CN106058702A - 一种模块化智能箱式变电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化智能箱式变电站，包括箱体骨架、变压器及高压室、无线通讯传输模块和避雷器接地螺栓；所述变压器及高压室安装有变压器和高压开关箱，所述低压室安装有计量、进线、出线、电容室及智能和通讯设备，两室之间设有隔温板；所述变压器与高压开关箱，通过与变压器固定为一体的高压开关箱底座，及安装在底座上的移动装置、连接和限位装置等，实现全绝缘快速连接；所述变压器和低压室，通过安装在变压器底部的移动装置及侧装式低压导杆，穿过隔温板与低压计量室母排全绝缘快速连接；所述箱体全部设有矿棉隔温层，底座为双层结构及进风百叶窗。本发明提供了一种结构简单、安装及维护便捷、通风散热好、高度智能化配用电设备。

Description

一种模块化智能箱式变电站

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体为一种模块化智能箱式变电站。

背景技术

传统的箱式变电站包括组合式变压器（简称美变）和预装式变电站(简称欧变），长期以来，美变所存在的突出技术问题是将所有高压电气控制设备全部与变压器装在一个油箱内，一是由于变压器油不能加满油箱，造成变压器油长期大面积与空气接触，同时由于高压开关长期操作形成的灰烬等介质物，加速变压器油老化，严重影响了变压器的安全运行；二是高压控制设备与变压器共装在一起，变压器需要检修时，必须先将所有高压控制设备都要拆除后方可进行；三是需要更换高压控制时，需先将变压器油放掉，检修后再放进去，按照技术规范要求，变压器加油后需沉淀一定时间才能使用，影响正常供用电。欧变所存在的技术问题一是通风散热较差，二是变压器、高压柜和低压柜分室独立安装，分别用高压母线和低压母线、桥架及遮拦进行连接和防护，体积大且安全性差；另外，不管美变和欧变，都是一种完全无人值守型配用电设备，各项电气运行数据及设备状态长期远离管理者视线，经常发生由于设备得不到及时维护，而造成损坏设备影响正常用电事故；上述问题已远不适应现代社会对安全可靠使用电力的需求，对此人们希望出现一种模块化智能箱式变电站这样一种先进配用电设备，来满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化智能箱式变电站，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块化智能箱式变电站，包括箱体骨架、变压器及高压室、无线通讯传输模块和避雷器接地螺栓；所述变压器及高压室的内部安装有变压器、高压开关箱，变压器及高压室底部设有通风网板，所述变压器及高压室与低压室之间中间设有隔板，且低压室的内部分别安装有低压控制柜、低压计量室和电容补偿柜，所述变压器及高压室的顶部安装有箱变底座，所述低压控制柜内安装有智能控制仪表和网络远程通信设备，所述变压器与低压计量室之间通过变压器侧装式低压导杆穿过隔板与低压计量室母排连接，所述变压器一侧的变压器高压绝缘插座与高压开关箱一侧的开关箱高压绝缘插头紧密连接，且开关箱高压绝缘插头通过后备保险与高压开关串联连接，所述高压开关通过插拔保险和高压进线插座及高压电缆肘型插头与高压进线电缆连接；所述高压进线插座在高压箱内同时与高压避雷器绝缘套管连接，所述高压避雷器绝缘套管内安装有高压避雷器，所述避雷器接地螺栓通过避雷器接地线与开关箱接地螺栓连接，所述变压器与高压开关箱的连接侧安装有开关箱推进限位座，且开关箱推进限位座的右侧设置有开关箱移动导轨，所述开关箱移动导轨上安装有开关箱移动直线轴承和电气限位杆，且电气限位杆的下方安装有行程开关，所述变压器的底部两侧安装有变压器散热风机，且变压器的底部设置有变压器移动滚轮座，变压器移动滚轮座上安装有移动滚轮，所述移动滚轮下面设置有变压器移动导轨，且变压器移动导轨外端设置有室外快装支架固定挂销和室外快装支架挂装孔，所述室外快装支架挂装孔，将室外快装支架安装在固定挂销上，所述高压开关箱的底部安装有移动托板和底座，且移动托板通过直线轴承与直线导轨连接，所述底座通过底座固定板与变压器牢固连接，且底座上安装有驱动电机，所述驱动电机通过连接器与传动丝杠连接，且传动丝杠的右侧安装有手动摇把，所述传动丝杠安装在传动丝杠座上，且传动丝杠通过传动螺母与移动托板连接，所述箱体骨架的顶部安装有箱体护板，且箱体骨架的底部固定在双层底座上，箱体护板固定在箱顶上，箱体所有与室内接触部分，全部设置有矿棉隔温层，所述箱体骨架通过连接件分别与高压室门和低压室门活动连接，所述高压室门上设有高压室标牌、警示牌和防雨锁盒，所述低压室门上设有低压室标牌、警示牌和防雨锁盒，且低压室门的右下方设置有铭牌，所述箱体护板与聚热罩通过支撑柱固定连接，且支撑柱与支撑柱之间安装有散热百叶窗，所述低压室内设有计量室、进线室、出线室和电容室，计量室设置有计量室标牌，进线室上设置有进线室标牌，显示器上设置有显示器标牌，出线室上设置有出线室标牌，电容室上设置有电容室标牌，所述计量室标牌的下方设置有计量表观察孔，所述进线室标牌的下方设置有指示灯和进线开关监视孔，所述显示器标牌的下方安装有显示器，且显示器通过显示器信号插排线与电力数据采集模块连接，所述电力数据采集模块通过RS485通讯线与网络无线传输模块连接，所述无线通讯传输模块由内置流量通讯卡与服务器无线通讯，所述服务器分别与短信报警器和操作员站（手机或电脑)通过无线通讯连接，所述无线通讯传输模块分别与显示器、多功能网络电力仪表和三相电电力仪表电性连接。

