CN105281240A - 一种户外紧凑型智能变电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统的中压电气设备领域，尤其是一种户外柱上紧凑型智能变电站。针对现有柱上开关、变压器、熔断器等零散分布，带来的集成度低、运行维护不方便等问题，提出了一种全新的解决方案，将柱上高低压电器设备进行了一体化、组合式的结构设计。配电变压器上面安装有高压开关柜，配电变压器低压侧正面装有低压柜；配电变压器高压进线端设有高压套管，所述高压套管外部是柔性固体绝缘层，高压套管内部有梅花触头和高压螺杆，高压开关柜下部设有高压母联座，高压母联座内有静触头与梅花触头配合。其中高压开关柜采用气箱密封、六氟化硫气体绝缘、表面屏蔽技术，充分保障人身安全和设备的运行安全。

Description

一种户外紧凑型智能变电站

技术领域

本发明属于中压电气设备领域，尤其涉及一种户外紧凑型智能变电站。

背景技术

我国的配电网中，还存在大量的柱上开关设备。特别是农村10kV配电网中，由柱上高压开关、柱上高压跌落式熔断器、高压避雷器、柱上变压器、低压配电箱等组成变电站系统是配电网的主要供电方式。该系统中的设备零散分布在柱上高台，电气设备裸露在空气中，导致设备锈蚀、老化和易受外力破坏等问题难以解决。带电导体裸露在空气中，造成带电作业不便，故障频发，且安全隐患多。配电变压器运行的安全性、可靠性差，同时运行和维护工作环境复杂，技术难度高。使用电缆连接模式，需要安装肘型接头，同时还需要为安装多预留电缆长度。电缆连接模式满足了柔性连接的需要，但增加了成本和安装空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种户外紧凑型智能变电站，以解决现有技术中柱上开关设备元器件种类多、零散分布带来的集成度低、运行维护不方便等问题。本发明的主要构思是：户外紧凑型智能变电站采用一体化、组合式的结构设计，其中高压开关柜采用气箱密封、六氟化硫气体绝缘、表面屏蔽技术，充分保障人身安全和设备的运行安全。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种户外紧凑型智能变电站，包括配电变压器1、高压开关柜8、低压柜11，其特征在于：配电变压器1上面安装有高压开关柜8，配电变压器1低压侧正面装有低压柜11；配电变压器1高压进线端设有高压套管2，所述高压套管2外部是柔性固体绝缘层，高压套管2内部有梅花触头6和高压螺杆7，高压开关柜8下部设有高压母联座9，高压母联座9内有静触头与梅花触头6配合。配电变压器1顶部有支撑槽钢4，支撑槽钢4上有导向螺杆3。配电变压器1低压侧设有低压套管5，低压套管5内部的静触头与低压柜11的低压母线铜排12相连。

配电变压器1为10kV或20kV电压等级的干式变压器，优选非晶合金干式变压器（空载节能效果好，可节能70%），也可以是油绝缘变压器。配电变压器1框架为钢结构，强度高，是户外紧凑型智能变电站结构的核心。配电变压器1的顶部焊接（或螺栓固定）有2条平行的支撑槽钢4，其间距与高压开关柜8底座的宽度相适应。每条支撑槽钢4的上面有2个导向螺杆3。高压开关柜8底座开有与导向螺杆3匹配的安装孔。导向螺杆3的作用是保证高压套管2和高压母联座9的精确对接，高压套管2外部是柔性固体绝缘层与高压母联座9过盈配合，实现电气绝缘和密封的作用。高压母联座9内有静触头插入梅花触头6，梅花触头6的紧箍弹簧保证了有效电气连接。高压套管2外部是柔性固体绝缘层形变量和梅花触头6位移量与导向螺杆3配合解决了高压开关柜安装时的公差问题，保证了高压进线的安全。高压套管2外面套有电流互感器10，解决了高压端的电流信号采集，同时不占用高压开关柜8内部空间和变压器内部空间。

高压开关柜8内部有气箱，气箱内充绝缘气体，优选六氟化硫绝缘气体。气箱内装有高压开关和熔断器。高压开关柜8内部还装有高压开关的操动机构、避雷器、高压PT和智能保护装置。高压开关柜8柜体上有高压开关的操动机构上有合闸（合闸储能）操作拉杆，接地合闸操作拉杆和接地分闸操作拉杆以及对应的合闸、分闸、接地、合闸储能、熔断器脱扣状态显示装置和各种状态相对应的继电器。上述操作拉杆上设有圆环，用于手动操作。操作人员可通过智能保护装置遥控操作高压开关合闸、分闸、接地，也可以利用操作杆上的挂钩拉操作杆上的圆环实现高压开关合闸、分闸、接地操作。高压PT、电流互感器10、状态继电器为智能保护装置提供了必要的电气监测信号。高压开关柜采用气箱密封、六氟化硫气体绝缘、表面屏蔽技术，充分保障人身安全和设备的运行安全。

