场合和用电负荷系数变化较大的中压终端供电设备。
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。本发明的优点为：
(1)全绝缘地埋式变电站采用模块化集成组合结构，分为高压开关操作单元、高压进线单元、低压开关出线单元、变压器单元、变压器防护箱单元、变压器散热单元，各单元可分体置换。目前国内外尚无其他厂家生产。
(2)高压侧采用集负荷开关、熔断器、隔离断口及接地功能于一体的固体绝缘环氧浇注集成保护模块，安全可靠，环保无污染。
(3)所有高压侧均为全绝缘，无裸露带电体，安全可靠。
(4)高压侧进出线连接采用可触摸式全绝缘电缆插拔头，方便用户安装及检修。
(5)高压开关具有“遥调、遥测、遥信、遥控”四遥功能和机械集成模块式五防功能。
(6)变压器采用热管散热技术(热管是利用作动流体的相变化，达到微小温差，快速传送大量热量的元件，即为所谓的热超导)，热管安装在变压器的上部，散热速度快，有利于变压器的散热。变压器的温升较低可提高变压器的使用寿命。
(7)全绝缘地埋式变电站侧面及顶盖上设有通风孔，采用自然对流通风，保证热量及时散出。
(8)变压器散热单元中的热管与高压单元和低压单元用隔板隔开，彼此间互不影响，防止高低压单元内温度高，影响开关的使用寿命。
(9)变压器室内装设有国内经济指标较好的成品的S11油浸式变压器。
(10)变压器外面设有防护箱，采用德国防腐技术处理，可防止雨水和潮气进入腐蚀变压器油箱。
(11)低压单元馈出开关采用安装板固定，空间小，接线方便，可设计配电、动力、照明、计量、无功补偿等功能。
(12)采用整体框架结构，高压和低压在上部，方便进行检修和操作；变压器室置于地下，可大大为用户节约占地面积和施工费用。
本发明的技术创新点
(1)全绝缘地埋式变电站采用模块化集成组合结构，分为高压开关操作单元、高压进线单元、低压开关出线单元、变压器单元、变压器防护箱单元、变压器散热单元，各单元可分体置换。
(2)全绝缘地埋式变电站高压侧采用全绝缘固体绝缘开关，将高压的元器件组合封闭，减少外界环境的影响，并以中压深入负荷中心，减少馈电半径为最终目的，有效降低变配电运行成本。
(3)高压进出线采用全绝缘绝缘电缆终端头，无裸露带电体，连接方便，安全可靠。
(4)采用整体框架结构，高压开关操作单元、高压进线单元、低压开关出线单元、变压器散热单元在上部，变压器单元和变压器防护箱单元置于下部，整体结构紧凑，占地面积小。
(5)全绝缘地埋式变电站变压器采用热管散热技术，热管插入到变压器油箱内，热管焊接在变压器的上部，排布在变压器油箱的两侧，保证变压器热量能均匀地传导散出，并设有专用散热单元通道，在顶部及侧面设有通风孔，保证自然对流通风散热。
(6)全绝缘地埋式变电站变压器外面设有防护箱，防护箱高出地平面，避免变压器受雨水侵蚀。
本发明设计科学、合理、富有创意、体积小巧、监测显示仪表装设在一侧方便维修和操作、降低能量消耗，安装容易，经济适用性强，稳定可靠，具有较好的发展前景。本发明适用于供电部门使用。
附图说明
图1是本发明的正面结构示意图。
图2是本发明的左侧低压单元结构示意图。
图3是本发明的右侧高压单元结构示意图。
图4是图1俯视结构布局示意图。
具体实施方式
全绝缘地埋式变电站，包括框架4及装设在框架4内高压单元11、变压器单元5、低压单元1；在框架4的顶端安有顶盖2；
所述变压器单元5，包括变压器8、变压器防护箱10和热管散热器9，变压器8装设在变压器防护箱10中，变压器防护箱10与框架4的下半部固定连接，框架4的下半部、变压器防护箱10和变压器8装设在地下设施内；
