CN1044841C - 压缩气体绝缘的开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩气体绝缘的开关装置需要较小的安装面积和便于安装添加的成套装置。根据本发明的一个实施例，电压电流互感器装置配置在中央区域，功率接收装置配置在电压电流互感器装置的外侧，变压器侧装置配置在功率接收装置的外侧，以及将各装置相互连接的母线在较高处和较低处以并行的方式延伸到成排的配电装置柜。

Description

压缩气体绝缘的开关装置

本申请是1993年6月23日申请的序号为08/079,798的美国申请的部分继续申请，该08/079 798号申请是序号为07/935,405的美国申请的部分继续申请。

本发明涉及一种气体绝缘的开关装置。更确切地说，涉及一种压缩气体绝缘的开关装置，其用于商用超高压功率接收和变换装置。

用于商用超高压电功率接收和变换装置的常规压缩气体绝缘的开关装置分为两类：单测量系统和双测量系统。例如在日本专利特许公开文件(kokai)No 1-303002中所述的，前种测量系统的压缩气体的绝缘开关装置经两条线路接收电功率，并具有一电压电流互感器和两个连接到该电压电流互感器上的变压器。虽然这种压缩气体绝缘的开关装置经过两条线路接收电功率，以提高供电的可靠性，当该电压电流互感器由于检查和更换而停用时，必须中止向用户的供电。如在日本专利特许公开文件(kokai)No.1-248911中所述的，后种测量系统的压缩气体绝缘的开关装置装有两个电压电流互感器，这两个电压电流互感器的其中一个用于测量消耗的电能，而另一个电压电流互感器被停用检查，以避免中止供电。

图15是后种测量系统的压缩气体绝缘的开关装置的简图。

两个功率接收装置LU1和LU2的各个变压器侧的连接端由连接导体CU1相互连接，变压器侧装置TU1和TU2的各个接收端利用连接导体CU2相互连接，两个电压电流互感器装置PU1和PU2并联到连接导体CU1和CU2上。当检查电压电流互感器13或用另一个将其替换时，分别连接到电压电流互感器装置PU1的相对端上的隔离开关被操作以便从电路上断开电压电流互感器装置PU1，并且另一电压电流互感器装置PU2连接到电路上，以便向用户的供电不被中断。

如上所述，尽管装有两个电压电流互感器的压缩气体绝缘的开关装置能够避免停止向用户的供电，与具有一个电压电流互感器的压缩气体绝缘的开关装置相比，该压缩气体绝缘的开关装置是非常庞大的。图16是在图15中以简图表示的压缩气体开关装置的平面图。

两个功率接收装置LU1和LU2彼此相对配置，功率接收装置LU1和LU2的各个变压器侧的连接端利用连接装置CU1相互连接，在变压器TR1和TR2侧的变压器侧装置TU1和TU2彼此相对配置，各个功率接收端利用连接装置CU2相互连接，以及分别装有电压电流互感器13的电压电流互感器装置PU1和PU2并联连接到连接装置CU1和CU2。由于压缩气体绝缘的开关装置的各组成部件在平面上以闭合回路的形式配置，压缩气体绝缘的开关装置需要很大的面积用于安装。

在图17中和图18的平面图中所表示的压缩气体绝缘的开关装置类似于在日本专利申请No4-256618(结合本文供参考)中所公开的，其公开在本申请的优先权日之后，因此不是现有技术。图17和图18中的开关装置包含：两个电压电流互感器装置PU1和PU2、分别配置在两个电压电流互感器装置PU1和PU2的相对端的变压器侧装置TU1和TU2，以及分别配置在变压器侧装置TU1和TU2的各自外侧的功率接收装置LU1和LU2。这种压缩气体绝缘的开关装置需要较小的面积用于安装。这种装有两个电压电流互感器装置PU1和PU2的压缩气体绝缘的开关装置在供电方面提高了可靠性，并可较大程度上缩小了用于安装的面积。然而，当要安装另一成套装置以满足增加供电要求时，当按图18所示配置各组成部件时，添加的变压器侧装置以及添加的电压电流互感器的二次侧连接便由于功率接收装置LU1的存在而受到妨碍。因而当添加的变压器装置成一线安装在功率接收装置外侧时，连接母线不能直线延伸，需要很多时间和工作量来安装连接母线，并使压缩气体绝缘的开关装置的尺寸增加。