低压柜11固定在配电变压器1低压侧正面。低压柜11设有母线室、进线室、电容室、计量室、自动化室。配电变压器1的低压出线通过低压套管5连接到铜排12进入低压柜11的母线室。进线室上方有隔离开关，出线开关通过铜母排连接到隔离开关13，隔离开关操作杆15和分合闸操作杆14连接，人可通过拉杆在柜外拉动分合闸操作杆14进行分合闸操作，在分合闸操作杆14顶上装有分合闸指示指针16，指示分合闸。带操作机构的出线开关17和出线开关操作孔及指示18连接。电容室19在低压柜11中下部，上方有刀熔开关20，刀熔开关操作杆和分合闸操作杆14连接，人可通过拉杆在柜外拉动分合闸操作杆14进行分合闸操作，在分合闸操作杆顶上装有分合闸指示指针16，指示分合闸。和刀熔开关20通过铜排连接的有智能低压电力补偿装置21。计量室22在低压柜11右中部，内装电能表24。计量室下方为自动化室23，内装自动化模块25。

户外紧凑型智能变电站安装在四根电线杆26的之间，距离地平面大概有2米处将安装横单30固定，安装横单30要求水平，将户外紧凑型智能变电站整体吊起，坐落在安装横单30上，并固定。高压开关柜8左侧设有进线电缆套管29，用高压柜进线电缆27和进线电缆接头28将进线电缆套管29及架空高压电线连接好。

户外紧凑型智能变电站还有一另种组装方式，低压柜11与变压器1前后排列，低压柜11与变压器1顶部设有一块固定平板36，将户外智能高压柜8吊起，直落在固定平板36上，通过固定螺丝35将高压开关柜8固定在变压器顶部，同时，将高压开关柜8后部出线套管31与电缆接头33连接，电缆接头33再和电缆34连接，然后与变压器1后部的变压器高压接头37连接，最后将防水罩32用固定，组装成户外紧凑型智能变电站。

采用了上述方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、通过改变户外变压器套管结构及布置，把变压器，高压柜，低压柜连成一起集合一体化，体积大大减少，并减少施工的工程量。同时户外紧凑型智能变电站以原有的配电变压器为安装基准，降低了高压开关的安装高度，利于运行和维护人员的操作，降低了工作强度。

2、变压器高压套管和高压柜连接为全绝缘全密封连接，无高压裸露部分，提高安全性。

3、变压器低压套管直接和低压柜铜排连接，无低压带电部位裸露且不需要电缆连接。

附图说明

附图1是本发明的户外变压器高压套管剖面图。

附图2是本发明的户外紧凑型智能变电站正视图。

附图3是本发明的户外紧凑型智能变电站内部示意图。

附图4是本发明的户外紧凑型智能变电站低压柜侧面剖视图。

附图5是本发明的户外紧凑型智能变电站的右视图。

附图标号：配电变压器1、高压套管2、导向螺杆3、支撑槽钢4、低压套管5、梅花触头6、高压螺杆7、高压开关柜8、高压母联座9、电流互感器10、低压柜11、低压铜排12、隔离开关13、分合闸操作杆14、隔离开关操作杆15、分合闸指示指针16、出线开关17、出线开关操作孔及指示18、电容室19、刀熔开关20、智能低压电力补偿装置21、计量室22、自动化室23、电能表24、自动化模块25、电线杆26、高压柜进线电缆27、进线电缆接头28、进线电缆套管29、安装横单30、出线套管31、防水罩32、电缆接头33、连接电缆34、固定螺丝35、固定平板36、变压器高压接头37。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本发明的公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1：

如图2所示的户外紧凑型智能变电站，由核心由高压开关柜8、低压柜11、配电变压器1组成。户外紧凑型智能变电站组装时，低压柜11与配电变压器1前后排列，配电变压器1低压侧面和低压柜11通过螺栓连接，配电变压器1顶部焊接2条平行的支撑槽钢4每条支撑槽钢4的上面有2个导向螺杆3（如图1），高压开关柜8通导向螺杆3和配电变压器1连接固定完成组装。

高压开关柜8内部有气箱，气箱内充绝缘气体，优选六氟化硫绝缘气体。气箱内装有高压开关和熔断器。高压开关柜8内部还装有高压开关的操动机构、避雷器、高压PT和智能保护装置。高压开关柜8柜体上有高压开关的操动机构上有合闸（合闸储能）操作拉杆，接地合闸操作拉杆和接地分闸操作拉杆以及对应的合闸、分闸、接地、合闸储能、熔断器脱扣状态显示装置和各种状态相对应的继电器。上述操作拉杆上设有圆环，用于手动操作。操作人员可通过智能保护装置遥控操作高压开关合闸、分闸、接地，也可以利用操作杆上的挂钩拉操作杆上的圆环实现高压开关合闸、分闸、接地操作。高压PT、电流互感器10、状态继电器为智能保护装置提供了必要的电气监测信号。高压开关柜采用气箱密封、六氟化硫气体绝缘、表面屏蔽技术，充分保障人身安全和设备的运行安全。