优选的：所述箱体骨架顶部安装有聚热罩和散热百叶窗, 且聚热罩的外边沿上安装有天线。

优选的：所述后备保险与弹性接点可实现快速插接，并通过其上端拆装孔实现快速更换。

优选的：所述变压器通过安装在底部的滚轮在安装在底座的导轨上，并带动高压开关箱实现与低压计量室母排的快速连接，并通过安装在底座外部的室外快装支架快速抽出室外进行更换或检修。

优选的：所述变压器通过与其固定在一起的高压开关箱底座及安装在底座上的开关箱移动托板、直线轴承直线导轨，在驱动电机或手动摇把驱动下，通过连接器、传动丝杠、传动螺母带动高压开关箱，且通过高压绝缘插头和高压绝缘插座实现快速连接或脱离。

优选的：所述双层底座中间安装有进风百叶窗，双层底座上设置有接地螺孔和吊装杆，所述接地螺孔的右侧设有接地标志，且吊装杆的右侧设有吊装标志。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据变压器散热要求增减底、上部百叶窗通风散热面积，并在需要时随时开启设置在变压器波纹散热片下部的筒式风机和上部百叶窗旁的排风扇，使变压器及高低压电气设备的运行效率得到了大幅度提高。经国家节能产品质量检验检测中心对该产品型式试验检测，基本达到了箱式变电站0K级（+1.6℃）温升标准。通过顶部百叶窗智能开启、关闭系统，在保证正常通风散热的同时，又可有效杜绝了暴风雨或沙尘暴侵入室内影响变压器及高低压电气设备的安全运行；当变压器安装或检修时，由于采用导轨运动、锥度销精准定位，并用锁紧杆将其底座锁紧、螺栓固定，整个操作过程轻松简便，1-2人即可完成；该设备通过网络利用手机或电脑实现了“四遥”功能即：遥测功能：可对各类电气运行参数进行实时监测、遥信功能-可对电气设备运行状态进行实时监视和出现设备故障时可对手机进行短信报警及对手机、电脑等监视界面的文字报警等、遥调功能-可对各类电气保护参数实时进行调整、遥控功能-可对高低压设备进行远程操作；具有相应的故障预诊断功能：通过网络可对变压器、开关设备、连接母线等电气设备超出其正常运行温度及规定运行电流、电压值时，进行实时手机短信及监控界面准确预警 ，告知管理人员及时予以处理，确保电气设备处于健康运行状态；同时设备生产者通过服务器，可实现对所售出的所有模块化智能箱式变电站的设备运行状况、出现的预警和报警情况、利用监控界面对电气设备的定期维护提示等进行实时跟踪服务。变待客戶告知设备损坏后派人修理的传统售后服务模式，为利用网络进行实时跟踪服务的超前预防型服务新模式。

