CN103346500A - 智能箱式变电站 - Google Patents

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李阁华
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Abstract

本发明提供一种智能箱式变电站，它包括高压环网柜、高压计量装置、非晶合金变压器、低压主控制柜、智能监控装置以及智能无功补偿装置，所述高压环网柜输出端与所述高压计量装置输入端采样连接，所述智能监控装置的计量输入端与所述高压计量装置的信号输出端采样连接；所述高压环网柜输出端与所述非晶合金变压器输入端连接，所述非晶合金变压器输出端分别与所述低压主控制柜的输入端、所述智能监控装置的电能输入端以及所述智能无功补偿装置的电能输入端电连接，所述低压主控制柜的输出端与至少一个低压分控制柜的输入端电连接，所述智能监控装置与所述智能无功补偿装置通讯连接。

Description

智能箱式变电站
技术领域
本发明涉及一种变电站，具体的说，涉及了一种智能箱式变电站。
背景技术
在近几年的城镇建设中，为满足高层建筑用电户的需要和不影响城市风貌，组合式、预装式箱式变电站得到了普遍应用。但是，由于这些配电设备多采用传统的组合方式，加之设备技术落后，自动化程度低，设备损坏率高，直接影响到了用电户的正常用电。在实际的供电过程中，传统箱式变电站由于未采用高效节能变压器，无自动有载调压、调容装置，供电质量差，变压器自身损耗很大，且传统的配电变压器和高压计量装置2使用的电压、电流互感器和断路器多采用油浸式绝缘方式，一旦发生电气火灾，不利于消防；传统的箱式变电站供电方式，高压侧一般仅有一路10KV电源供电，当10K电源出现故障后，必将造成高层建筑或居民区全部停电，供电的可靠性很低，而且传统箱式变电站缺乏监控和管理等通讯设备，抄表、电力参数检测、控制等完全依靠人工，效率低，效益差。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种结构简单、成本低廉、供电可靠性高、供电质量好、能实施智能化用电监控与管理的智能箱式变电站。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种智能箱式变电站，它包括高压环网柜、高压计量装置、非晶合金变压器、低压主控制柜、智能监控装置以及智能无功补偿装置，所述高压环网柜输出端与所述高压计量装置输入端采样连接，所述智能监控装置的计量输入端与所述高压计量装置的信号输出端采样连接；所述高压环网柜输出端与所述非晶合金变压器输入端连接，所述非晶合金变压器输出端分别与所述低压主控制柜的输入端、所述智能监控装置的电能输入端以及所述智能无功补偿装置的电能输入端电连接，所述低压主控制柜的输出端与至少一个低压分控制柜的输入端电连接，所述智能监控装置与所述智能无功补偿装置通讯连接。
基于上述，所述智能监控装置与前置端计算机通讯连接。
基于上述，所述智能监控装置与所述前置端计算机无线通讯连接。
基于上述，所述智能监控装置包括单片机模块、电能计量模块、通讯接口模块和GPRS模块，所述单片机模块连接所述电能计量模块，所述电能计量模块的计量输入端与所述高压计量装置的信号输出端采样连接，所述单片机模块连接所述通讯接口模块，所述单片机模块通过所述GPRS模块与所述前置端计算机无线通讯连接。
基于上述，所述高压环网柜内置有用于采集电力参数的电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和所述电流互感器的二次侧与所述高压计量装置输入端采样连接。
基于上述，所述高压环网柜1柜体内设置有真空负荷开关和熔断器。  