如图3所示，低压柜11固定在配电变压器1低压侧正面。低压柜11设有母线室、进线室、电容室、计量室、自动化室。如图4所示配电变压器1的低压出线通过低压套管5连接到铜排12进入低压柜11的母线室。进线室上方有隔离开关，出线开关通过铜母排连接到隔离开关13，隔离开关操作杆15和分合闸操作杆14连接，人可通过拉杆在柜外拉动分合闸操作杆14进行分合闸操作，在分合闸操作杆14顶上装有分合闸指示指针16，指示分合闸。带操作机构的出线开关17和出线开关操作孔及指示18连接。电容室19在低压柜11中下部，上方有刀熔开关20，刀熔开关操作杆和分合闸操作杆14连接，人可通过拉杆在柜外拉动分合闸操作杆14进行分合闸操作，在分合闸操作杆顶上装有分合闸指示指针16，指示分合闸。和刀熔开关20通铜排连接的有智能低压电力补偿装置21。计量室22在低压柜11右中部，内装电能表24。计量室下方为自动化室23，内装自动化模块25。

高压开关柜8与变压器1左侧的进线电缆套管29，用进线电缆接头28和高压柜进线电缆27连接起来，在四根电线杆26的之间，距离地平面大概有2米处将安装横单30固定，安装横单30要求水平，将户外紧凑型智能变电站整体吊起，坐落在安装横单30上，将低压柜11与变压器1底部的槽钢，通过紧固件安装在安装横单30上并固定，固定完毕，户外紧凑型智能变电站架空安装完毕。

实施例2：

如图4所示的户外紧凑型智能变电站，核心由高压开关柜8、低压柜11、配电变压器1组成。配电变压器1取消高压套管2并用堵头封住高压开关柜8下部的高压母联座9。组装时，低压柜11与配电变压器1前后排列，低压柜11与配电变压器1顶部设有一块固定平板36，将高压开关柜8吊起，直落在固定平板36上，通过固定螺丝35将高压开关柜8固定在顶部，同时，将高压开关柜8后部出线套管31与配电变压器1后部的配电变压器高压接头37，用连接电缆接头33和连接电缆34连接起来，连接完后将防水罩32用固定，组成户外紧凑型智能变电站的核心部分。其余同实施例1。本实施例主要解决了变压器不能加装顶部套管2的情况下，在变压器上方集成高压开关柜的连接方式，实现了变电站的小型化。

Claims (4)

1.一种户外紧凑型智能变电站，包括配电变压器（1）、高压开关柜（8）、低压柜（11），其特征在于：配电变压器（1）上面安装有高压开关柜（8），配电变压器（1）低压侧正面装有低压柜（11）；配电变压器（1）高压进线端设有高压套管（2），所述高压套管（2）外层是柔性固体绝缘层，高压套管（2）内部有梅花触头（6）和高压螺杆（7），高压套管（2）外面套有电流互感器（10）；高压开关柜（8）下部设有高压母联座（9），高压母联座（9）内有静触头与梅花触头（6）配合。

2.如权利要求1所述的一种户外紧凑型智能变电站，其特征在于：配电变压器（1）顶部有支撑槽钢（4），支撑槽钢（4）上有导向螺杆（3），配电变压器（1）低压侧设有低压套管（5），低压套管（5）内部的静触头与低压柜（11）的低压母线铜排（12）相连。

3.如权利要求1所述的一种户外紧凑型智能变电站，其特征在于：高压开关柜（8）内部有气箱，气箱内充绝缘气体，气箱内装有高压开关和熔断器；高压开关柜（8）内部还装有高压开关的操动机构、避雷器、高压PT和智能保护装置；高压开关柜（8）柜体上有高压开关的操动机构上有合闸（合闸储能）操作拉杆，接地合闸操作拉杆和接地分闸操作拉杆以及对应的合闸、分闸、接地、合闸储能、熔断器脱扣状态显示装置和状态相对应的继电器，操作拉杆上设有圆环。

4.如权利要求1所述的一种户外紧凑型智能变电站，其特征在于：所述低压柜（11）设有母线室、进线室、电容室、计量室、自动化室，配电变压器（1）的低压出线通过低压套管（5）连接到铜排（12）进入低压柜11的母线室，进线室上方有隔离开关（13），出线开关（17）通过铜母排连接到隔离开关（13），隔离开关操作杆（15）和分合闸操作杆（14）连接，人可通过拉杆在柜外拉动分合闸操作杆（14）进行分合闸操作，在分合闸操作杆（14）顶上装有分合闸指示指针（16），指示分合闸；带操作机构的出线开关（17）和出线开关操作孔及指示（18）连接；电容室（19）在低压柜（11）中下部，上方有刀熔开关（20），刀熔开关操作杆和分合闸操作杆（14）连接，人可通过拉杆在柜外拉动分合闸操作杆（14）进行分合闸操作，在分合闸操作杆顶上装有分合闸指示指针（16），指示分合闸；和刀熔开关（20）通铜排连接的有智能低压电力补偿装置（21）；计量室（22）在低压柜（11）右中部，内装电能表（24）；计量室下方为自动化室（23），内装自动化模块（25）。