假如在将图15和17以简图所示的压缩气体绝缘的开关装置的电压电流互感器装置PU1和PU2的二次侧相互连接的连接装置CU2中产生故障，当电压电流互感器装置PU1作为运行的电压电流互感器以及电压电流互感器装置PU2作为备用的电压电流互感器装置时，变压器TR2被停用，或者当电压电流互感器装置PU1作为备用电压电流互感器装置以及电压电流互感器装置PU2作为运行的电压电流互感器装置时，变压器TRI被停用，因而压缩气体绝缘的开关装置不可能连续正常工作。

另外两篇文件也表示成排的配电装置柜，但是缺少变压器分接头引线通道。它们是：(1)日本申请5-56520,1993年3月5日公开，以及美国申请08/079798的主题，它们的一个发明人是本申请的共同发明人并且共有拥有该申请，其先于这里提出的申请，以及(2)日本申请5-21965文件，1993年4月27公开。

本发明的第一个目的是提供一种压缩气体绝缘的开关装置，其能安装在相对小的面积内。

本发明的第二个目的是提供一种压缩气体绝缘的开关装置，其能易于处理安装添加的成套装置的问题。

考虑到第一个目的，本发明提供一种压缩气体绝缘的开关装置，其包含：电压电流互感器装置柜，功率接收装置柜、变压器侧装置柜以及连接电压电流互感器装置、功率接收装置和变压器侧装置的母线；其特征在于，各配电装置柜成一排配置、功率接收装置配置在电压电流互感器装置的外侧，变压器侧装置配置在功率接收装置的外侧，将电压电流互感器装置的各一次侧连接到功率接收装置的母线在较高处延伸，将电压电流互感器装置的各个二次侧连接到变压器侧装置的母线在较低处延伸，以及各母线并行延伸到该排配电装置柜上。

考虑第二个目的，本发明提供一种压缩气体绝缘的开关装置，其包含：电压电流互感器装置柜、功率接收装置柜、变压器侧装置柜以及连接电压电流互感器装置、功率接收装置、变压器侧装置的母线，其特征在于，各配电装置柜成一排配置，功率接收装置配置在电压电流互感器装置的外侧，变压器侧装置配置在功率接收装置的外侧，将各装置相互连接的母线以并行方式延伸到该排配电装置柜上。

在根据本发明的第一个方面的压缩气体绝缘的开关装置中，功率接收装置配置在一个或两个电压电流互感器装置的外侧，变压器侧装置配置在功率接收装置的外侧，连接到电压电流互感器的各个一次侧的母线在较高处以并行的方式延伸到该排配电装置柜上，以及连接到电压电流互感器装置各个二次侧的母线在较低处以并行的方式延伸到该排配电装置柜上。各组成部件的这种配置使安装压缩气体绝缘的开关装置所需的面积大为减少。

在根据本发明的第二个方面的压缩气体绝缘的开关装置中，变压器侧装置配置在压缩气体绝缘的开关装置的各组成部件配置的外侧。因此，当将添加的成套装置加入到该压缩气体绝缘的开关装置中时，等效于已有的变压器侧装置的添加的变压器侧装置可以配置在已有变压器侧装置的外侧，这就节省了安装该添加的成套装置所需的工作量，并且抑制了压缩气体绝缘的开关装置的尺寸增加。

因此，根据本发明的一个实施例，提供一种气体绝缘的开关装置，其包含：一电压电流互感器装置(PU)、一功率接收装置(LU)、一变压器侧装置(TU)，其中PU、LU和TU利用母线电连接；并且该功率接收装置位于电压电流互感器装置和变压器侧装置之间。根据另一个实施例，还提供多个电压电流互感器装置、多个功率接收装置和多个变压器侧装置，其中多个电压电流互感器装置、多个功率接收装置和多个变压器侧装置的配电装置柜成一排配置。根据再一个实施例，各母线以并行方式延伸到该排配电装置柜上，至少两个电压电流互感器装置彼此相邻配置，并且还提供将至少两个电压电流互感器装置的各个一次侧连接到至少两个功率接收装置上以及在较高处延伸的一次母线，以及将至少两个电压电流互感器的各个二次侧连接到至少两个变压器侧装置上以及在较低处延伸的二次母线。根据再一个实施例，将电压电流互感器装置的各个二次侧连接到变压器装置的母线具有双母线结构并且在低于将电压电流互感器装置的各个一次侧连接到功率接收装置上的母线的位置上延伸。

