CN103001134A - 变电站 - Google Patents

Abstract

一种变电站，其包括箱体，所述箱体收容有分别用于低高压电能传送和控制的低压设备和高压设备；所述变电站还包括位于箱体之外且分别通过低压接线端子和高压接线端子与所述低压设备和高压设备电气连接变压设备，所述变压设备用于所述低压设备与高压设备之间的高低电压转换，所述低压设备、高压设备以及变压设备三者形成“品”字型结构。上述变电站通过“品”字形排列布置，以及变压设备的外设缩减了所述变电站的体积，从而使得变电站的结构更为紧凑，既降低了成本，且便于安置，又方便运输，还提高了变压设备的散热效率。

Description

变电站

【技术领域】

本发明涉及电力系统，特别是涉及一种用于升降电压的箱式变电站。

【背景技术】

所谓变电站，即是用于改变电压的设备。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电站、变电所、配电室等。

目前已有的风力发电厂配套的箱式变电站有两种，一是组合式箱式变电站，即美式箱变，第二种是欧式箱变。但现有的欧式箱变与常规的箱变在外形结构及布置方式都相近，包括变压器也类似，基本的功能相同，都是利用风力发电的40.5kV智能预装箱式变电站，通过升压系统完成风电的低压到高压的转换，最后并入电网。也就是风力发电机组发出的0.69kV无固定频率的三相交流电，通过变频器形成0.69kV，50Hz的三相交流电，通过风电机组控制器将交流电大部分通过风电专用40.5kV智能预装箱式变电站的低压断路器接入升压变压器，升压变压器把0.69kV升压为40.5kV，再通过40.5kV真空负荷开关及熔断器组合电器接入输电网。同时，将另一小部分交流电通过变电站中的控制变压降为0.38kV，作为开关及断路器的控制以及智能控制设备所需电源。其中高压部分还配置了避雷器及带电显装置等。

由于现有变电站的低压部分，高压部分以及变压部分为“目”字形排列，或叫“一”字型排列。这样的结构，体积较大，需要较大安置空间以及长途运输成本高，并且变电站的变压器设置在箱体内部，散热性差。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种结构更为紧凑且散热性能更好的箱式变电站。

一种变电站，其包括箱体、低压设备、高压设备、变压设备、低压接线端子和高压接线端子；所述低压设备和所述高压设备分别设置于所述箱体内，所述变压设备设置于所述箱体外，并位于所述低压设备和所述高压设备的同一侧，与所述低压设备和所述高压设备二者同相邻，三者形成“品”字型结构；所述低压设备用于低压电能的传输和控制，所述高压设备用于高压电能的传输和控制，所述变压设备分别通过所述低压接线端子和所述高压接线端子与所述低压设备和所述高压设备电气连接，所述变压设备用于所述低压设备和所述高压设备之间的高低电压的转换和传送。

在优选的实施例中，所述箱体隔离出低压室和高压室两个独立的隔室，所述低压设备和所述高压设备分别设置于所述低压室和所述高压室。

在优选的实施例中，所述低压接线端子和所述高压接线端子设置于所述箱体内，并分别位于所述低压设备和所述高压设备面向所述变压设备的一侧。

在优选的实施例中，所述变电站还包括一网孔状防护罩，用于遮罩所述变压设备。

在优选的实施例中，所述高压接线端子位于所述箱体内，并相对所述箱体底部倾斜设置。

在优选的实施例中，所述箱体的底部开设有用于维护人员进出的人孔，所述人孔包括供人进出的开口和用于遮盖所述开口的盖板。

在优选的实施例中，所述箱体相对远离的两侧分别开设有与所述低压设备和所述高压设备对应的，且可以开合的室门，用于所述低压设备和所述高压设备的维护。

在优选的实施例中，所述低压设备、所述高压设备和所述变压设备相对所述箱体的底部形成“品”字型结构。

上述变电站，通过所述低压设备、所述高压设备和所述变压设备三者的“品”字形排列布置，缩减了所述变电站所需的体积。还由于所述变压设备设置在箱体之外，又缩减了所述变电站的体积。从而使得所述变电站的结构更为紧凑，既降低了成本，且便于安置，又方便运输。同时，所述变压设备设置在所述箱体之外的设计，可提高变压设备的散热效率。

