CN102027652A

CN102027652A - 变电所

Info

Publication number: CN102027652A
Application number: CN2009801167752A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: EMAC ELECTROMECHANICAL APPLIC
Current assignee: EMAC ELECTROMECHANICAL APPLIC
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: EA021000B1; CN102027652B; ES2603528T3; EP2289138A2; WO2009138461A2; EP2289138B1; EA201071302A1; WO2009138461A3

Abstract

本发明的高级变电所或变电中心是得自其中所包含的设备的所发明的独特互连方案的应用。这涉及中压断路器的应用，所述中压断路器以环路的主功率通量仅隧穿通过此断路器的方式与其它设备或开关互连。所有其它开关装置需要仅断开配电变压器负载电流，因此实现了SF6的消除以及改为使用矿物或硅酮油、酯或固体绝缘物。另外，通过引入自动分段点且借助使真空断路器保护配电变压器而消除HRC熔丝，来实现电缆网的可靠性的改进。本发明还涉及用于保护、自动分段且重新配置中压配电线以抵御电故障的系统，所述系统利用彼此互连且任选地互连到常规变电所的所述变电所。

Description

变电所

技术领域

本发明涉及用于将电能从中压(1到45KV)变换到低压的变电所。更具体地说，本发明涉及串联连接在电中压三相配电线中在所述配电线的三相输入端子与三相输出端子之间的此变电所。

背景技术

变电所，也称为变电中心或二级变电所，既定用以将电能从中压变换到低压。此变电所本质上包括一个或一个以上配电变压器，其具有对应的中压开关装置或切换布置(通常称为环网柜(Ring Main Unit，RMU))，用于将电流从配电线妥善地传导到变压器。变电所具有识别配电线中或配电变压器中的短路的位置、隔离故障且及时恢复服务的能力。这些变电所还含有其它组件或相关材料，例如开关装置、电流和电压感测装置的互连母线连接；开关装置、传感器、计量装置、故障指示器和保护继电器所需的合适电介质；电信和遥控系统以及低压面板。

可在图1中看到常规变电中心或变电所的单线图，其展示以下基本组件：配电变压器4、低压面板5、多个开关8-1、8-2、8-3(称为开关装置或环网柜(RMU))以及一组三个HRC熔丝9。还指示配电线的输入端子20和输出端子20’，以及配电变压器4的中压端子30。指出术语“变电中心”、“变电所”、“二级变电所”等是根据本发明用于指代电连接在中压配电线中且通常操作用于将中压变换成低压能的任何装置或设备。

在图2中，与图1所说明的组件相同的组件可在展示其物理布置的侧视图中看到。

图3展示经改进的常规变电所的另一单线图，其中为了与图1的变电所相比改进服务性能，已添加了两个断路器6-1和6-2。如先前所提到，尽管从故障分段和定位的观点来看是显著的，但与先前变电所相比，这两个断路器6-1和6-2(一个用于保护配电变压器4，且一个用于中压三相配电线的自动分段)的添加具有与双断路器配置相关联的成本增加的缺点。

目前，主要用于连接、断开和旁路配电变压器的开关装置(RMU)通常包含如(例如)图1中所示的三个开关8-1、8-2、8-3(更具体地说，负载断开故障造成(LoadBreak Fault Make，LBFM)开关)的组合，根据图1的单线图，其主要使用SF6作为绝缘和电流中断电介质与HRC(高断裂能力)熔丝9用于变压器保护，在图1的单线图中，展示三个LBFM开关8-1、8-2、8-3、三个HRC熔丝9、变压器中压端子30以及输入配电线端子20和输出配电线端子20’之间的常规互连示意图。

O·欧玛嘉宝(O.Ormazabal)的ES2212747揭示图1中所示的典型变电所，所涉及的所有组件的互连方案的单线图在第1页第21到61行以及第4页第4到13中有详细描述。

MERLIN GERIN的FR2341972在图1和图2中揭示典型变电所的物理布局。

此项技术中已知，HRC熔丝9的不稳定操作(配电变压器中无故障)是对配电网络维护人员造成大量麻烦的服务操作的原因；这些熔丝被认为在高达85％的情况下会不合逻辑地操作。在未接地和彼得森线圈接地配电线和系统中，接地故障大多数实质上低于配电变压器负载电流，且因此HRC熔丝无法保护变压器抵抗接地故障，根据统计，接地故障占变压器中的故障的95％。

另一方面，LBFM开关在闭合以抵抗故障时具有有限的工作操作数目，且其操作取决于其先前活动。因此，当手动闭合此开关以抵抗通电配电线上的故障时，操作者不知道此开关的未来可靠性。

此外，LBFM开关的所提到的不足之处导致以下缺点：高压/中压(HV/MV)供电所主配电线断路器的大量操作(自动和手动)，从而对受影响的配电线所供应的消费者造成较长的停工周期和较长的烦扰。而且，在定位到故障之前，整个配电线被关闭，从而导致延长的停工(小时/客户/年)；因此公共事业必须因每年的停工的累积而支付繁重的罚款。

一种可能的已知解决方案是使用基于SCADA的系统。与这些系统相关联的缺点是需要远程操作的机动化LBFM开关以及远程故障指示器，其导致关于电动机、故障指示器、数据或电信网络、RTU等的基础设施成本逐渐增加。另外，LBFM开关的有限的工作寿命的不便之处仍未得到解决，因此有必要使用HV/MV供电所主配电线断路器作为具有如上文所述的负面结果的仅有自动短路中断装置，且所使用的电信基础设施展示数据传输特有的缺点。

由于这些变电所中的大多数都服务市区，其中房地产的价值非常高，且空间的可用性极其有限，所以对优化变电中心的大小，且更明确地说优化中压开关装置的大小的需要导致使用SF6作为中断与绝缘电介质来代替空气，从而在减小变电中心的总体大小方面具有极佳成果。然而，根据关于气候变化的京都协议(Kyotoprotocol)，SF6被文件证明为非常有效力的温室气体，且因此显然需要减少或可能消除其使用。

SF6中的电负载电流中断产生有毒材料，且需要特殊的预防措施来处置和维持用过的开关装置，否则会发生事故。

电力公用事业监视和登记SF6含量的压力在许多国家正成为昂贵的义务。

出于上文所提到的所有原因，消除SF6的使用而不增加变电中心的总体大小的替代方案被积极推行。

可代替SF6而使用的另一电介质是矿物或硅酮油或酯，因为它们已经在变压器中用作电介质或固体绝缘物。

这些电介质流体具有的局限之处是难以满足根据相关IEC标准的“内部电弧测试”，且因此不可能简单地用这些电介质流体来替代SF6，而不对变电所开关装置和组件的常规互连系统作出修改且对电设备容器作出适当设计。

为了增加中压配电线中且更具体地说除HV/MV供电所中的主馈电线断路器之外的未接地的电缆配电网络中的可靠性，需要若干其它断路器沿配电线与主馈电线断路器串联，以便增加自动分段点的数目，其将通过更快地识别故障的位置、自动地重新配置网络且使受电力故障影响的客户减到最少来改进可靠性。为此，若干电公用事业用真空断路器6-1来代替SF6LBFM开关中的一者(如图3所示)，而不修改变电中心的常规互连系统。

