CN104868391A - 一种户外变电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种户外变电站，包括主变压器、高压架构单元、低压架构单元，主变压器的高压侧通过高压架构单元与高压母线相连接，低压侧通过低压架构单元与低压母线相连接；高压架构单元分层设置，高压架构单元的输入设备按功能设置在不同层；低压架构单元分层设置，低压架构单元的输出设备按功能设置在不同层本发明通过分层排列，结构布局紧凑合理、便于设计施工和后期管理。

Description

一种户外变电站

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，尤其涉及一种户外变电站。

背景技术

现有技术中，我国农村35kV变电所普遍选用两种变电站形式：第一种形式是常规变电站，包括中型或半高型布置方式，其结构形式是主变压器及35kV侧在户外布置，10kV侧配电装置在户内布置。但是存在以下缺点：设计方案复杂、建设周期长；由于接线复杂、出线规模较大，所以占地面积多、费用高、不能满足对供电速度及电能质量方面的要求。

第二种形式是箱式变电站，按照一定接线方案组合成一体的工厂预制配电设备，将35/10kV高压开关、补偿电容器、铠装母线、变电站综合自动化、通讯、直流电源、交流电源等系统安装在一台全封闭、可移动的钢结构箱体内，主变压器户外布置。但是存在以下缺点：在交通运输条件不允许的情况下，搬运箱式变电站比较困难；另外，钢结构箱体内散热效果差，变压器使用寿命降低、故障发生率高；在受体积和制造成本的限制，出线间隔的扩展裕度小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何变电站占地面积大以及出线间隔扩展裕度小的问题。

为解决上述问题，本发明提出了一种户外变电站，包括主变压器、高压架构单元、低压架构单元，所述主变压器的高压侧通过高压架构单元与高压母线相连接，低压侧通过低压架构单元与低压母线相连接；

所述高压架构单元分层设置，所述高压架构单元的输入设备按功能设置在不同层；

所述低压架构单元分层设置，所述低压架构单元的输出设备按功能设置在不同层。

可选地，所述高压架构单元的第一层设置有高压母线，第二层设置有主变高压侧负荷开关和主变高压侧熔断器；

其中，所述主变高压侧负荷开关输入端与高压母线相连接，输出端连接至所述主变高压侧熔断器的输入端；所述主变高压侧熔断器的输出端与所述主变压器的高压侧相连接。

可选地，所述高压架构单元的第三层设置有站用变压器、站用变熔断器和通讯装置，

所述站用变压器的输入端通过所述站用变熔断器与高压母线相连接，输出端与所述通讯装置相连。

可选地，还包括避雷器，所述避雷器设置在所述高压架构单元的垂直方向的第三层位置，其输入端与高压母线相连接，输出端接地。

可选地，还包括设置在高压架构单元第三层的阻波器与耦合电容器，所述阻波器的输入端与高压母线相连，输出端与所述耦合电容器的输入端相连接，所述耦合电容器的输出端接地。

可选地，所述低压架构单元的第一层设置有低压母线；第二层设置有低压母线侧隔离开关和线路侧隔离开关；第三层设置有电压互感器、柱上真空断路器、电容器、电容放电器；

所述柱上真空断路器的输入端与所述主变压器的低压侧相连接，其输出端与所述低压母线侧隔离开关的输入端相连接；所述低压母线侧隔离开关的输出端所述低压母线相连接。

可选地，还包括馈线终端装置，所述馈线终端装置设置在低压架构单元的第四层，用于采集所述户外变电站的开关量与模拟量以及接收用于控制主变电站的控制命令。

可选地，还包括设置在低压架构单元第二层的电压互感器熔断器，电压互感器熔断器的输入端与低压母线相连接，输出端与电压互感器相连接。

可选地，所述高压架构单元的第三层还设置有通讯装置，所述通讯装置的输入端连接至站用变压器的输出端，用于控制主变压器、主变高压侧负荷开关、馈线终端装置、低压母线侧隔离开关和线路侧隔离开关。

可选地，还包括设置在密封柜，所述通讯装置固定在所述密封柜内，用于保护所述通讯装置。

与现有技术相比，本发明通过在主变压器高压侧设置高压架构单元形成三层布置方式，在低压侧设置低压架构单元形成四层布置方式，该户外变电站的空间结构布局紧凑合理、便于设计施工和后期管理，出线回路扩建容易，减少占地面积。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明实施例中一种户外变电站的俯视图；