附图说明

图1为本发明变压器及高压开关箱结构示意图；

图2为本发明箱体高压室外部示意图；

图3为本发明箱体低压室侧视图；

图4为本发明模块化智能箱式变电站设备结构示意图；

图5为本发明高压开关箱移动装置结构图；

图6为本发明模块化智能箱式变电站平面图；

图7为本发明低压室及智能装置示意图；

图8为本发明无线网络通信示意图。

图中：1-变压器；2-高压开关箱；3-插拔保险；4-上端拆装孔；5-弹性接点；6-后备保险；7-高压开关；8-高压进线插座；9-高压电缆肘型插头；10-高压进线电缆；11-高压避雷器绝缘套管；12-高压避雷器；13-开关箱移动导轨；14-开关箱移动直线轴承；15-电气限位杆；16-行程开关；17-变压器高压绝缘插座；18-开关箱高压绝缘插头；19-开关箱推进限位座；20-变压器散热风机；21-变压器移动滚轮座；22-移动滚轮；23-室外快装支架固定挂销；24-变压器移动导轨；25-室外快装支架挂装孔；26-聚热罩；27-散热百叶窗；28-支撑柱；29-箱顶；30-箱体护板；31-高压室标牌；32-警示牌；33-高压室门；34-防雨锁盒；35-箱体骨架；36-双层底座；37-进风百叶窗；38-矿棉隔温层；39-低压室标牌；40-低压室门；41-铭牌；42-接地螺孔；43-接地标志；44-吊装杆；45-吊装标志；46-移动托板；47-直线轴承；48-直线导轨；49-驱动电机；50-连接器；51-传动丝杠座；52-传动螺母；53-传动丝杠；54-手动摇把；55-高压开关箱底座；56-底座固定板；57-箱变底座；58-变压器及高压室；59-隔板；60-低压室；61-通风网板；62-低压控制柜；63-低压计量室母排；64-变压器侧装式低压导杆；65-低压计量室；66-电容补偿柜；67-计量室标牌；68-计量表观察孔；69-进线室标牌；70-指示灯；71-进线开关监视孔；72-显示器标牌；73-显示器；74-出线室标牌；75-电容室标牌；76-无线通讯传输模块；77-内置流量通讯卡；78-网络无线传输模块；79-RS485通讯线；80-天线；81-显示器信号插排线；82-电力数据采集模块；83-室外快装支架；84-避雷器接地螺栓；85-避雷器接地线；86-开关箱接地螺栓；87-服务器；88-短信报警器；89-操作员站（手机或电脑)；90-多功能网络电力仪表；91-三相电电力仪表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供的一种实施例：一种模块化智能箱式变电站，包括箱体骨架35、变压器及高压室58、无线通讯传输模块76和避雷器接地螺栓84；变压器及高压室58的内部安装有变压器1、高压开关箱2，变压器及高压室58底部设有通风网板61，变压器及高压室58与低压室60之间中间设有隔板59，且低压室60的内部分别安装有低压控制柜62、低压计量室65和电容补偿柜66，变压器及高压室58的顶部安装有箱变底座57，低压控制柜62内安装有智能控制仪表73和网络远程通信设备78，变压器1与低压计量室65之间通过变压器侧装式低压导杆64穿过隔板59与低压计量室母排63连接，变压器1一侧的变压器高压绝缘插座17与高压开关箱2一侧的开关箱高压绝缘插头18紧密连接，且开关箱高压绝缘插头18通过后备保险6与高压开关7串联连接，高压开关7通过插拔保险3和高压进线插座8及高压电缆肘型插头9与高压进线电缆10连接；高压进线插座8在高压箱内同时与高压避雷器绝