为了减少HRC熔丝9的不稳定误动作的后果，且保护中压配电线抵御配电变压器中的接地故障(其在未接地或彼得森线圈接地配电线或系统的情况下，无法由HRC熔丝9识别)，若干电公用事业用真空断路器6-2来代替图1和图2中所示的通常使用的SF6负载断路开关8-3与HRC熔丝9的组合，如图3所示，而根本不改变变电所的现有常规互连系统。组件(两个中压断路器)的成本、变电所占用面积(与常规情况相同)以及SF6的使用(其无法被消除)是这种解决方案的缺点中的一些缺点。

发明内容

本发明设法提供一种在配电变压器、中压开关装置以及配电线的输入和输出端子之间的互连方案，其实施将满足配电线和变压器保护要求，消除HRC熔丝且提供自动线路分段，从而以成本高效方式显著增加服务质量，并且消除SF6的使用，同时维持紧凑的变电所。本发明还设法提供用于所述开关装置且任选地包含变压器的适当容器，当使用空气、SF6、矿物或硅酮油、酯或固体材料作为电绝缘媒介时，其将满足相关IEC标准强加的内部电弧测试条件的要求。

根据本发明，提供一种变电所，其将电能从中压变换到低压，所述变电所串联连接在电中压三相配电线中位于该配电线的三相输入端子与三相输出端子之间。所述变电所进一步包括中压断路器，其跨越中压开关装置的至少一部分的端子而并联电连接，且所述断路器也与中压配电线串联电连接在配电线的三相输入端子与三相输出端子之间。而且，中压断路器手动地和/或电地和/或自动地与中压开关装置互锁。

根据本发明的一个实施例，变电所的中压开关装置包括：三位置(a-关-b)负载断路开关，其一组三个可移动触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子；其第一组三个静止触点连接到断路器的第一组三个衬套，且连接到三位置无负载断开与接地开关的第一组三个静止触点；且其第三组三个静止触点电连接到断路器的第二组三个衬套，且连接到另一个三位置无负载断开与接地开关的第一组三个静止触点，使得三位置无负载断开与接地开关的接地的那组三个静止触点与地电连接，且三位置无负载断开与接地开关的一组三个可移动触点连接到配电线的三相输入端子，且所述另一个三位置无负载断开与接地开关的一组接地的三个静止触点与地电连接，且所述另一个三位置无负载断开与接地开关的一组三个可移动触点电连接到配电线的三相输出端子，且接地开关电连接到三位置(a-关-b)负载断路开关的所述组三个可移动触点，其电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子。

根据如先前段落中所陈述的本发明的另一实施例，接地开关被消除，且三位置负载断路开关电连接在至少一个配电变压器的三相中压端子与三位置负载断路与接地开关之间，使得三位置负载断路开关的一组三个静止触点与地电连接，三位置负载断路开关的另一组三个静止触点连接到开关三位置负载断路与接地的所述组三个可移动触点，且三位置负载断路开关的一组三个可移动触点电连接到至少一个配电变压器的中压端子。

根据本发明的又一实施例，两个接地开关分别电连接到三位置负载断路与接地开关的两组三个静止触点，两个三位置无负载断开与接地开关均被消除，且中压断路器为中压类型；可抽出的断路器的衬套分别直接电连接到配电线的三相输入端子和三相输出端子。

根据如先前段落中所陈述的本发明的另一实施例，接地开关被移除，且三位置负载断路与接地开关电连接在至少一个配电变压器的三相中压端子与三位置(a-关-b)负载断路开关之间，使得三位置负载断路与接地开关的一组三个静止触点与地电连接，三位置负载断路与接地开关的另一组三个静止触点电连接到三位置(a-关-b)负载断路开关的所述组三个可移动触点，且三位置负载断路与接地开关的一组三个可移动触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子。

根据本发明的再一实施例，三位置负载断路与接地开关以及连接到三位置负载断路与接地开关的两个接地开关被移除，且另外两个三位置负载断路与接地开关电连接在至少一个配电变压器的三相中压端子与可抽出中压断路器之间，使得所述另外三位置负载断路与接地开关中的一者的第一组静止触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子，所述另外三位置负载断路与接地开关中的一者的第二组静止触点与地电连接，且所述另外三位置负载断路与接地开关中的所述一者的一组可移动的三个静止触点连接到可抽出断路器的第一组三个衬套，其直接电连接到配电线的三相输入端子，所述另外三位置负载断路与接地开关中的另一者的第一组三个静止触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子，所述另外三位置负载断路与接地开关中的所述另一者的第二组三个静止触点与地电连接，且所述另外三位置负载断路与接地开关中的所述另一者的一组可移动的三个静止触点连接到可抽出断路器的第二组三个衬套，其直接电连接到配电线的三相输出端子。两个负载制动与接地开关的互锁功能是当一个开关的负载断路触点闭合(N.C.)时，另一开关的负载断路触点断开(N.O.)，且反之亦然。

根据本发明的又一实施例，接地开关被移除，且三位置负载断路与接地开关电连接在配电变压器与三位置负载断路与接地开关之间，使得所述开关的所述静止触点组中的一个触点与地电连接，所述开关的另一组三个静止触点电连接到分别彼此电连接的开关的相应组静止触点，且所述开关的一组三个可移动触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子。

根据本发明的另一实施例：三位置(a-关-b)负载断路开关以及三位置无负载断开、接地开关被移除；两个三位置负载断路与接地开关电连接在至少一个配电变压器的三相中压端子与中压真空断路器之间，使得所述开关的第一组静止触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子，所述开关的第二组静止触点与地电连接，且所述开关的一组可移动的三个静止触点连接到断路器的第一组三个衬套，所述开关的第一组三个静止触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子，所述开关的第二组三个静止触点与地电连接，且所述开关的一组可移动的三个静止触点连接到可抽出断路器的第二组三个衬套；且两个断开开关电连接，使得第一断开开关的第一组三个触点电连接到断路器的第一组三个衬套，且电连接到开关的一组三个可移动触点，且第一断开开关的第二组触点电连接到配电线的三相输入端子，且第二断开开关的第一组三个触点电连接到断路器的第二组三个衬套且电连接到开关的所述组三个可移动触点，且第二断开开关的第二组触点电连接到配电线的三相输出端子。

根据本发明的又一实施例，接地开关被移除，且三位置断路负载与接地开关电连接在配电变压器与三位置负载断路与接地开关之间，使得所述开关的一组三个静止触点与地电连接，所述开关的另一组三个静止触点电连接到分别彼此电连接的开关的相应组三个静止触点，且所述开关的一组三个可移动触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子。