通过参照附图所作的如下详细介绍。会更完整地理解本发明及其优点，其中

图1是在本发明的一个优选实施例中的压缩气体绝缘的开关装置的平面图。

图2是图1中的压缩气体绝缘的开关装置的略图。

图3是沿图1中的线A-A所取的断面图。

图4是沿图1中的线B-B所取的断面图。

图5是沿图1中的线C-C所取的断面图。

图6是沿图1中的线D-D所取的断面图。

图7是在本发明的另一实施例中的压缩气体绝缘的开关装置的平面图。

图8是图7中的压缩气体绝缘的开关装置的略图。

图9是沿图7中的线A-A所取的断面图。

图10是沿图7中的线B-B所取的断面图。

图11是沿图7中的线C-C所取的断面图。

图12是沿图7中的线D-D所取的断面图。

图13是通过将添加的成套装置加入到图7中的压缩气体绝缘的开关装置中所形成的压缩气体绝缘的开关装置的略图。

图14是通过将添加的成套装置加入到图7中的压缩气体绝缘的开关装置中所形成的压缩气体绝缘的开关装置的平面图。

图15是双线路电功率接收的双测量系统的商用两套超高压功率接收装置的略图。

图16是与图15中的商用两套超高压功率接收装置对应的常规压缩气体绝缘的开关装置的平面图。

图17是与图15中的商用两套超高压功率接收装置对应的压缩气体绝缘的开关装置的略图。

图18是利用常规技术以紧凑结构形成的图16中的压缩气体绝缘的开关装置的平面图。

图19是具有连接到双母线上的二次侧的电压电流互感器的略图。

参考字符功率接收装置                LU1、LU2变压器侧装置                TU1、TU2电压电流互感器装置          PU1、PU2变压器                      TR1、TR2母线                        CU1、CU2、BUS1、

                        BUS2、BUS3电流互感器                  1电缆头                      2、21接地开关                    2、7、10、12、15、18

                        20、23、25、27、29避雷器                      4避雷器开关                  5隔离开关                    6、9、11、14、16、17

                        22、24、26断路器                      8、19电压电流互感器              13连接导体                 30、31分流点                   33、34适配连接器               39控制柜                   40导管                     41-46母线导管                 50

然而，要指出，所提出的附图仅是在于介绍本发明的典型实施例，因而不能认为是对保护范围的限定，对于本发明可以容许有其它等效的实施例。

图19是具有连接到电压电流互感器的二次侧的双母线的双线路功率接收的双测量系统的四套压缩气体绝缘的开关装置的略图。图1是商用超高压功率接收装置的略图，对应于本发明的一个实施例中的压缩气体绝缘的开关装置。由于两个功率接收装置LU1和LU2、两个电压电流互感器装置PU1和PU2以及四个变压器侧装置TU1、TU2、TU3和TU4分别都是相同的，因此将仅介绍功率接收装置LU1、电压电流互感器装置PU1以及变压器侧装置TU1。

在功率接收装置LU1中，连接到电缆头2和贯穿电流互感器1的主回路导体1经过隔离开关6连接到断路器8的一端，断路器8的另一端连接到隔离开关9。接地的避雷器4经过避雷器开关5和接地开关的一端连接到在电缆头2和隔离开关6之间延伸的线路上。接地开关7和10被分别连接到该将隔离开关6和9连接到断路器8的线路上。电压电流互感器装置PU1具有电压电流互感器13和分别连接到电压电流互感器13的相对端的隔离开关11和14。接地的接地开关12和15可连接到电压电流互感器13上。电压电流互感器13经过分流点33连接到该分别连接到二次侧母线BUS2和BUS3上的隔离开关16a和16b。变压器侧装置TU1具有：断路器19，其一端经过分流点34连接到隔离开关17a和17b以及接地的接地开关18a和18b，以及其另一端连接到接地的接地开关20上，以及一电缆头21，其连接到变压器TR1上。

功率接收装置LU1和LU2的各个变压器侧端以及电压电流互感器装置PU1和PU2的各个一次侧由母线BUS1连接。隔离开关22和24装入到在电压电流互感器装置PU1和PU2之间延伸的母线BUS1的导体回路30，并且接地开关23和25分别连接到隔离开关22和24。变压器侧装置TU1和TU4的功率接收侧和电压电流互感器装置PU1和PU2的二次侧利用一组母线BUS2和BUS3连接。隔离开关26a-b和28a-b被分别装入在电压电流互感器装置PU1和PU2之间延伸的连接导体回路31a和31b，接地开关27a-b和29a-b分别连接到隔离开关26a-b和28a-b。由于电压电流互感器装置PU1和PU2的各个二次侧以及变压器侧装置TU1和TU2的功率接收端以双母线的方式相互连接，即使在连接到电压电流互感器的二次侧的母线上产生故障，也不会使全部的成套装置同时中止供电。