缘套管11连接，高压避雷器绝缘套管11内安装有高压避雷器12，避雷器接地螺栓84通过避雷器接地线85与开关箱接地螺栓86连接，变压器1与高压开关箱2的连接侧安装有开关箱推进限位座19，且开关箱推进限位座19的右侧设置有开关箱移动导轨13，开关箱移动导轨13上安装有开关箱移动直线轴承14和电气限位杆15，且电气限位杆15的下方安装有行程开关16，变压器1的底部两侧安装有变压器散热风机20，且变压器1的底部设置有变压器移动滚轮座21，变压器移动滚轮座21上安装有移动滚轮22，移动滚轮22下面设置有变压器移动导轨24，且变压器移动导轨24外端设置有室外快装支架固定挂销23和室外快装支架挂装孔25，室外快装支架挂装孔25，将室外快装支架83安装在固定挂销23上，高压开关箱2的底部安装有移动托板46和底座55，且移动托板46通过直线轴承47与直线导轨48连接，底座55通过底座固定板56与变压器1牢固连接，且底座55上安装有驱动电机49，驱动电机49通过连接器50与传动丝杠53连接，且传动丝杠53的右侧安装有手动摇把54，传动丝杠53安装在传动丝杠座51上，且传动丝杠53通过传动螺母52与移动托板46连接，箱体骨架35的顶部安装有箱体护板30，且箱体骨架35的底部固定在双层底座36上，箱体护板30固定在箱顶29上，箱体所有与室内接触部分，全部设置有矿棉隔温层38，箱体骨架35通过连接件分别与高压室门33和低压室门40活动连接，高压室门33上设有高压室标牌31、警示牌32和防雨锁盒34，低压室门40上设有低压室标牌39、警示牌32和防雨锁盒34，且低压室门40的右下方设置有铭牌41，箱体护板30与聚热罩26通过支撑柱28固定连接，且支撑柱28与支撑柱28之间安装有散热百叶窗27，低压室60内设有计量室、进线室、出线室和电容室，计量室设置有计量室标牌67，进线室上设置有进线室标牌69，显示器73上设置有显示器标牌72，出线室上设置有出线室标牌74，电容室上设置有电容室标牌75，计量室标牌67的下方设置有计量表观察孔68，进线室标牌69的下方设置有指示灯70和进线开关监视孔71，显示器标牌72的下方安装有显示器73，且显示器73通过显示器信号插排线81与电力数据采集模块82连接，电力数据采集模块82通过RS485通讯线79与网络无线传输模块78连接，无线通讯传输模块76由内置流量通讯卡77与服务器87无线通讯，服务器87分别与短信报警器88和操作员站（手机或电脑)89通过无线通讯连接，无线通讯传输模块76分别与显示器73、多功能网络电力仪表90和三相电电力仪表91电性连接，箱体骨架35顶部安装有聚热罩26和散热百叶窗27, 且聚热罩26的外边沿上安装有天线80，后备保险6与弹性接点5可实现快速插接，并通过其上端拆装孔4实现快速更换，变压器1通过安装在底部的滚轮22在安装在底座的导轨24上，并带动高压开关箱2实现与低压计量室母排63的快速连接，并通过安装在底座外部的室外快装支架83快速抽出室外进行更换或检修，变压器1通过与其固定在一起的高压开关箱底座55及安装在底座55上的开关箱移动托板46、直线轴承47直线导轨48，在驱动电机49或手动摇把54驱动下，通过连接器50、传动丝杠53、传动螺母52带动高压开关箱2，且通过高压绝缘插头18和高压绝缘插座17实现快速连接或脱离，双层底座36中间安装有进风百叶窗37，双层底座36上设置有接地螺孔42和吊装杆44，接地螺孔42的右侧设有接地标志43，且吊装杆44的右侧设有吊装标志45。