图2是图1中A-A’断面示意图；

图3是图1中B-B’断面示意图；

图4是图1中C-C’断面示意图；

图5是本发明实施例中一种户外变电站接线图；

附图标记说明：1、主变压器，2、站用变压器，3、主变高压侧负荷开关，4、主变高压侧熔断器，5、站用变熔断器，6、避雷器，7、低压母线侧隔离开关，8、线路侧隔离开关，9、电压互感器熔断器，10、低压电压互感器，11、阻波器，12、耦合电容器，13、高压绝缘子串，14、低压绝缘子串，15、高压母线，16、围栏，17、通讯装置，18、柱上真空断路器，19、馈线终端装置，20、电容器，21、电容器放电器，221、高压架构，222低压架构，23、低压母线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明实施例中提供了一种户外变电站，包括主变压器、高压架构单元、低压架构单元，主变压器的高压侧通过高压架构单元与高压母线相连接，低压侧通过低压架构单元与低压母线相连接；

高压架构单元分层设置，高压架构单元的输入设备按功能设置在不同层；

低压架构单元分层设置，低压架构单元的输出设备按功能设置在不同层。

本发明通过对采用户外架构式设计，在变压器的高压侧将输入设备按照三层排列，在低压侧将输出设备按照四层排列。因此，本发明的户外变电站空间结构布局紧凑合理、便于设计施工和后期管理，出线回路扩建容易，减少占地面积。

图1-图5示出了本发明的一种户外变电站。

图1是本发明实施例中一种户外变电站的俯视图。如图1所示，该户外变电站包括主变压器1、高压架构单元和低压架构单元。主变压器的高压侧通过高压架构单元与高压母线相连接，低压侧通过低压架构单元与低压母线相连接；高压母线通过高压绝缘子串13固定在高压架构单元上。

图2是图1中A-A’断面示意图。如图2所示，本发明实施例中，主变压器1为35kV/10kV变压器，高压母线为35kV母线、低压母线为10kV母线。该高压架构单元分层设置，高压架构单元的输入设备按功能设置在不同层；自上而下第一层设置有35kV母线15和进线层；第二层设置有主变高压侧负荷开关3、主变高压侧熔断器4、站用变熔断器5、避雷器层6；第三层设置有站用变电器2。主变压器1的高压侧与主变高压侧熔断器4的输出端相连接，该主变高压侧熔断器4的输入端通过主变高压侧负荷开关3与35kV母线15相连接。

可选地，如图3所示，该高压架构单元还包括避雷器6，该避雷器6设置在高压架构单元的第三层位置，其输入端与35kV母线相连接，输出端接地。在雷雨天气时，若35kV母线遭受到雷击，则避雷器可以将突变电压和电流引入接地端，用于保护该高压架构单元以及主变压器1。

可选地，如图3所示，本发明的户外变电站还包括设置在高压架构单元第三层的阻波器11与耦合电容器12，该阻波器11的输入端与高压母线相连，输出端与耦合电容器12的输入端相连接，耦合电容器12的输出端接地。该阻波器11与耦合电容器12用于防止35kV母线的电压发生波动，最后将波动的电压和电流导入接地端。

如图3所示，实际应用中，上述避雷器6、阻波器11和耦合电容器12设置在高压架构单元的第三层位置，他们的输入端与35kV母线相连，输出端接地。

可选地，本发明的户外变电站还包括站用变压器，如图3所示，该站用变压器2设置在高压架构单元的第三层位置，在其输入端通过设置在高压架构单元的第三层的站用变熔断器与高压母线相连接，输出端与设置在高压架构单元第三层位置的通讯装置相连。通过设置站用变压器2，可以解决本发明中户外变电站内所有设备用电。

可选地，本发明的户外变电站还包括密封柜，该密封柜设置在通讯装置的外部，用于保护该通讯装置。

实际应用中，上述低压架构单元分层设置，低压架构单元的输出设备按功能设置在不同层，自上而下为：第一层设置有低压母线23；第二层设置有低压母线侧隔离开关7、低压母线侧隔离开关8和电压互感器熔断路9；第三层设置有电压互感器10、户外柱上真空断路器18、和电容器放电器21；第四层设置有馈线终端装置19。

可选地，如图4所示，本发明户外变电站还包括柱上真空开关和低压母线侧隔离开关8。柱上真空开关的输入端与主变压器的低压侧相连接，输出端与低压母线侧隔离开关的输入端相连接；低压母线侧隔离开关的输出端与低压母线相连接。

其中，柱上真空开关由柱上真空断路器18和一台馈线终端装置(Feeder Terminal Unit，FTU)19构成，馈线终端装置19通过RS485总线与通讯装置相连。主变压器1的低压侧与柱上真空断路器18相连，该柱上真空断路器18的输出端与低压母线23相连接。低压母线23通过低压绝缘子串14固定在低压架构单元上，从该低压母线23可以引出多组输出线路，如图1中所示的10kV1#～4#出线。

可选地，如图4所示，本发明户外变电站还包括设置在低压架构单元第二层的电压互感器熔断器9，电压互感器熔断器9的输入端与低压母线相连接，输出端与电压互感器10相连接。电压互感器10的输出端连接至用电设备。该电压互感器还可以提供模拟信号至通讯装置，由通讯装置发送到调度中心。