本发明相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本发明利用了多回路环网技术、计算机智能监控技术与无线移动通信技术，适用于配电系统中供用电环境下的高层建筑和居民小区安全供用电，完成了高效节能环保智能箱式变电站的智能检测监控，克服了现有箱式变电站存在的运行效率低、损耗高、环保性能差、自动化程度低、供电不可靠和供电质量差问题，同时，为高层建筑和居民小区安全供用电、实现智能化监控管理打下了良好的基础。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明的连接示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种智能箱式变电站，它包括高压环网柜1、高压计量装置2、非晶合金变压器3、低压主控制柜4、智能监控装置5以及智能无功补偿装置6，所述高压环网柜1输出端与所述高压计量装置2输入端采样连接，所述智能监控装置5的计量输入端与所述高压计量装置2的信号输出端采样连接；所述高压环网柜1输出端与所述非晶合金变压器3输入端连接，所述非晶合金变压器3输出端分别与所述低压主控制柜4的输入端、所述智能监控装置5的电能输入端以及所述智能无功补偿装置6的电能输入端电连接，所述低压主控制柜4的输出端与至少一个低压分控制柜的输入端电连接；所述智能监控装置5与所述智能无功补偿装置6通讯连接。
为了进一步优化监控，所述智能监控装置5可以与安装在监控中心前置端计算机7通过无线网络或者有线光纤网络的方式通讯连接。
基于上述，所述智能监控装置5包括单片机模块、电能计量模块、通讯接口模块和GPRS模块，所述单片机模块连接所述电能计量模块，所述电能计量模块的计量输入端与所述高压计量装置的信号输出端采样连接，用以采集和计量各项电力参数，所述单片机模块连接所述通讯接口模块以便于实现该智能监控装置5的对外数据传输和控制输出，所述单片机模块通过所述GPRS模块与所述前置端计算机7无线通讯连接，以便于上传数据和接收所述前置端计算机7的监控命令。
具体地说，如图2所示，所述高压环网柜1输入端分别用密封电缆接头与10KV1路电源和10KV2路电源连接，其中，所述高压环网柜1柜体内的设置有真空负荷开关、熔断器以及用于采集电力参数的电压互感器和电流互感器，按照常规的接线方式相互连接后接于输出端，其中，所述电压互感器和所述电流互感器的一次侧采集所述高压环网柜1输出端的电压、电流等电力参数，所述电压互感器和所述电流互感器的二次侧则与所述高压计量装置2的输入端采样连接，将所述高压环网柜1和所述高压计量装置2整合为一体后可构成内置有高压计量装置2的高压环网柜1。
所述非晶合金变压器3与真空有载调压开关连接并整合为一体后，可构成具有自动有载调压功能的非晶合金变压器3；将所述具有自动有载调压功能的非晶合金变压器3输入端与所述内置有高压计量装置2的高压环网柜1的输出端连接。
所述非晶合金变压器3输出端与所述低压主控制柜4的输入端连接，将所述低压主控制柜4的柜体内的自动断路器、指示仪表、指示灯、按钮等配电元器件，按照常规的接线方案相互连接后，连接于输出端，各个低压分路控制柜输入端分别用母线排连接于所述低压主控制柜4的输出端，各个所述低压分路控制柜的输出端连接至各分路负载输出端，从而构成低压电源主回路。
所述智能监控装置5的电能计量模块与所述高压计量装置2的信号输出端采样连接构成电能计量电路，从而采集所述高压环网柜1输出端的电压、电流电力参数，并根据采集的电压、电流电力参数计算电量、负荷和功率因素，以及进行谐波分析和无功补偿控制。
所述智能监控装置5的RS485数据通讯接口与所述智能无功补偿装置6的RS485数据通讯接口分别以A-A、B-B方式连接，用以读取所述智能无功补偿装置6的工作状况信息且将该工作状况信息上传至监控中心的前置端计算机7，以便于监控人员能及时了解所述智能无功补偿装置6的工作状况，同时，所述智能监控装置5还根据控制命令控制所述智能无功补偿装置6进行无功补偿。