根据本发明的再一实施例，两个双位置负载断路开关分别代替两个三位置负载断路与接地开关，使得所述负载断路开关的第一组三个静止触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子，且所述开关的第二组三个可移动触点电连接到断路器的第一组三个衬套，且所述开关的第一组三个静止触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子，且所述开关的第二组三个可移动触点电连接到断路器的第二组三个衬套，两个三位置无负载断开与接地开关分别代替所述两个断开开关，使得所述开关的接地的那组三个静止触点与地电连接，开关的另一组三个静止触点电连接到断路器的第一组三个衬套，且电连接到开关的第二组三个可移动触点，且所述开关的一组三个可移动触点连接到配电线的三相输入端子，且所述开关的所述组接地的三个静止触点与地电连接，开关的另一组三个静止触点电连接到断路器的第二组三个衬套且电连接到开关的第二组三个可移动触点，且所述开关的所述组三个可移动触点连接到配电线的三相输出端子。

在本发明的另一实施例中，接地开关被移除，且三位置负载断路与接地开关电连接在配电变压器与负载断路开关之间，使得所述开关的一组三个静止触点与地电连接，所述开关的另一组三个静止触点电连接到分别彼此电连接的开关的两个相应组的三个静止触点，且所述开关的所述组三个可移动触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子。

根据本发明的又一实施例，所述开关装置的至少一部分包括：V刀片型三位置断开、接地与负载断路开关，其一组三个可移动触点电连接到配电线的三相输入端子，具有变压器电流负载制动能力的第一组三个静止触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子，第二组三个静止触点电连接到断路器的第一组三个衬套，且接地的第三组三个静止触点与地电连接；另一V刀片型三位置断开、接地与负载断路开关，其一组三个可移动触点电连接到配电线的三相输出端子，具有变压器电流负载制动能力的第一组三个静止触点电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子，第二组三个静止触点电连接到真空断路器的第二组衬套，且所述开关的接地的第三组静止触点与地电连接；以及任选的接地开关，其电连接到至少一个配电变压器的三相中压端子。3A与3A’之间的互锁功能是这样的：当开关3A的负载断路刀片处于连接输入线端子20与变压器端子30的位置(N.C.)时，3A’的相应负载断路刀片将处于断开位置(N.O.)，且反之亦然。

根据如先前段落中所陈述的本发明的另一实施例，接地开关被移除，且三位置负载断路与接地开关电连接在配电变压器与两个V刀片型三位置断开、接地与负载断路开关之间，使得所述开关的一组三个静止触点与地电连接，所述开关的另一组三个静止触点电连接到分别彼此电连接的开关的相应组静止触点，且所述开关的所述组三个可移动触点连接到至少一个配电变压器的三相中压端子。

根据本发明的另一实施例，上文所提到的开关中的至少一者为中压类型。

根据本发明的再一实施例，上文所提到的开关中的至少一者为低额定安培数类型。

在本发明的另一实施例中，所述低额定安培数具有100A的最大值。

在本发明的又一实施例中，上文所提到的开关中的至少一者为故障造成类型。

根据本发明的另一实施例，上文所提到的开关是根据IEC标准。

根据本发明的再一实施例，用于所述开关和断路器的电介质是空气、酯、矿物或硅酮油、固体电介质和SF6中的一者或其组合。

在本发明的另一实施例中，断路器和不同开关均位于同一容器中，各自具有其对应的电介质；且所述容器通过位于靠近或在容器底部的至少一个压力通风口而连接到子容器。所述至少一个配电变压器可位于所述容器内部。

根据本发明的另一实施例，所述容器填充有无氧电介质流体，且所述子容器填充有空气或填充有无氧气体以及(任选地)吸热材料。所述无氧气体可为氮气。

根据本发明的另一实施例，子容器具备连接子容器与另一子容器的至少一个另外通风口，所述子容器中的每一者填充有无氧气体或空气以及(任选地)吸热材料。而且，所述另一子容器经构造以形成从所述至少一个通风口到至少一个任选通风口的冷却曲径，所述通风口以级联方式操作。

根据本发明的另一实施例，断路器位于其自己的包围体中(在容器外部)，为可抽出类型，且通过一组六个馈通断路器衬套连接到上文所提到的开关。

在本发明的另一实施例中，容器具备：一组六个衬套，用于与中压配电线的三相输入端子和三相输出端子的连接；一组额外的类似的三个衬套，用于断路器与电缆的连接；以及一组三个衬套，用于与至少一个配电变压器的三相中压端子的连接。

本发明的另一目标是提供一种属于变电所的开关装置中的使用类型的中压可抽出断路器，用于将能量和保护供应给至少一个配电变压器。此断路器包括：第一组三个衬套，其对应于且电连接到中压配电线的三相输入端子，以及第二组三个衬套，其对应于且电连接到中压配电线的三相输出端子，用于传导中压配电线的主负载电流；第一组三个馈通衬套，其对应于且电连接到与三相输入端子电连接的第一组三个衬套，以及第二组三个馈通衬套，其对应于且电连接到第二组三个衬套，所述第二组三个衬套电连接到中压配电线的三相输出端子，用于传导至少一个配电变压器的负载电流。

根据本发明的另一实施例，如先前段落中所陈述的变电所包括：感测与基于微处理器的保护装置以及相关的通信、编程和协调构件，其适于操作与相关开关互锁的断路器以用于根据从感测与保护装置收集到且处理的数据而自动保护和分段配电线且向至少一个配电变压器提供保护。

根据本发明的另一实施例，所述感测与保护装置包括用于感测电流、电压、压力、温度、光、电介质流体水平等的装置且位于上文所提到的容器和子容器中的至少一者中和/或至少一个配电变压器中。

在本发明的另一实施例中，每一相应断路器中的断路器微处理器继电器的处理构件经布置以在相应配电变压器中一出现过电流故障就触发相应断路器的断开操作，且随后在对应的停滞时间间隔期间以及在断路器的最初和最终重新闭合操作之前自动操作相应开关装置中的相关互锁开关，使得配电变压器变为电断开且被隔离，且/或一出现强度低于由线路操作者界定的特定值的零序故障就触发相应开关装置中的相关开关的断开操作，使得配电变压器变为电断开且被隔离，而不触发由于相应配电变压器中出现低于特定值的零序故障而引起的断路器的任何断开操作。

本发明的另一目标是用于保护、自动分段和重新配置中压配电线以抵御电故障的系统，在所述系统中：

-针对产生I＞、I＞＞中的任一者的电故障，N个断路器继电器加上线路中的供电所断路器继电器(总共N+1个继电器)被视为分组成M个群组G₀、G₁、...、G_i、...、G_M-1，每一群组具有相应数目NG₀、NG₁、…、NG_i、…、NG_M-i的相继继电器

从供电所断路器继电器开始且包含供电所断路器继电器，且

具有给定值i的给定群组G_i中的所有相应断路器继电器的相应跳闸时间间隔经布置以具有大体上相同的值，且群组G_i中的任一断路器继电器的跳闸时间间隔经布置以大于相继群组G_i+1中的任一断路器继电器的跳闸时间间隔，相继群组的跳闸时间间隔之间的差由负责中压配电线的保护操作者决定；

每一继电器在第一断路器跳闸之后的停滞时间间隔经布置以针对下标1的给定值具有大体上相同的值，且小于同一群组G_i中的相继继电器

的停滞时间间隔，且在第二断路器跳闸之后且在第二重新闭合操作之前的停滞时间间隔经布置以针对所有断路器继电器而具有相同值，相继继电器的停滞时间间隔之间的差由负责中压配电线的保护操作者决定；