为实现对低压母线的人工管理，如图5所示，本发明还在低压母线23侧设置有低压母线侧隔离开关7。该低压母线侧隔离开关7设置在低压架构单元的第二层，其输入端与低压母线23相连接，输出端与设置在第三层的柱上真空断路器的输入端相连接。柱上真空断路器18的输出端与线路侧隔离开关8的输入端相连接，该线路侧隔离开关8的输出端与设置在第一层的输出线路相连接。由输出线路连接到用电设备。在低压架构单元的第三层还设置有电容器20和电容放电器21，通过柱上真空开关与低压母线相连接。

图5示出了本发明实施例中一种户外变电站接线图。参见图5，通讯装置采集主变压器侧负荷开关3、主变压器1的开关量信号，一方面通过无线信号传输至调度中心；另一方面，通讯装置17对上述开关量信号进行处理后，通过负荷开关控制线向主变高压侧负荷开关3发送控制信号，或者通过主变调压控制线向主变压器1发送控制信号。通讯装置17控制低压母线23的工作过程：当主变压器1的低压侧输出电压工作异常或者低压母线出现异常时，通讯装置17通过RS485总线向柱上真空开关发送控制信号。此时柱上真空开关的馈线终端装置19接收控制信号由相匹配的柱上真空断路器18进行动作，断开低压母线23。当从该低压母线23引出的多组输出线路任意一组出现故障时，通讯装置控制相应输出线路的柱上真空开关进行动作，将该输出线路从低压母线23切除；待故障修复后，重新接入低压母线23。

另外，可选地，如图1-图3所示，本发明户外变电站还设置有围栏16，防止非工作人员进入变电站内发生触电的情况。当然围栏也可以采用围墙代替，本发明不作限定。

本发明的户外变电站对采用多层次式设计，在主变压器的高压侧设置为三层排列方式，在低压侧设置为四层排列方式。该户外变电站其空间结构布局紧凑合理，安装、拆卸方便，缩短施工周期，便于设计施工和后期管理；变电站的出线回路扩建容易，减少占地面积，对于一台主变压器四组输出线路的变电站，本发明的户外变电站仅占地245平方米，甚至减少至189平方面。不需要建设控制室和相应的辅助厂房，减少投资。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种户外变电站，其特征在于，包括主变压器、高压架构单元、低压架构单元，所述主变压器的高压侧通过高压架构单元与高压母线相连接，低压侧通过低压架构单元与低压母线相连接；

所述高压架构单元分层设置，所述高压架构单元的输入设备按功能设置在不同层；

所述低压架构单元分层设置，所述低压架构单元的输出设备按功能设置在不同层。

2.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，所述高压架构单元包括：高压母线、和主变高压侧熔断器；所述高压架构单元的第一层设置有高压母线，第二层设置有主变高压侧负荷开关和主变高压侧熔断器；

其中，所述主变高压侧负荷开关输入端与高压母线相连接，输出端连接至所述主变高压侧熔断器的输入端；所述主变高压侧熔断器的输出端与所述主变压器的高压侧相连接。

3.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，所述高压架构单元的第三层设置有站用变压器和站用变熔断器；

所述站用变压器的输入端通过所述站用变熔断器与高压母线相连接，输出端连接至用电设备。

4.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，还包括避雷器，所述避雷器设置在所述高压架构单元的垂直方向的第三层位置，其输入端与高压母线相连接，输出端接地。

5.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，还包括设置在高压架构单元第三层的阻波器与耦合电容器，所述阻波器的输入端与高压母线相连，输出端与所述耦合电容器的输入端相连接，所述耦合电容器的输出端接地。

6.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，所述低压架构单元的第一层设置有低压母线；第二层设置有低压母线侧隔离开关和线路侧隔离开关；第三层设置有电压互感器、柱上真空断路器、电容器、电容放电器；

所述柱上真空断路器的输入端与所述主变压器的低压侧相连接，其输出端与所述低压母线侧隔离开关的输入端相连接；所述低压母线侧隔离开关的输出端所述低压母线相连接。

7.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，还包括馈线终端装置，所述馈线终端装置设置在低压架构单元的第四层，用于采集所述户外变电站的开关量与模拟量以及接收用于控制主变电站的控制命令。

8.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，还包括设置在低压架构单元第二层的电压互感器熔断器，电压互感器熔断器的输入端与低压母线相连接，输出端与电压互感器相连接。

9.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，所述高压架构单元的第三层还设置有通讯装置，所述通讯装置的输入端连接至站用变压器的输出端，用于控制主变压器、主变高压侧负荷开关、馈线终端装置、低压母线侧隔离开关和线路侧隔离开关。

10.如权利要求1所述的户外变电站，其特征在于，还包括设置在密封柜，所述通讯装置固定在所述密封柜内，用于保护所述通讯装置。