工作原理；箱体底座采用上下双层底座36，中间设置有进风百叶窗37，实现了从变压器1底部进风，顶部采用上下双层隔温顶，中间设置散热百叶窗27和排风扇，实现了从变压器1底部进风，顶部将变压器1及高低压电气设备散发的热量快速排出室外；高压开关箱2与变压器1通过高压开关箱底座和变压器外壳，两者牢固连接为一体，高压开关箱2可通过安装在其底部移动板及直线导轨48和直线轴承47，在电动或手动机构带动下，以轨道运动、精准定位方式，并通过高压开关箱2上的开关箱高压绝缘插头18和安装在变压器1上的变压器高压绝缘插座17，实现全密封、全绝缘快速连接或抽出；数据显示器73通过数据连接线，将数据采集模块所采集的所有电气参数实时予以显示，同时具有各类参数设置、开关合闸操作及开关分合显示功能，数据采集模块内置采集电流信号所需的3只电流互感器、2块集成线路板通过接线端子，将所需开关分合闸及开关状态信号、三相电压信号、开关及母线温控信号、模块工作电源等全部输入到集成线路板，进行分析处理；网络通信线一边连接于各个数据采集模块RS485通讯端子，另一边连接于无线通讯传输模块，无线通讯传输模块将所采集到各个数据模块的各类电气参数，通过通讯流量卡77实时传输到服务器87，服务器87将所有数据处理后，可通过短信报警器88向手机进行短信报警，同时将所有各类电气参数及设备运行状态通过无线网络实时传输到各个操作员站（手机或电脑）89，操作员站（手机或电脑）89可随时进行远程监测、监视，远程报警接收、远程调试、远程操作，另外一个功能则是生产厂家可通过服务器87对所售出的产品，进行使用状态监测、监视，对设备健康状况进行评价，实现实时跟踪服务。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种模块化智能箱式变电站，包括箱体骨架（35）、变压器及高压室（58）、无线通讯传输模块（76）和避雷器接地螺栓（84）；其特征在于；所述变压器及高压室（58）的内部安装有变压器（1）、高压开关箱（2），变压器及高压室（58）底部设有通风网板（61），所述变压器及高压室（58）与低压室（60）之间中间设有隔板（59），且低压室（60）的内部分别安装有低压控制柜（62）、低压计量室（65）和电容补偿柜（66），所述变压器及高压室（58）的顶部安装有箱变底座（57），所述低压控制柜（62）内安装有智能控制仪表（73）和网络远程通信设备（78），所述变压器（1）与低压计量室（65）之间通过变压器侧装式低压导杆（64）穿过隔板（59）与低压计量室母排（63）连接，所述变压器（1）一侧的变压器高压绝缘插座（17）与高压开关箱（2）一侧的开关箱高压绝缘插头（18）紧密连接，且开关箱高压绝缘插头（18）通过后备保险（6）与高压开关（7）串联连接，所述高压开关（7）通过插拔保险（3）和高压进线插座（8）及高压电缆肘型插头（9）与高压进线电缆(10）连接；所述高压进线插座（8）在高压箱内同时与高压避雷器绝缘套管（11）连接，所述高压避雷器绝缘套管（11）内安装有高压避雷器（12），所述避雷器接地螺栓（84）通过避雷器接地线（85）与开关箱接地螺栓（86）连接，所述变压器（1）与高压开关箱（2）的连接侧安装有开关箱推进限位座（19），且开关箱推进限位座（19）的右侧设置有开关箱移动导轨（13），所述开关箱移动导轨（13）上安装有开关箱移动直线轴承（14）和电气限位杆（15），且电气限位杆（15）的下方安装有行程开关（16），所述变压器（1）的底部两侧安装有变压器散热风机（20），且变压器（1）的底部设置有变压器移动滚轮座（21），变压器移动滚轮座（21）上安装有移动滚轮（22），所述移动滚轮（22）下面设置有变压器移动导轨（24），且变压器移动导轨（24）外端设置有室外快装支架固定挂销（23）和室外快装支架挂装孔（25），所述室外快装支架挂装孔（25），将室外快装支架（83）安装在固定挂销（23）上，所述高压开关箱（2）的底部安装有移动托板（46）和底座（55），且移动托板（46）通过直线轴承（47）与直线导轨（48）连接，所述底座（55）通过底座固定板（56）与变压器（1）牢固连接，且底座（55）上安装有驱动电机（49），所述驱动电机（49）通过连接器（50）与传动丝杠（53）连接，且传动丝杠（53）的右侧安装有手动摇把（54），所述传动丝杠（53）安装在传动丝杠座（51）上，且传动丝杠（53）通过传动螺母（52）与移动托板（46）连接，所述箱体骨架（35）的顶部安装有箱体护板（30），且箱体骨架（35）的底部固定在双层底座（36）上，箱体护板（30）固定在箱顶（29）上，箱体所有与室内接触部分，全部设置有矿棉隔温层（38），所述箱体骨架（35）通过连接件分别与高压室门（33）和低压室门（40）活动连接，所述高压室门（33）上设有高压室标牌（31）、警示牌（32）和防雨锁盒（34），所述低压室门（40）上设有低压室标牌（39）、警示牌（32)和防雨锁盒（34），且低压室门（40）的右下方设置有铭牌（41），所述箱体护板（30）与聚热罩（26）通过支撑柱（28）固定连接，且支撑柱（28）与支撑柱（28）之间安装有散热百叶窗（27），所述低压室（60）内设有计量室、进线室、出线室和电容室，计量室设置有计量室标牌（67），进线室上设置有进线室标牌（69），显示器(73)上设置有显示器标牌（72），出线室上设置有出线室标牌（74），电容室上设置有电容室标牌（75），所述计量室标牌（67）的下方设置有计量表观察孔（68），所述进线室标牌（69）的下方设置有指示灯（70）和进线开关监视孔（71），所述显示器标牌（72）的下方安装有显示器（73），且显示器（73）通过显示器信号插排线（81）与电力数据采集模块（82）连接，所述电力数据采集模块（82）通过RS485通讯线（79）与网络无线传输模块（78）连接，所述无线通讯传输模块（76）由内置流量通讯卡（77）与服务器（87）无线通讯，所述服务器（87）分别与短信报警器（88）和操作员站（手机或电脑)(89）通过无线通讯连接，所述无线通讯传输模块（76）分别与显示器（73）、多功能网络电力仪表（90）和三相电电力仪表（91）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种模块化智能箱式变电站，其特征在于：所述箱体骨架（35）顶部安装有聚热罩（26）和散热百叶窗（27）, 且聚热罩（26）的外边沿上安装有天线（80）。