所述低压主控制柜4柜体内的自动断路器的被控制输入端口通过信号线连接所述智能监控装置5的控制信号输出端口，根据所述智能监控装置5发出的控制指令，执行低压电源分合闸通电或断电。
将所述非晶合金变压器3低压侧输出端的三相四线电源线分别连接所述智能监控装置5和所述智能无功补偿装置6的工作电源输入端，用以提供辅助工作电源。
具体制作安装使用的时候，先将所述高压环网柜1和所述高压计量装置2组合为一体，构成内置有高压计量装置2的高压环网柜1。所述高压环网柜1柜体内的真空负荷开关采用真空泡用环氧树脂浇注密封绝缘，靠真空灭弧，无有害气体泄露，环保性能好；所述高压环网柜1柜体内的电压互感器和电流互感器则是采用环氧树脂浇注密封绝缘的无油干式高压电压互感器和电流互感器，利于消防；
然后将真空有载调压开关与无油干式非晶合金变压器3组合为一体，构成内置有真空有载调压开关的无油干式非晶合金配电变压器。实际运行中，这样的配电变压器能起到稳定电压的作用，提高低压电网的电压质量；
接着将所述电能计量模块、所述单片机模块、所述GPRS模块和通讯接口模块组合为一体，构成所述智能监控装置。所述智能监控装置是本发明智能箱式变电站的核心部件，功能完善，可完成电能计量（远程抄表）、电能质量监测（电压、谐泼）、配变工况（有功、无功、负荷）监控、无功补偿（改善电压、功率因数）命令下达和信息上传任务，从而提高了自动化监测控制程度；
通过采用聚丙烯金属膜锌铝边缘加厚工艺，将具有自愈性能好、容量衰减低、耐冲击能力强、寿命长的自愈式低压电容器与单片机芯片、电参数采集芯片、RS485通讯接口组合为一体，构成所述智能无功补偿装置6。所述智能无功补偿装置6具有过压、欠压、过流、缺相、过温及永久性故障自动跳闸等多重保护功能，同时亦具有过零投切功能，即：电压过零合闸和电流过零分闸；通过其的三相共补、三相分补、混合补偿等组网方式，能达到控制三相平衡、精确控制功率因数，避免系统出现过补、欠补和三相不平衡等问题。实际运行中，解决了三相有功不平衡问题，提高了低压电网的供电质量和箱式变电站的运行效率。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种智能箱式变电站，其特征在于：它包括高压环网柜、高压计量装置、非晶合金变压器、低压主控制柜、智能监控装置以及智能无功补偿装置，所述高压环网柜输出端与所述高压计量装置输入端采样连接，所述智能监控装置的计量输入端与所述高压计量装置的信号输出端采样连接；所述高压环网柜输出端与所述非晶合金变压器输入端连接，所述非晶合金变压器输出端分别与所述低压主控制柜的输入端、所述智能监控装置的电能输入端以及所述智能无功补偿装置的电能输入端电连接，所述低压主控制柜的输出端与至少一个低压分控制柜的输入端电连接，所述智能监控装置与所述智能无功补偿装置通讯连接。
2.根据权利要求1所述的智能非晶合金变压器，其特征在于：所述智能监控装置与前置端计算机通讯连接。
3.根据权利要求2所述的智能非晶合金变压器，其特征在于：所述智能监控装置与所述前置端计算机无线通讯连接。
4.根据权利要求3所述的智能非晶合金变压器，其特征在于：所述智能监控装置包括单片机模块、电能计量模块、通讯接口模块和GPRS模块，所述单片机模块连接所述电能计量模块，所述电能计量模块的计量输入端与所述高压计量装置的信号输出端采样连接，所述单片机模块连接所述通讯接口模块，所述单片机模块通过所述GPRS模块与所述前置端计算机无线通讯连接。
5.根据权利要求1所述的智能非晶合金变压器，其特征在于：所述高压环网柜内置有用于采集电力参数的电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和所述电流互感器的二次侧与所述高压计量装置输入端采样连接。
6.根据权利要求1所述的智能非晶合金变压器，其特征在于：所述高压环网柜1柜体内设置有真空负荷开关和熔断器。
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