其中每一断路器继电器经配置以用于倘若出现以下情况便在两次跳闸之后锁闭其相应的断路器：所述第一断路器跳闸之后的对应重新闭合时间间隔以及相关的群组跳闸时间显示大体上相同的值和/或由第一跳闸操作触发的每一继电器的经预编程的定时器，且在考虑指定容限的情况下在定时器编程的时间结束时所述断路器为断开的情况下触发所述断路器的锁闭，且第二重新闭合操作之前的第二停滞时间间隔经布置以针对所有所述断路器继电器具有大体上相同的值；

-针对产生定向零序电流I ₀ 的电故障，所述N+1个断路器定向零序继电器被视为RL₀、…、RL_j、…、RL_N，且任一继电器RL_j的跳闸时间经布置以具有大于相继继电器RL_j+1的跳闸时间的值，相继继电器的跳闸时间之间的差由负责中压配电线的保护操作者决定，且断路器继电器经配置以用于在出现产生定向零序电流I₀的电故障时的一次跳闸之后锁闭所述相应的断路器。

根据本发明的另一实施例，在用于保护、自动分段和重新配置中压配电线以抵御电故障的系统中：

-针对产生I _＞、I _＞＞中的任一者的电故障，每一断路器继电器

经布置以具有

等于t_{trip_G0}-i*Δ_OVtrip的跳闸时间间隔，t_{trip_G0}是群组G₀中的所有断路器继电器

的跳闸时间，i的值是每一断路器继电器所属的群组G_i的下标，且Δ_OVtrip是时间增量，且t_{trip_G0}和Δ_OVtrip由负责中压配电线的保护操作者决定；

第一断路器跳闸之后的停滞时间间隔(断路器触点断开)等于t_d*(l+1)，t_d是每一群组G_i的第一断路器继电器

的停滞时间间隔，且由负责中压线的保护操作者决定，且l的值为每一相应群组G_i中的断路器继电器

的下标，

-针对产生定向零序电流I ₀ 的电故障，每一RL_j经布置以具有等于Δ_IOtrip*(N-j+1)的跳闸时间，其中j是所讨论的断路器继电器RL_j的下标，且ΔI_Otrip是断路器继电器RL_N的跳闸时间，且由负责中压配电线的保护操作者决定。

在本发明的另一实施例中，在上文所提到的系统中，用以用例如界定M个群组G₀、G₁、…、G_i、…、G_M-1且每一群组G_i中有相应数目NG₀、NG₁、…、NG_i、…、NG_M-1的相继继电器

等的输入、例如t_{trip_G0}、i、Δ_OVtrip等参数、双向能力和传感器读数等等来编程所需断路器继电器的构件是所述断路器继电器中的每一者中所包含的定时和数据处理构件。

最后，根据本发明的另一实施例，断路器继电器是基于微处理器的断路器继电器，且定时和数据处理构件是每一相应的基于微处理器的断路器继电器中所包含的微处理器。

附图说明

为了更完整地理解本发明，参考结合附图进行的以下描述，其中：

图1展示当前中压配电网络中所使用的常规变电所的单线电气图；

图2展示对应于图1中的电气图的常规变电所的侧视图；

图3展示一些当前中压配电网络中所使用的经改进的常规变电所的电气图；

图4A、图4B、图5A、图5B、图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B、图9A和图9B展示本发明的变电所的相应实施例的电气图；

图10展示说明根据本发明的配电线中的变电所之间的电互连的图；

图11展示使用本发明的变电所的中压配电线的T关闭分支(Y)；

图12A、图12B、图13A、图13B、图14A和图14B展示根据本发明的变电所的实施例的图，说明其中的容器的不同布置；

图15A和图15B也展示根据本发明的变电所的实施例的图，说明具有所发明的一组断路器衬套布置的可抽出断路器。

图16展示说明将变电所布置成群组以便阐释本发明的自动保护和分段系统的图；

图17A和图17B展示用于说明根据本发明的在过电流故障I_＞、I_＞＞之后的自动保护和分段系统的操作的时间图；以及

图18展示用于说明在定向零序电流故障I₀之后，本发明的自动保护和分段系统的操作的时间图。

具体实施方式

在下文中，将关于本发明的优选实施例来提供对本发明的详细描述。

图4A展示根据本发明第一实施例的变电所的单线图。所述变电所包括断路器6，其与将电力供应给配电变压器4的开关装置(即，三位置(a-关-b)负载断路开关2)并联连接，且与配电线串联连接(即在三相输入端子20与三相输出端子20’之间)。

因此，配电线的主功率通量(最大400A到630A)仅隧穿通过断路器6，而配电变压器负载电流(通常5A到20A)经流经三位置(a-关-b)负载断路开关2，因此工作周期要求以及此开关2的成本显著降低。开关3和3’是简单的断开与接地开关。仅在存在相当大长度的连接变压器与开关装置的电缆的情况下需要接地开关7”，以使维护工作情况下所需的此段电缆的电容性电荷接地。

断路器6与位于HV/MV供电所中的配电线的主断路器串联连接，从而在配电线中提供额外的自动保护与线分段装置，其使两个断路器彼此紧密协调。监视变压器与开关装置之间的连接的电流传感器将向断路器基于微处理器的继电器提供其输入，且在故障情况下，受损坏的变压器将通过自动定位(经由互锁机制)三位置(a-关-b)开关2处于位置关OFF)(无论断路器6的触点断开与否，视故障的类型和大小而定)而断开并隔离。

图4B展示根据本发明另一实施例的变电所。除了在变压器与三位置(a-关-b)负载断路与接地开关2之间安装了额外的三位置负载断路与接地开关2’之外，所述变电所类似于图4A的变电所。这是一些公用事业在执行维护工作时出于安全原因而要求的额外特征。

在使用真空断路器的情况下，需要实现对一些电公用事业建立与真空断路器的真空瓶串联的额外断开的要求的满足。为此目的，需要真空断路器的断开的额外功能，这对满足内部电弧测试要求形成挑战，特别是在代替使用SF6或空气而利用矿物或硅酮油或酯作为电介质的情况下。

展示根据本发明又一实施例的变电所，除了接地开关3和3’被消除，且其断开功能由可抽出断路器6’以及添加于三位置负载断路与接地开关2与断路器6’的相应端子之间的两个额外的简单接地开关7和7’执行之外，所述变电所类似于图4A的变电所。

图5B展示本发明的变电所的又一实施例，其为图5A中所说明的变电所的变体。在此情况下，用负载断路与接地开关2’代替接地开关7”，从而维持接地功能以及为变压器负载电流连接线添加负载断路能力。

在图6A的实施例中，图5B的实施例的三位置(a-关-b)负载断路与接地开关2以及两个接地开关7和7’已被两个三位置负载断路与接地开关2”和2’”代替。

图6B表示图6A的实施例的变体，其中用三位置负载断路与接地开关2’代替接地开关7”。

图7A是图6A的图上的另一变化型式，其中可抽出断路器6’所提供的断开能力替代地是通过非可抽出断路器6以及与中压线串联连接到断路器6的相应端子的两个断开开关10和10’来实现。类似于图6A和图6B，在图7B中，图7A的接地开关7”被三位置负载断路与接地开关2’代替。

