CN103401167A

CN103401167A - 一种箱式变电站

Info

Publication number: CN103401167A
Application number: CN2013103221139A
Authority: CN
Inventors: 程强; 李宽胜; 陈文光; 刘志祥; 关惠珊
Original assignee: Tellhow Shenzhen Electric Technologies Co ltd
Current assignee: Tellhow Shenzhen Electric Technologies Co ltd
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2013-11-20

Abstract

本发明涉及变电技术领域，尤其涉及一种箱式变电站，包括：箱体、变压器、高压设备、低压设备及电容补偿设备，所述变压器的高压侧与高压设备电连接，所述变压器的低压侧与低压设备连接，所述变压器的低压侧与电容补偿设备电连接，其中，高压设备、低压设备及电容补偿设备设置于箱体内，本发明中的电容补偿装置提高了变压器的功率因数，增加了电网中有功功率的比例常数，使得箱式变电站损耗大大降低，减少了箱式变电站及发、供电设备的设计容量，而且本发明中的电容补偿设备的排列方式也保持了箱式变电站体积较小、便于移动等优点。

Description

一种箱式变电站

技术领域

本发明涉及变电技术领域，尤其涉及一种箱式变电站。

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，按照规模大小不同，成为变电站、变电所、配电室等。

电力系统中大量的负荷是电感性的，因此我们将吸收感性无功功率的负荷称为“无功负荷”，而将吸收容性无功功率的设备称为“无功电源”。无功补偿就是吸收或供给适度可变的无功功率，以改善交流电力系统的供电质量。大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法即是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。

箱式变电站是将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地结合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，它具有体积小占地面积小、便于安装等优点，但它也存在线路损耗高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种体积小且损耗低的箱式变电站。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种箱式变电站，包括：箱体、变压器、高压设备、低压设备及电容补偿设备，所述变压器的高压侧与高压设备电连接，所述变压器的低压侧与低压设备连接，所述变压器的低压侧与电容补偿设备电连接，其中，高压设备、低压设备及电容补偿设备设置于箱体内。

其中，变压器的低压侧与电容补偿设备电连接具体为：电容补偿设备与变压器的低压侧母线并联连接。

其中，箱体上设置有转换开关，转换开关分为两个档位：手动投切档位及自动投切档位，所述转换开关用于电容补偿设备手动投切与自动投切两种投切方式之间的转换。

进一步地，电容补偿设备包括电容器组及电容投切智能控制装置，其中，当所述转换开关位于自动投切档位时，电容投切智能控制装置根据变压器实时无功负荷的大小来控制电容器补偿设备的自动投切。

进一步地，电容补偿设备还包括电气连锁保护装置，用于当变压器或电容补偿设备故障时，电容补偿设备的自动切除。

其中，箱体内设置有绝缘板，所述绝缘板设置于高压设备和低压设备之间，用于防止高压设备与低压设备相互放电。

其中，变压器位于箱体内，变压器、高压设备、低压设备及电容补偿设备呈“田”字型排列。

其中，变压器位于箱体外，高压设备、低压设备及电容补偿设备呈“品”字型排列，其中，高压设备与低压设备靠近变压器，电容补偿设备远离变压器。

其中，箱体内还设置有支架，所述支架上放置电容补偿设备，所述支架的下面为低压设备。

其中，电容投切智能控制装置包含过零投切控制功能、高温报警功能及超温保护功能。

本发明的有益效果：一种箱式变电站，包括：箱体、变压器、高压设备、低压设备及电容补偿设备，所述变压器的高压侧与高压设备电连接，所述变压器的低压侧与低压设备连接，所述变压器的低压侧与电容补偿设备电连接，其中，高压设备、低压设备及电容补偿设备设置于箱体内，本发明中的电容补偿装置提高了变压器的功率因数，增加了电网中有功功率的比例常数，使得箱式变电站损耗大大降低，减少了箱式变电站及发、供电设备的设计容量，而且本发明中的电容补偿设备的排列方式也保持了箱式变电站体积较小、便于移动等优点。