【附图说明】

图1为一实施例的变电站底部透视结构示意图；

图2为图1所示变电站之低压部分一侧透视结构示意图；

图3为图1所示变电站之高压部分一侧透视结构示意图；

图4为图1所示变电站背面透视结构示意图；

图5为另一实施例的变电站高压部分一侧透视结构示意图。

【具体实施方式】

为了解决变电站体积较大，不易安置和运输以及散热性能不佳的问题，提出了一种紧凑型且散热好的变电站。

如图1所示，其为一实施例的变电站10的底部透视结构示意图。变电站10包括：箱体100、低压设备200、高压设备300，变压设备400、防护罩500、低压接线端子602和高压接线端子604。

箱体100用于收容低压设备200和高压设备300，箱体100隔离出低压室102和高压室104两个独立隔室。

低压设备200设置于低压室102中，用于低压电能的传输和控制。

高压设备300设置于高压室104中，用于高压电能的传输和控制。如此，低压设备200和高压设备300相互隔开，互不影响，以防止一部分故障而损伤其他部分。

变压设备400上设有散热片402，均设置于箱体100之外，并位于低压设备200和高压设备300的同一侧，与低压设备200和高压设备300二者同相邻，相对箱体100的底部106形成“品”字型结构。变压设备400用于低压设备200和高压设备300之间的高低电压的转换和传送。如变压设备400接收低压设备200传送的低压电能，将其转换成高压电能，并传送给高压设备300，以便于长距离线路的电能传送。或变压设备400接收高压设备300传送的高压电能，将其转换成低压电能，并传送给低压设备200，以便于日常生产和生活的电能使用。

请同时参阅图2、图3和图4，防护罩500为网状罩体，用于遮罩变压设备400。由于变电站10通常安置在室外，甚至山区野外，防护罩500可保护变压设备400不受沙石的冲击及牛羊的蹭刮。

低压接线端子602和高压接线端子604分别设置在箱体100的低压室102和高压室104内部，并安置在靠近变压设备400的一侧。本实施例中，低压接线端子602为三相四线呈“L”形并水平放置，距箱体100的底部106有1500mm。高压接线端子604为高压瓷套管端子，以相对箱体100的底部106倾斜60°安置在箱体100的底部106上。

低压接线端子602用于低压设备200和变压设备400的电路连接，以进行低压电能的传输。

高压接线端子604用于高压设备300和变压设备400的电路连接，以进行高压电能的传输。

另外，箱体100中低压室102的底部106上还开设有人孔108，即包括用于维护时维修人员进出的开口和遮盖开口的盖板。低压室102和高压室104相对远离的两侧分别设有可以开合的室门110、112，为低压室102和高压室104内低压设备200和高压设备300的维修和维护提供方便。

上述变电站10通过低压设备200、高压设备300变压设备400三者的“品”字形排列布置，缩减了变电站10所需的体积。又因为低压接线端子602和高压接线端子604位于同一侧面，以及高压接线端子604相对箱体100的底部106倾斜设置，进一步缩减了变电站10的体积。还因为变压设备400设置在箱体100之外，又缩减了变电站10的体积。从而使得变电站10的结构更为紧凑，既降低了成本，且便于安置，又方便运输。变压设备400设置在箱体100之外的设计，还能提高变压设备400上散热片402的散热效率。

下面以上述变电站10用于风能发电为例作进一步介绍。高压设备300包括一台成套高压开关柜加一组加大爬距的绝缘子及连接母排组成。柜内装独立的集隔离开关与接地开关于一体的真空负荷开关及熔断器组合电器，开关带电动操作机构。此外还装有一组避雷器606及两套带电显示装置。避雷器606安装在箱体100内的上部，即远离底部106。开关柜具备联锁要求。母排采用铜质母排，所有外露导体(除接地铜排以外)用绝缘热缩套密封，接头部分也用绝缘热缩接头。高压室104内加装电磁锁，当40.5kV侧带电时室门112不能打开。高压设备300与风电场集电线路有明显可见断开点，在变压设备400故障时，可在本条集电线路不停电情况下，打开高压负荷开关、断开隔离开关以检修变压设备400。在集电线路不停电情况安全方便地更换高压熔断器。采用专配风电负荷开关的高压熔断器，熔断器熔断后触发撞击器，通过一套连杆机构可以直接分断负荷开关。

低压设备200包括一台固定式开关柜、EPS(Emergency Power Supply)不间断电源、电池以及连接母排等组成。开关柜内装有框架断路器、刀熔开关、控制器、电流互感器等主要元件。断路器相间加装绝缘隔板，断路器引出线接头处也加装绝缘护套。二次控制保护信号接线及监控装置等集中装在一个小配电箱内。