图8A展示另一实施例的单线图，其类似于图7A中的实施例，但所述两个三位置负载断路与接地开关2”和2’”被相应的双位置负载断路开关11和11’代替，且断开开关10和10’分别被断开与接地开关3和3’代替。图8B与图8A的差异是使用三位置负载断路与接地开关2’而不是接地开关7”。

关于图9A和图9B，介绍了与先前图中所使用的开关不同的一种类型的开关3A、3A’，其起到断开接地开关与负载断路开关两者的作用。这些开关是V刀片类型三位置断开、接地与负载断路开关3A、3A’，其连接到配电变压器4的端子30，且连接到断路器6的相应衬套，如图9A和图9B中所示。如在先前各组图中，图9A与图9B之间的差异是三位置负载断路与接地开关2’代替接地开关7”。

如所属领域的技术人员在阅读与开关装置与断路器6、6’的互连的不同实施例有关的以上描述之后将了解，本发明的本质是断路器6、6’与为变压器供应电流的所述开关装置的至少一部分并联连接，且与配电网络的传导主配电线负载电流(400A到630A)的干线串联连接。如在所揭示的实施例中广泛说明，开关装置可采取适合变压器负载电流(5A到60A)供应及其保护(需要时)且所属领域的技术人员已知的任何配置，所述配置包含在本发明的范围内，只要断路器6、6’维持上述连接且要求所有其它开关仅中断变压器负载电流即可。

图10展示经互连的变电所的经典环路布置以及处于断开位置(N.O.)的大致在环路的中间的断路器中的一者，且图11展示使用本发明的变电所的中压配电线的经典T关闭分支(Y)。

由于根据本发明的变电所提供配电变压器4和针对中压配电线的线路保护与额外自动分段能力两者，因此将容易明白，所述变电所可直接适用于任何现有的中压配电线/网络配置或布置。

图12A说明根据本发明的变电所中的隔室或容器G、G’、G”的布置。容器G容纳变电所开关装置2、2’、2”、2’”、3、3’、3A、3A’、7、7’、7”、10、10’、11、11’，断路器6以及无氧电介质流体(A)。还可看到，容器G位于子容器G’的顶部，且通过位于容器G底部的一个或一个以上卸压阀B与G连通，适于满足通常的内部电弧测试要求。因此，卸压阀B(其直径为例如10到25cm，但其它大小是可能的)在电弧起始后即刻操作，以促进电介质流体A立即从电弧的路径移除，且将压力、气体和电介质流体A释放到子容器G’中。另外，将在阀B的操作之后立即操作(以级联方式)的卸压阀B’将把气体和电介质流体A，通过另外的压力通风口B”释放到曲径形状的第二子容器G”。

容器G’和G”可填充有无氧气体或空气，视变电所的最终用户所界定的千安培数以及内部电弧测试要求的持续时间而定。任选地，容器G’和G”还可容纳吸热材料，以在气体将与氧气接触时之前使气体温度降低到自燃点以下。容器G”具有曲径状通路，其迫使气体呈之字形一路到达顶部，任选的最终压力阀B”位于顶部，且将气体释放到大气。

图13A、图14A和图15A展示图12A的变体，但断路器6位于容器G的外部，并在图13A中经由正规电缆插入式连接件D，且在图14A中经由可抽出断路器插入式衬套D’，且在图15A中以类似方式(不同之处在于使用具有所发明的双组衬套的断路器，即在一组正规断路器插入式衬套在待连接到位于容器内部的开关装置的一侧上，且在相对侧上，电缆插入型衬套D用于与配电线电缆端子20和20’连接)而与位于容器G内部的开关装置连接。

图12B、图13B、图14B和图15B中分别展示图12A、图13A、图14A和图15A的变体，其中容器G、G’、G”，阀，通风口B、B’、B”以及电介质A、C的布置相同，但配电变压器4包含于容器G中。

图16展示用于说明本发明的系统的设置的实例示意图，其包含上文所揭示的针对产生过电流I_＞和I_＞＞中的至少一者的电故障的变电所。通常，应用所述系统的环路或中压配电线由N个变电所加一个供电所组成。这N个配电变电所可包括以上实施例的变电所中的任一者，或可由如图3所示的常规变电所或这些类型中的任一者的配电变电所的组合组成。

当过电流电故障发生时，针对系统的设置包括对N+1个断路器进行分组，所述N+1个断路器的继电器对应于相应的N+1个供电和变电所。将N+1个断路器继电器

分组成M个群组G₀…G_i…G_M-1的相应数目NG₀、NG₁、…NG_i、…NG_M-i个相继继电器；每一群组G_i中的继电器也分别被命名为从供电所断路器继电器开始且包含供电所断路器继电器。如从上文可看到，

中的i指示继电器

所属的群组G_i，而下标l指示继电器在给定群组G_i中的位置，从0到NG_i-1。

在图17A中，展示当群组G₀中的继电器

与

之间(即，群组G₀中从含有继电器

的供电所开始的第三变电所与第四变电所之间)出现过电流电故障时，用于继电器

到

的跳闸信号的时间图。故障在时间t₀出现，随之而来的是由相应继电器

操作的四个第一断路器跳闸。

类似地，图17b中展示当继电器

与

之间出现过电流电故障时，用于群组G₁中的继电器

到

的跳闸信号的时间图。如在图17a和图17b的时间图中可看到，跳闸时间(分别为trip_time和trip_time_1)针对给定群组G_i中的每个断路器继电器

是相同的，而G₀中的所有继电器的跳闸时间trip_time大于G₁中的所有继电器的跳闸时间trip_time_1，即跳闸时间间隔等于t_{trip_G0}-i*Δ_OVtrip，所述t_{trip_G0}是群组G₀中的所有断路器继电器

的跳闸时间，i的所述值是所述每一断路器继电器

所属的群组G_i的下标，且所述Δ_OVtrip是时间增量，所述t_{trip_G0}和Δ_OVtrip是预定的，且第一断路器跳闸之后的停滞时间间隔(断路器触点断开)等于t_d*(l+1)，所述t_d是每一群组G_i的第一断路器继电器

的停滞时间间隔，且是预定的，且l的所述值为每一相应群组G_i中的断路器继电器

的下标。这些群组特定跳闸时间之间的差可为预定的，例如由负责所述系统的操作者或由根据操作条件而编程的自动装置来设定。

一旦

与

之间发生过电流电故障，所有四个继电器

便将在时间间隔trip_time之后使其相应的断路器跳闸。通过使每一断路器继电器的停滞时间(分别为dead_time_0、dead_time_1、dead_time_2、dead_time_3)随着相应的断路器继电器越靠近过电流故障点而变得越长，来实现断路器的循序闭合，如图17a所示。可看到，对于最靠近故障点的继电器(此处为