图1是在图2以略图表示的本发明的一个实施例中的压缩气体绝缘的开关装置的平面图。两个电压电流互感器装置PU1和PU2配置在中心区域，以及功率接收装置LU1和LU2分别配置在电压电流互感器装置PU1和PU2的外侧。电压电流互感器装置PU1和PU2的各个一次侧分别利用在电压电流互感器的一次侧的母线BUS1连接到功率接收装置LU1和LU2上。在电压电流互感器的二次侧的母线BUS2和BUS3在BUS1下方延伸，以便将配置在功率接收装置LU1到LU2的外侧的变压器侧装置TU1至TU4和电压电流互感器装置PU1和PU2的各个二次侧相连接。前述装置的控制柜40以成排方式配置在压缩气体绝缘的开关装置的前侧，并且一次侧母线BUS1和二次侧母线BUS2和BUS3分别在较高处和较低处以并行的方式延伸到该排的控制柜40上。

图3是沿在图1中的A-A线所取的断面图，表示变压器侧装置TU1到TU4。上导管41和下导管42从配置在控制柜40的后侧的断路器19远离控制柜40延伸。上导管41通过接地开关20延伸到电缆头21。分支导管从下导管42上的分流点34延伸，并且该分支导管分别经过分别具有接地开关18a和18b的隔离开关17a和17b连接到二次侧母线BUS2和BUS3。

图4是沿在图1中的B-B线所取的断面图，表示侧视的功率接收装置LU1和LU2。上导管43和下导管44从配置在控制柜40后侧的断路器8延伸远离控制柜40。上导管43通过具有接地开关10的断路器9延伸到一次侧母线BUS1。下导管44通过具有接地开关7的隔离开关6、具有放电开关5的避雷器4以及接地开关3延伸到电缆头2。二次侧母线BUS2和BUS3延伸在避雷器4和电缆头2之间的空间里。

图5是沿图1中的线C-C所取的断面图，并以侧视方式表示电压电流互感器装置PU1和PU2。上导管45和下导管46从连接到配置在控制柜40后侧的电压电流互感器13上的适配连接器39延伸远离控制柜40。上导管45经过具有接地开关12的隔离开关11延伸到一次侧母线BUS1。下导管46经过具有接地开关15的隔离开关14延伸，并且在分流点33处分支，由下导管46分支的分支导管被连接到二次侧母线BUS2和BUS3。隔离开关16a和16b分别配置在分流点33和二次侧母线BUS2之间以及在分流点33和二次侧母线BUS3之间。

图6是沿图1中的线D-D所取的断面图。电压电流互感器装置PU1和PU2，以及变压器侧装置TR1到TR4利用二次侧母线BUS3相互连接。在图6上未予表示的二次侧母线BUS2在二次侧母线BUS3之后延伸，其结构与二次侧母线BUS3相同。分别具有接地开关27b和29b的隔离开关26b和28b分别配置在二次侧母线BUS2和BUS3，以及电压电流互感器装置PU1和PU2之间。

图8是根据本发明的一个实施例的压缩气体绝缘的开关装置的略图，其对应于在图15中以略图表示的商用超高压功率接收装置。图8中所示的压缩气体绝缘的开关装置与图2中所示的相似，其包括：两个相同的功率接收装置LU1和LU2、两个相同的电压电流互感器装置PU1和PU2以及两个相同的变压器侧装置。功率接收装置LU1和LU2与图2所示的相同。由于电压电流互感器装置PU1和PU2的二次侧连接到单母线，压缩气体绝缘的开关装置没有装设任何与隔离开关16a和16b相对应的部件，该隔离开关用于选择性地利用图2中所示的母线BUS1和BUS2中的任一母线，并且由于同样的理由，每个变压器侧装置TU1和TU2装有一个接地开关，其取代图2中所示的接地开关18a和18b，并装有一个取代图2中所示的接地开关17a和17b的接地开关。功率接收装置LU1和LU2的各个变压器侧和电压电流互感器装置PU1和PU2的各个一次侧由母线BUS1相互连接。隔离开关22和24装入在电压电流互感器装置PU1和PU2之间的母线回路BUS1的一部分中。隔离开关22可以连接到接地的接地开关23上。在图8以略图表示的结构与在图17中所示的相同。