附图说明

图1是本发明实施例一中一种箱式变电站的结构示意图；

图2是本发明实施例一电容补偿设备与变压器连接示意图；

图3是本发明实施例二中一种箱式变电站的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-图3并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

图1是本发明实施例一中一种箱式变电站的结构示意图。

大多数用电设备均是根据电磁感应原理工作的，他们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递，为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，在功率三角形中，有功功率与视在功率的比值称为功率因数，在电网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，在本实施例中，电容补偿设备使得配电系统功率因数尽可能接近于1，使得电路中的无功功率可以降到最小，从而提高电能输送的功率，达到降低能耗的目的。

在本实施例中，功率因数与线损存在以下关系：

A=（P/UcosΦ）2Rt

式中A--------线损电量，kW.h；

P--------有功功率，kW；

U--------运行电压，kV；

R--------电阻，Ω；

cosΦ—功率因数；

t---------时间，h。

可见，提高功率因数可以降低电能损耗。在实际运行中，提高功率因数还可以提高电网运行电压、增加发电机的有功输出，因此，提高功率因数是配电系统经济运行的重要手段。

在本实施例中，电容补偿设备体积比较小，可以设置于箱体内，保持了箱式变电站体积较小、便于移动等优点。

在本实施例中，不同电压等级对应的电容补偿设备不同，如10kV/0.4kV箱式变电站采用440V电容器、0.69kV/10kV风电箱式变电站采用1000V电容器、35kV/10kV箱式变电站采用15KV电容器。

在本实施例中，电容补偿设备的容量为箱式变电站总负荷的20%-40%。

在本实施例中，变压器的低压侧与电容补偿设备电连接具体为：电容补偿设备与变压器的低压侧母线并联连接；如图2中，电容补偿设备中的电容器组星形连接，分别通过三个电容开关与变压器的低压侧母线连接。

作为另一种实施例，电容补偿设备中的电容器组也可以三角形连接。

在本实施例中，为了降低箱式变电站损耗，首先选用与负荷量匹配的变压器提高变压器的使用效率；其次，其中的变压器选用非晶合金变压器，以降低变压器本身的损耗，提高转换率；最后，改善箱式变电站通风环境降低箱式变电站的运行温度，提高箱式变电站的整体运行效率。

在本实施例中，箱体上设置有转换开关，转换开关分为两个档位：手动投切档位及自动投切档位，所述转换开关用于电容补偿设备手动投切与自动投切两种投切方式之间的转换；正常运行时，转换开关位于自动投切档位，电容补偿设备由变电站电容投切控制系统控制自动投入与切除，当检修调试时，巡检人员可在箱体处转动转换开关至手动投切档位，在现场操作电容开关进行电容器组的投入与切除，为了防止闲杂人等操作转换开关，可在转换开关上加锁及防护网等装置。

进一步地，电容补偿设备包括电容器组及电容投切智能控制装置，其中，当所述转换开关位于自动投切档位时，电容投切智能控制装置根据变压器实时无功负荷的大小来控制电容器补偿设备的自动投切；电容投切智能控制装置与变电站电容投切控制系统相连，主要通过控制电容开关的分合来控制电容器组的投入与切除，在本实施例中，电容器组中的电容器数量为3个，电容投切智能控制装置设置有第一阈值，当变压器的实时无功负荷大于阈值时，电容投切智能控制装置通知变电站电容投切控制系统发出指令使电容开关合闸，投入电阻器组，电容补偿设备对变电站进行无功补偿；当变压器的实时无功负荷小于阈值时，电容投切智能控制装置通知变电站电容投切控制系统发出指令使电容开关分闸，切除电阻器组，这样避免了在轻负荷时过补偿，倒送无功造成功率损耗增加。