)，跳闸时间(trip_time)大体上等于其在第二跳闸操作(t₁)时的重新闭合时间(reclos_time_3)。可将以下情况的条件编程在继电器微处理器中：当给定继电器的重新闭合时间大体上等于其跳闸时间时，对应的断路器6锁闭，从而提供中压配电网络或环路的自动分段和重新配置。另一种方法是每一继电器的经预编程的定时器，其由第一跳闸操作触发且在定时器编程的时间结束时断路器为断开的情况下触发断路器的锁闭，术语“大体上”此处表示跳闸和重新闭合时间可不同(考虑到为每个装置指定的容限及其响应时间)，所属领域的技术人员将容易考虑到这点。类似地，上文所提到的分组和循序操作的编程是具备基于微处理器的断路器继电器的中压配电网络领域中的正常实践。

关于图17b，可看到与图17a中所示的继电器操作类似的继电器的操作，但G₁的跳闸时间trip_time_1小于G₀的跳闸时间trip_time。此处，说明在时间t₀₁处发生于

与

之间的过电流电故障，即每一RL_j经布置以具有等于Δ_IOtrip*(N-j+1)的跳闸时间，其中j为所讨论的断路器继电器RL_j的下标，且Δ_IOtrip是断路器继电器RL_N的跳闸时间且是预定的。在此可应用与用于以上图17a的推理类似的推理。

图18展示用于说明包含上文所揭示的变电所的本发明的系统针对产生定向零序电流I₀的电故障的设置的实例示意图。所述图还展示互连在穿过相应变电所的线路中的所有继电器RL₀、…、RL_j、…、RL_N的时间图。在此情况下，将N+1个继电器视为RL₀、…、RL_j、…、RL_N，对其进行分组是不必要的。连接在所述线路中的每个继电器RL_j的跳闸时间将为DZSC_trip_time_i，使得DZSC_trip_time_i＞DZSC_trip_time_(i+1)，如图所示。可容易在包含于断路器继电器中的常用处理构件中编程的一个公式将由Δ_IOtrip*(N-j+1)提供，其中Δ_IOtrip是继电器RL_N的跳闸时间，且j是对应的继电器RL_j的位置或下标，如所附的具体权利要求书中所揭示。当然，提供如对应权利要求中所指定的操作条件，可在相关断路器继电器的对应处理构件中编程或输入任何其它公式或算法或序列。如可看到，本发明的此方面的本质是，随着相应继电器到供电所的距离增加，断路器继电器的跳闸时间减小。

尽管已在附图中说明并在前面的详细描述中描述了本发明的实施例，但将理解，本发明不限于所揭示的实施例，而是在不脱离如所附权利要求书中所陈述的本发明的范围的情况下能够做出许多修改。

Claims

1.一种变电所，其将电能从中压变换到低压，所述变电所串联连接在电中压三相配电线中位于所述配电线的三相输入端子(20、20’)与三相输出端子(20’、20)之间，所述变电所包括：

至少一个配电变压器(4)，其包括用于将电能从中压变换到低压的三相中压端子(30)；

至少一个低压配电面板(5)，其用于分配所述经变换的电能；

中压开关装置，其电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)，且电连接到所述中压配电线的所述三相输入端子(20、20’)和所述三相输出端子(20’、20)，用于将向所述至少一个配电变压器(4)供应电能和保护，

所述变电所的特征在于所述变电所进一步包括中压断路器(6)，其跨接在所述中压开关装置的至少一部分的所述端子而并联电连接，且所述中压断路器(6)还在所述中压配电线的所述三相输入端子(20、20’)与所述三相输出端子(20’、20)之间与所述配电线串联电连接，其中所述中压断路器(6)手动地和/或以电方式和/或自动地与所述中压开关装置互锁。

2.根据权利要求1所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置的所述至少一部分包括：

三位置(a-关-b)负载断路开关(2)，所述三位置(a-关-b)负载断路开关(2)包括：一组三个可移动触点(c)，其电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)；第一组三个静止触点(a)，其连接到所述中压断路器(6)的第一组三个衬套；以及第二组三个静止触点(b)，其电连接到所述中压断路器(6)的第二组三个衬套。

3.根据权利要求2所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：第一三位置无负载断开与接地开关(3)，所述第一三位置无负载断开与接地开关(3)具有：第一组三个静止触点，其连接到所述三位置(a-关-b)负载断路开关(2)的所述第一组三个静止触点(a)；接地的一组三个静止触点，其与地电连接；以及一组三个可移动触点，其电连接到所述配电线的所述三相输入端子(20、20’)；以及

第二三位置无负载断开与接地开关(3’)，所述第二三位置无负载断开与接地开关(3’)具有：第一组三个静止触点，其连接到所述三位置(a-关-b)负载断路开关(2)的所述第二组静止触点(a)；接地的一组三个静止触点，其与地电连接；以及一组三个可移动触点，其电连接到所述配电线的所述三相输出端子(20’、20)。

4.根据权利要求2所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：两个接地开关(7、7’)，所述两个接地开关(7、7’)中的每一者分别电连接到所述三位置(a-关-b)负载断路开关(2)的所述两组(a、b)三个静止触点。

5.根据权利要求4所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：接地开关(7”)，所述接地开关(7”)电连接到所述三位置(a-关-b)负载断路开关(2)的所述组三个可移动触点(c)，所述组三个可移动触点(c)电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)。

6.根据权利要求4所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：

另一三位置负载断路开关(2’)，所述另一三位置负载断路开关(2’)电连接在所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)与所述三位置(a-关-b)负载断路开关(2)之间，所述另一三位置负载断路开关(2’)包括：第一组三个静止触点，其与地电连接；第二组三个静止触点，其连接到所述三位置(a-关-b)负载断路开关(2)的所述组三个可移动触点(c)；以及一组三个可移动触点，其电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)。

7.根据权利要求1所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置的所述至少一部分包括：

第一和第二三位置负载断路与接地开关(2”、2’”)，其电连接在所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)与所述中压断路器(6’)之间，使得所述第一三位置负载断路与接地开关(2”)的第一组静止触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)，所述第一三位置负载断路与接地开关(2”)的第二组静止触点与地电连接，且所述第一三位置负载断路与接地开关(2”)的可移动的一组三个静止触点连接到所述中压断路器(6)的第一组三个衬套，所述第一组三个衬套直接电连接到所述配电线的所述三相输入端子(20、20’)，所述第二三位置负载断路与接地开关(2’”)的第一组三个静止触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)，所述第二三位置负载断路与接地开关(2’”)的第二组三个静止触点与地电连接，且所述第二三位置负载断路与接地开关(2’”)的可移动的一组三个静止触点连接到所述中压断路器(6)的第二组三个衬套，所述第二组三个衬套直接电连接到所述配电线的所述三相输出端子(20’、20)，所述第一和第二三位置负载断路与接地开关(2”、2’”)以当其中一者处于断开位置(N.O.)时另一者处于闭合(N.C.)且反之亦然的方式互锁。

8.根据权利要求7所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置的所述至少一部分进一步包括：

接地开关(7”)，其电连接到所述第一和第二三位置负载断路与接地开关(2”、2’”)的所述第一组三个静止触点，所述第一组三个静止触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)。