图7是在本发明的一个实施例中的压缩气体绝缘的开关装置的平面图，其具有在图8以略图表示的结构。在图7中所示的压缩气体绝缘的开关装置的各组成部件的配置与在图1中所示的压缩气体绝缘的开关装置相比，除去前者具有两个变压器侧装置以及电压电流互感器装置的二次侧连接到单母线以外，余者相同。图9是沿图7中的线A-A所取的截面图，并以侧视的方式表示了变压器侧装置。除去图9所示的配置具有单母线而不是双母线之外，以及具有接地开关18的隔离开关17的位置不同于图3中所示的对应隔离开关的位置以外，图9中所示的各组成部件的配置与图3所示的相同。图10是沿图7中的线B-B所取的断面图，其从侧视方向表示功率接收装置。除去图10中所示的配置具有一连接电缆头2和避雷器4的单母线而不是双母线以外，图10中所示的各组成部件的配置与图4中所示的相同。图11是沿图7中的线C-C所取的断面图，并从侧视方向表示电压电流互感器装置。除去在图11所示的装置配置具有单母线而不是双母线以及没有与用于改变运行母线的隔离开关16a和16b相对应的任何部件之外，图11中所示的各组成部件的配置与图5所示的相同。图12是沿图7中的线D-D所取的断面图。电压电流互感器装置PU1和PU2的各个二次侧利用母线BUS2连接到变压器侧装置TU1和RTU2。隔离开关26和28装入到在电压电流互感器装置PU1和PU2之间的母线回路BUS2。隔离开关26可连接到接地的接地开关27上。

由上述本发明的两个实施例可以明显看出，电压电流互感器装置配置在中心区域，功率接收装置配置在电压电流互感器装置的外侧，变压器侧装置配置在功率接收装置的外侧，并且连接各装置的母线在较高处和较低处以并行的方式延伸到该排配电开关柜。因此，每个压缩气体绝缘的开关装置都具有非常紧凑的结构。

图13是通过将两个添加的成套装置加入到图8中以略图表示的压缩气体绝缘的开关装置所形成的压缩气体绝缘的开关装置所形成的压缩气体绝缘的开关装置的略图。两个添加的变压器侧装置TU3和TU4与已有的变压器侧装置TU1和TU2相同，并连接到二次侧母线BUS2上。图14是通过将添加的成套装置加入到图7中的压缩气体绝缘的开关装置所形成的，如图13所示的压缩气体绝缘的开关装置的平面图。利用图14中交替的长的和两个短划线所表示的添加的变压器侧装置TU3和TU4与已有的变压器侧装置TU1和TU2相同，并且其侧视图与图9中所示的相同。当添加的变压器侧装置TU3和TU4安装时，将包含在母线导管50中的连接母线连接到母线BUS2上。由于压缩气体绝缘的开关装置的已有变压器侧装置配置在该排组合装置的相对的两端，故可以很容易地安装添加的变压器侧装置。通过在已有的变压器侧装置的外侧安装与已有的变压器侧装置相同的添加的变压器侧装置，可以以同样的方式将添加的变压器侧装置很容易地装入图1所示的压缩气体绝缘的开关装置中。因此，无需安装添加的变压器侧装置所需的空间以外的任何新增空间，就能将添加的变压器侧装置装入已有的压缩气体绝缘的开关装置中。

由上面介绍可以看出，本发明的压缩气体绝缘的开关装置包含：配置在中央区域的电压电流互感器装置、配置在电压电流互感器装置外侧的功率接收装置、配置在电源功率接收装置外侧的变压器侧装置以及将各装置相互连接的和以并行方式延伸到成排的配电装置柜上的母线。因此，能够无需很大的工作量就能装设添加的成套装置。

Claims (5)

1．一种气体绝缘的开关装置，包含：

一个电压电流互感器装置，

一个功率接收装置，

一个变压器侧装置，

所述电压电流互感器装置、所述功率接收装置和所述变压器侧装置排成一行，并利用母线进行电连接，

其特征在于，

所述功率接收装置位于所述电压电流互感器装置和所述变压器侧装置之间。

2．如权利要求1所述的开关装置，其特征在于还包含：多个电压电流互感器装置、多个功率接收装置和多个变压器侧装置，以及其中的所述电压电流互感器装置、多个功率接收装置和多个变压器侧装置的配电装置柜成一排配置。

3．如权利要求2所述的开关装置，其特征在于，所述的母线以并行的方式延伸到所述该排柜。

4．如权利要求3所述的开关装置，其特征在于，至少两个电压电流互感器装置彼此紧接配置，以及还包含：

将至少两个电压电流互感器装置的各个一次侧连接到至少两个功率接收装置并在较高处延伸的一次侧母线，以及

将至少两个电压电流互感器装置的各个二次侧连接到至少两个变压器侧装置并在较低处延伸的二次侧母线。

5．如权利要求4所述的开关装置，其特征在于，二次侧母线具有双母线结构并在一次侧母线下方延伸。

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