作为另一种实施例，电容器组中的电容器数量可根据变压器的容量而变化。

进一步地，电容补偿设备还包括电气连锁保护装置，用于当变压器或电容补偿设备故障时，电容补偿设备的自动切除；在本实施例中，当变压器的高压进线开关跳闸或分闸时，电容补偿设备的电容开关连动分闸；当有一个电容开关故障跳闸时，其他电容开关联动分闸。

在本实施例中，箱体内设置有绝缘板，所述绝缘板设置于高压设备和低压设备之间，用于防止高压设备与低压设备相互放电。

在本实施例中，如图1所示，变压器位于箱体内，变压器、高压设备、低压设备及电容补偿设备呈“田”字型排列，本实施例主要适用于美式箱体变电站，这种紧凑型排列方式可以使得箱式变电站的体积较小，与现有技术的变压器、高压设备与低压设备的“目”字型排列或者“品”字型排列相比，体积相差不多，保持了箱式变电站的体积小、便于安装、移动等优点，且较大的降低了损耗。

在本实施例中，箱体内还设置有支架，所述支架上放置电容补偿设备，所述支架的下面为低压设备，当箱体内的低压设备高度小于箱体高度时，可依靠该支架将电容补偿设备放置在低压设备的正上方，如此可节约箱体的宽度以保证箱式变电站体积小的优点。

作为另一种实施例，为了减小箱式变电站的体积，还可以采用半埋式箱式变电站；或者采用紧凑式箱式变电站，取消高压柜、低压柜、电容柜柜体，选用带高压负荷开关的变压器，利用箱式变电站隔室间的隔板安装低压元器件和电容器。

在本实施例中，电容投切智能控制装置包含过零投切控制功能、高温报警功能及超温保护功能。

实施例二

在本实施例中，如图3所示，变压器位于箱体外，高压设备、低压设备及电容补偿设备呈“品”字型排列，其中，高压设备与低压设备靠近变压器，电容补偿设备远离变压器；本实施例主要适用于欧式箱体变电站，与美式箱体变电站相比，欧式箱体变电站体积较大，对于在箱体内增加电容补偿设备来说，对欧式箱体变电站的体积影响不大。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何结构解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施结构，这些结构都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种箱式变电站，其特征在于，包括：箱体、变压器、高压设备、低压设备及电容补偿设备，所述变压器的高压侧与高压设备电连接，所述变压器的低压侧与低压设备连接，所述变压器的低压侧与电容补偿设备电连接，其中，高压设备、低压设备及电容补偿设备设置于箱体内。

2.根据权利要求1所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述变压器的低压侧与电容补偿设备电连接具体为：电容补偿设备与变压器的低压侧母线并联连接。

3.根据权利要求1所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述箱体上设置有转换开关，转换开关分为两个档位：手动投切档位及自动投切档位，所述转换开关用于电容补偿设备手动投切与自动投切两种投切方式之间的转换。

4.根据权利要求3所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述电容补偿设备包括电容器组及电容投切智能控制装置，其中，当所述转换开关位于自动投切档位时，电容投切智能控制装置根据变压器实时无功负荷的大小来控制电容器补偿设备的自动投切。

5.根据权利要求4所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述电容补偿设备还包括电气连锁保护装置，用于当变压器或电容补偿设备故障时，电容补偿设备的自动切除。

6.根据权利要求1所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述箱体内设置有绝缘板，所述绝缘板设置于高压设备和低压设备之间，用于防止高压设备与低压设备相互放电。

7.根据权利要求1所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述变压器位于箱体内，变压器、高压设备、低压设备及电容补偿设备呈“田”字型排列。

8.根据权利要求1所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述变压器位于箱体外，高压设备、低压设备及电容补偿设备呈“品”字型排列，其中，高压设备与低压设备靠近变压器，电容补偿设备远离变压器。

9.根据权利要求1所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述箱体内还设置有支架，所述支架上放置电容补偿设备，所述支架的下面为低压设备。

10.根据权利要求4所述的一种箱式变电站，其特征在于，所述电容投切智能控制装置包含过零投切控制功能、高温报警功能及超温保护功能。