9.根据权利要求7所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置的所述至少一部分进一步包括：

接地开关(2’)，所述接地开关(2’)电连接在所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)与所述第一和第二三位置负载断路与接地开关(2”、2’”)之间，使得所述接地开关(2’)的所述组静止触点中的一组与地电连接，所述接地开关(2’)的另一组三个静止触点电连接到分别彼此电连接的第一和第二三位置负载断路与接地开关(2”、2’”)的相应的第一组静止触点，且所述接地开关(2’)的一组三个可移动触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)。

10.根据权利要求8或9所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：

两个断开开关(10、10’)，所述两个断开开关(10、10’)经电连接以使得第一断开开关(10)的第一组三个触点电连接到所述中压断路器(6)的第一组三个衬套且电连接到所述第一三位置负载断路与接地开关(2”)的一组三个可移动触点，且所述第一断开开关(10)的第二组触点电连接到所述配电线的所述三相输入端子(20、20’)，且第二断开开关(10’)的第一组三个触点电连接到所述中压断路器(6)的第二组三个衬套且电连接到所述第二三位置负载断路与接地开关(2’”)的所述组三个可移动触点，且所述第二断开开关(10’)的第二组触点电连接到所述配电线的所述三相输出端子(20’、20)。

11.根据权利要求1所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进包括：

第一和第二双位置负载断路开关(11、11’)，其电连接在所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)与所述中压断路器(6)之间，所述第一双位置负载断路开关(11)的第一组三个静止触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)，且所述第一双位置负载断路开关(11)的第二组三个可移动触点电连接到所述中压断路器(6)的第一组三个衬套，且所述第二双位置负载断路开关(11’)的第一组三个静止触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)，且所述第二双位置负载断路开关(11’)的所述第二组三个可移动触点电连接到所述中压断路器(6)的所述第二组三个衬套；

第一和第二三位置无负载断开与接地开关(3、3’)，其经电连接以使得所述第一三位置无负载断开与接地开关(3)的接地的所述组三个静止触点与地电连接，所述第一三位置无负载断开与接地开关(3)的另一组三个静止触点电连接到所述中压断路器(6)的所述第一组三个衬套且电连接到所述第一双位置负载断路开关(11)的所述第二组三个可移动触点，且所述第一三位置无负载断开与接地开关(3)的一组三个可移动触点连接到所述配电线的所述三相输入端子(20、20’)，且所述第二三位置无负载断开与接地开关(3’)的接地的所述组三个静止触点与地电连接，且开关(3’)的另一组三个静止触点电连接到所述断路器(6)的所述第二组三个衬套且电连接到所述第二双位置负载断路开关(11’)的第二组三个可移动触点，且所述第二三位置无负载断开与接地开关(3’)的所述组三个可移动触点连接到所述配电线的所述三相输出端子(20’、20)。

12.根据权利要求11所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：

接地开关(7”)，所述接地开关(7”)电连接到所述第一和第二双位置负载断路开关(11、11’)的所述第一组三个静止触点，所述第一组三个静止触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)。

13.根据权利要求11所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：

三位置负载断路与接地开关(2’)，所述三位置负载断路与接地开关(2’)电连接在所述配电变压器(4)与所述负载断路开关(11、11’)之间，使得所述三位置负载开关(2’)的一组三个静止触点与地电连接，所述断路与接地开关(2’)的另一组三个静止触点电连接到分别彼此电连接的所述第一和第二双位置负载断路开关(11、11’)的相应的两组三个静止触点，且所述三位置负载断路与接地开关(2’)的所述组三个可移动触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)。

14.根据权利要求1所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置包括：

V刀片型三位置断开、接地与负载断路开关(3A)，其一组三个可移动触点电连接到所述配电线的所述三相输入端子(20、20’)，具有变压器电流负载制动能力的第一组三个静止触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述组三相中压端子(30)，第二组三个静止触点电连接到所述中压断路器(6)的第一组三个衬套，且接地的第三组三个静止触点与地电连接，

另一V刀片型三位置断开、接地与负载断路开关(3A’)，其一组三个可移动触点电连接到所述配电线的所述组三相输出端子(20’、20)，具有变压器电流负载制动能力的第一组三个静止触点电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述组三相中压端子(30)，第二组三个静止触点电连接到所述真空中压断路器(6)的第二组衬套，且接地的第三组其静止触点与地电连接。

15.根据权利要求14所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：

接地开关(7”)，其电连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述组三相中压端子(30)。

16.根据权利要求14所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置进一步包括：

负载断路与接地开关(2’)，所述负载断路与接地开关(2’)电连接在所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)与所述第一和第二V刀片型三位置断开、接地与负载断路开关(3A、3A’)之间，使得所述负载断路与接地开关(2’)的一组三个静止触点与地电连接，所述负载断路与接地开关(2’)的另一组三个静止触点电连接到分别彼此电连接的所述V刀片型三位置断开、接地与负载断路开关(3A、3A’)的相应组的静止负载断路刀片，且所述开关(2’)的所述组三个可移动触点连接到所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)。

17.根据前述权利要求中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述中压断路器(6)为可抽出中压断路器(6’)，所述可抽出中压断路器(6’)的衬套直接分别电连接到所述配电线的所述三相输入端子(20、20’)和所述三相输出端子(20’、20)。

18.根据权利要求2到17中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置的所述开关(2、2’、2”、2’”、7、7’、7”、11、11’)中的至少一者为中压类型。

19.根据权利要求2到18中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置的至少一个所述开关(2、2’、2”、2’”、7、7’、7”、11、11’)为故障造成类型。

20.根据权利要求2到19中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述中压开关装置的开关(2、2’、2”、2’”、3、3’、3A、3A’、7、7’、7”、10、10’、11、11’)是根据IEC标准。

21.根据前述权利要求中任一权利要求所述的变电所，其特征在于用于所述中压开关装置的所述开关(2、2’、2”、2’”、3、3’、3A、3A’、7、7’、7”、10、10’、11、11’)以及所述中压断路器(6)的电介质为空气、酯、矿物或硅酮油、固体电介质和SF6中的一者或其组合。

22.根据前述权利要求中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述中压断路器(6)以及所述中压开关装置的所述不同开关(2、2’、2”、2’”、3、3’、3A、3A’、7、7’、7”、10、10’、11、11’)与其对应的电介质一起位于同一容器(G)中，且所述容器(G)经由位于靠近或在所述容器(G)的底部的至少一个压力通风口(B)而连接到子容器(G’)。

23.根据权利要求22所述的变电所，其特征在于至少一个配电变压器(4)位于所述容器(G)内部。

24.根据权利要求22和23中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述容器(G)填充有无氧电介质流体(A)，且所述子容器(G’)填充有空气或填充有无氧气体和任意的吸热材料(C)。

25.根据权利要求24所述的变电所，其特征在于所述无氧气体为氮气。

26.根据权利要求21到25中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述子容器(G’)具备连接子容器(G’)与另外子容器(G”)的至少一个另外通风口(B’)，所述子容器和所述另外子容器(G’、G”)中的每一者填充有无氧气体或空气以及任意的吸热材料(C)，且所述另外子容器(G”)经构造以形成从所述至少一个压力通风口(B’)到至少一个另外压力通风口(B’)的冷却曲径，所述压力通风口(B、B’)以级联方式操作。