3.根据权利要求1所述的一种模块化智能箱式变电站，其特征在于：所述后备保险（6）与弹性接点（5）可实现快速插接，并通过其上端拆装孔（4）实现快速更换。

4.根据权利要求1所述的一种模块化智能箱式变电站，其特征在于：所述变压器（1）通过安装在底部的滚轮（22）在安装在底座的导轨（24）上，并带动高压开关箱（2）实现与低压计量室母排（63）的快速连接，并通过安装在底座外部的室外快装支架（83）快速抽出室外进行更换或检修。

5.根据权利要求1所述的一种模块化智能箱式变电站，其特征在于：所述变压器（1）通过与其固定在一起的高压开关箱底座（55）及安装在底座（55）上的开关箱移动托板（46）、直线轴承（47）直线导轨（48），在驱动电机（49）或手动摇把（54）驱动下，通过连接器（50）、传动丝杠（53）、传动螺母（52）带动高压开关箱（2），且通过高压绝缘插头（18）和高压绝缘插座（17）实现快速连接或脱离。

6.根据权利要求1所述的一种模块化智能箱式变电站，其特征在于：所述双层底座（36）中间安装有进风百叶窗（37），双层底座（36）上设置有接地螺孔（42）和吊装杆（44），所述接地螺孔（42）的右侧设有接地标志（43），且吊装杆（44）的右侧设有吊装标志（45）。