上述热管散热器9包括多个热管15；多个热管15垂直装设变压器8油槽中，并分为两部分，一部分多个热管15的上部位于高压单元11的一侧，另一部分多个热管15的上部位于低压单元1的一侧，多个热管15的中部与变压器8壳体的顶部焊接，多个热管15的下端与变压器油槽16底部的变压器油箱连通，在高压单元11和低压单元1的顶部及侧面设有通风孔，以保证自然对流通风散热；
所述高压单元11，包括操作机构7，高压固体绝缘开关6；高压单元11位于变压器单元5的上面且设置在地面上，高压固体绝缘开关6位于变压器8的一次侧的上面，高压固体绝缘开关6的输出端通过电缆与变压器高压套管12相连接，高压固体绝缘开关6的输入端通过高压进线套管13外接高压电缆；高压固体绝缘开关6的动触头与操作机构7相连接；
上述低压单元1包括低压套管14和低压开关3；低压单元1位于变压器单元5的上面且设置在地面上，变压器8二次侧接线端通过电缆将低压套管14与低压开关3的上端相连，低压开关3的下端外接用电设备。
上述变压器防护箱10的高度高于变压器8的高度。
上述高压固体绝缘开关6的输入、输出的电缆端头、外接高压电缆均采用全绝缘电缆终端头。
上述高压单元11、变压器单元5、低压单元1和操作机构7为模块化集成组合结构，可分体置换。
Claims (4)
1.全绝缘地埋式变电站，包括框架(4)及装设在框架(4)内高压单元(11)、变压器单元(5)、低压单元(1)；其特征在于：
所述变压器单元(5)，包括变压器(8)、变压器防护箱(10)和热管散热器(9)，变压器(8)装设在变压器防护箱(10)中，变压器防护箱(10)与框架(4)的下半部固定连接，框架(4)的下半部、变压器防护箱(10)和变压器(8)装设在地下设施内；
上述热管散热器(9)包括多个热管(15)；多个热管(15)垂直装设变压器(8)油槽中，并分为两部分，一部分多个热管(15)的上部位于高压单元(11)的一侧，另一部分多个热管(15)的上部位于低压单元(1)一侧，多个热管(15)的中部与变压器(8)壳体的顶部焊接，多个热管(15)的下端与变压器油槽(16)底部的变压器油箱连通，在高压单元(11)和低压单元(1)的顶部及侧面设有通风孔；
所述高压单元(11)，包括操作机构(7)，高压固体绝缘开关(6)；高压单元(11)位于变压器单元(5)的上面且设置在地面上，高压固体绝缘开关(6)位于变压器(8)的一次侧的上面，高压固体绝缘开关(6)的输出端通过电缆与变压器高压套管(12)相连接，高压固体绝缘开关(6)的输入端通过高压进线套管(13)外接高压电缆；高压固体绝缘开关(6)的动触头与操作机构(7)相连接；
上述低压单元(1)包括低压套管(14)和低压开关(3)；低压单元(1)位于变压器单元(5)的上面且设置在地面上，变压器(8)二次侧接线端通过电缆穿设低压套管(14)与低压开关(3)的上端相连，低压开关(3)的下端外接用电设备。
2.根据权利要求1所述的全绝缘地埋式变电站，其特征在于：上述变压器防护箱(10)的高度高于变压器(8)的高度。
3.根据权利要求1所述的全绝缘地埋式变电站，其特征在于：上述高压固体绝缘开关(6)的输入、输出的电缆端头、外接高压电缆均采用全绝缘电缆终端头。
4.根据权利要求1所述的全绝缘地埋式变电站，其特征在于：上述高压单元(11)、变压器单元(5)、低压单元(1)和操作机构(7)为模块化集成组合结构，可分体置换。
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