27.根据权利要求21到26中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述中压断路器(6)位于其自己的包围体中、在所述容器(G)外部、为所述可抽出类型且经由一组六个馈通断路器衬套(D’)连接到所述中压开关装置的多个开关(2、2’、2”、2’”、3、3’、7、7’、7”、3A、3A’、10、10’、11、11’)。

28.根据权利要求27所述的变电所，其特征在于所述容器(G)具备：一组六个衬套(D)，用于与所述中压配电线的所述三相输入端子(20或20’)和所述三相输出端子(20’、20)的连接；额外的类似的一组三个衬套(D)，用于与所述中压断路器(6)的电缆连接；以及一组三个衬套(D”)，用于与所述至少一个配电变压器(4)的所述三相中压端子(30)的连接。

29.一种中压可抽出断路器，其为在用于向至少一个配电变压器供应能量和保护的变电所的开关装置中使用的类型，所述中压可抽出断路器的特征在于其包括：

对应于且电连接到中压配电线的三相输入端子(20、20’)的第一组三个衬套(D)，和对应于且电连接到中压配电线的三相输出端子(20’、20)的第二组三个衬套(D)，用于传导中压配电线的主负载电流；对应于且电连接到所述第一组三个衬套(D)的第一组三个馈通衬套(D’)，和对应于且电连接到所述第二所述组三个衬套(D)的第二组三个馈通衬套(D’)，用于传导所述至少一个配电变压器的负载电流。

30.根据前述权利要求中任一权利要求所述的变电所，其特征在于包括感测与基于微处理器的保护装置以及相关的通信、编程和协调构件，其适于操作与所述中压开关装置的相关开关(2、2’、2”、2’”、3、3’、7、7’、7”、3A、3A’、10、10’、11、11’)互锁的所述中压断路器(6)，以根据从所述感测与保护装置收集到并处理的数据来自动保护且分段所述配电线，并向所述至少一个配电变压器提供保护。

31.根据权利要求30所述的变电所，其特征在于所述感测与保护装置包括用于感测电流、电压、压力、温度、光、电介质流体水平等的装置，且位于所述容器(G、G’、G”)中的至少一者中和/或所述至少一个配电变压器(4)箱中。

32.根据前述权利要求中任一权利要求所述的变电所，其特征在于所述相应中压断路器(6)中的断路器基于微处理器的继电器的处理构件经布置以在所述相应配电变压器(4)中一出现过电流故障就触发所述相应中压断路器(6)的断开操作，且随后在对应的停滞时间间隔期间以及在所述中压断路器(6)的最初和最终重新闭合操作之前自动操作所述相应开关装置中的所述相关互锁开关，使得所述配电变压器(4)变为电断开且被隔离，且/或一出现强度低于由线路操作者界定的特定值的零序故障，就触发所述相应开关装置中的所述相关开关的断开操作，使得所述配电变压器(4)变为电断开且被隔离，而不触发由于所述相应配电变压器中出现低于特定值的零序故障而引起的所述断路器的任何断开操作。

33.一种用于保护、自动分段和重新配置中压配电线以抵御电故障的系统，所述中压配电线连接到至少一个高压/中压HV/MV供电所断路器，所述HV/MV供电所断路器与N个断路器串联互连以进行自动线路分段，且具有相应的过电流基于微处理器的继电器和/或额外的相应零序电流定向断路器继电器及其对应的感测、定时和数据处理构件，其中所述电故障引起至少两个过电流I_＞和I_＞＞中的一者和/或定向零序电流I₀，所述系统的特征在于

针对产生所述至少两个过电流I_＞、I_＞＞中的任一者的电故障，所述N个断路器

继电器加上供电所断路器继电器，总共N+1个继电器，被视为分组成M个群组G₀、G₁、...、G_i、...、G_M-1，每一群组具有相应数目NG₀、NG₁、...、NG_i、...、NG_M-i的相继继电器

从供电所断路器继电器开始且包含所述供电所断路器继电器，且

具有给定值i的给定群组G_i中的所有所述相应断路器继电器的相应跳闸时间间隔经布置以具有大体上相同的值，且群组G_i中的任一断路器继电器的跳闸时间间隔经布置以大于相继群组G_i+1中的任一断路器继电器的跳闸时间间隔，相继群组的跳闸时间间隔之间的差是预定的；

每一继电器

在第一断路器跳闸之后的停滞时间间隔经布置以针对下标1的给定值具有大体上相同的值，且小于同一群组G_i中的相继继电器

的停滞时间间隔，且在第二断路器跳闸之后且在第二重新闭合操作之前的停滞时间间隔经布置以针对所有所述断路器继电器而具有相同值，相继继电器的停滞时间间隔之间的差是预定的；

针对产生定向零序电流I₀的电故障，N+1个断路器定向零序继电器被视为RL₀、...、RL_j、...、RL_N，且任一继电器RL_j的跳闸时间经布置以具有大于相继继电器RL_j+1的跳闸时间的值，相继继电器的跳闸时间之间的所述差是预定的，且所述断路器继电器经配置以用于在出现产生定向零序电流I₀的所述电故障时的一次跳闸之后锁闭所述相应的断路器。

34.根据权利要求33所述的用于保护、自动分段和重新配置中压配电线以抵御电故障的系统，其特征在于

针对产生所述至少两个过电流I_＞、I_＞＞中的任一者的所述电故障，每一断路器继电器

经布置以具有

等于t_{trip_G0}-i*Δ_OVtrip的跳闸时间间隔，所述t_{trip_G0}是群组G₀中的所有所述断路器继电器

的跳闸时间，i的所述值是所述每一断路器继电器

所属的群组G_i的下标，且所述Δ_OVtrip是时间增量，所述t_{trip_G0}和Δ_OVtrip是预定的；

所述第一断路器跳闸之后的断路器触点断开的停滞时间间隔等于t_d*(1+1)，所述t_d是每一群组G_i的第一断路器继电器的所述停滞时间间隔且是预定的，且l的所述值为每一相应群组G_i中的断路器继电器

的下标，

针对产生定向零序电流I₀的电故障，每一RL_j经布置以具有等于Δ_IOtrip*(N-j+1)的跳闸时间，其中j是所讨论的所述断路器继电器RL_j的下标，且Δ_IOtrip是断路器继电器RL_N的跳闸时间且是预定的。

35.根据权利要求33和34中任一权利要求所述的用于保护、自动分段和重新配置所述中压配电线的系统，其特征在于用以用例如界定M个群组G₀、G₁、…、G_i、…、G_M-1且每一群组G_i中有相应数目NG₀、NG₁、…、NG_i、…、NG_M-1的相继继电器

36.根据权利要求35所述的用于保护、自动分段和重新配置所述中压配电线的系统，其特征在于所述断路器继电器为基于微处理器的断路器继电器，且所述定时和数据处理构件为每一相应的基于微处理器的断路器继电器中所包含的微处理器。