变压设备400采用弹性散热器并在变压器顶部安装油枕404、压力释放阀、瓦斯继电器、温控表以及无劢磁调压分接开关。针对风电场高雷暴的特点，变压设备400线圈两端必须采用静电屏。

由于风电场在高海拔条件，紫外线较强，所有户外设备必须考虑防止紫外线辐射，本箱体100表面涂防紫外线漆。

为充分利用自然通风散热，还考虑到风电场高潮湿，施工间断灰尘大的特点，设有自动温控装置及加热除湿防凝露装置，同时还设计了防护等级和防尘结构。所有门内部均安装密封条，所有电缆进出口都采取密封措施，防止雨和灰尘等从大门及电缆孔处进入箱体100内部。

箱体100包括顶盖，箱体骨架、门、墙板、底座及其它附件。

箱体100的外壳采用优质复合板材料(厚度不小于50mm)并经防腐处理，表面覆盖层有牢固的附着力，并均匀一致。箱体100具有防凝露和防霉菌的功能，并能满足高温和高湿度环境防腐蚀要求。利用不同主立面颜色的铝合金边条、边角和包角嵌线整齐。箱体100的四角采用圆弧形铝合金包角。顶盖采用双层结构，内置隔热材料以防止热辐射。顶盖的倾斜度不小于5°，并装设防雨檐。箱体100的骨架由型钢焊接而成，并进行防锈处理，所有部件都有足够的强度，能承受起吊、运输、安装、地震及运行时短路所引起的电动力而不致损坏。

箱体100墙壁内外光滑平整，箱体100内没有型钢突出，箱体100外不见铆接和焊接等情况。

箱体100的所有外露金属件均进行防锈处理，并喷涂耐久的防护漆。箱体100的门、窗和通风口设防尘和防小动物进入的细钢丝网和防渗/漏雨水的密封胶条和毛条。

箱体100的内壁隔板为金属材料，其色彩与内部电器设备颜色协调，金属构件也进行防锈处理和喷涂防护层。

箱体100内设凝露控制和温度控制，保证内部元件不发生凝露。加热器电源线采用高温线连接。

请参阅图5，其为另一实施例的变电站20的高压部分一侧透视结构示意图。变电站20相对于上述变电站10的不同之处在于：变电站20中的避雷器704安装在箱体700内的底部702上，并通过高压线缆706引出箱体700之外。高压接线端子710则抬高设置，即安置在远离箱体700的底部702的位置。本实施例子中，取消大爬距绝缘子及绝缘防水垫。高压隔离开关、熔断器、真空负荷开关及接地开关等抬高或者倒装即可。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变电站，其包括箱体、低压设备、高压设备、变压设备、低压接线端子和高压接线端子；所述低压设备和所述高压设备分别设置于所述箱体内，所述低压设备用于低压电能的传输和控制，所述高压设备用于高压电能的传输和控制，所述变压设备分别通过所述低压接线端子和所述高压接线端子与所述低压设备和所述高压设备电气连接，所述变压设备用于所述低压设备和所述高压设备之间的高低电压的转换和传送；其特征在于：所述变压设备设置于所述箱体外，并位于所述低压设备和所述高压设备的同一侧，与所述低压设备和所述高压设备二者同相邻，三者形成“品”字型结构。

2.根据权利要求1所述的变电站，所述箱体隔离出低压室和高压室两个独立的隔室，所述低压设备和所述高压设备分别设置于所述低压室和所述高压室内。

3.根据权利要求1所述的变电站，所述低压接线端子和所述高压接线端子设置于所述箱体内，并分别位于所述低压设备和所述高压设备面向所述变压设备的一侧。

4.根据权利要求1所述的变电站，其还包括一网孔状防护罩，用于遮罩所述变压设备。

5.根据权利要求1所述的变电站，所述高压接线端子位于所述箱体内，并相对所述箱体底部倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的变电站，所述高压接线端子安装于所述箱体的底部。

7.根据权利要求5所述的变电站，所述高压接线端子与所述箱体的底部形成60°倾斜。

8.根据权利要求1所述的变电站，所述箱体的底部开设有用于维护人员进出的人孔，所述人孔包括供人进出的开口和用于遮盖所述开口的盖板。

9.根据权利要求1所述的变电站，所述箱体相对远离的两侧分别开设有与所述低压设备和所述高压设备对应的，且可以开合的室门，用于所述低压设备和所述高压设备的维护。

10.根据权利要求1所述的变电站，所述低压设备、所述高压设备和所述变压设备相对所述箱体的底部形成“品”字型结构。

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