CN106451168A - 预装式智能牵引变电站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了预装式智能牵引变电站，包括接入高压线网的高压开关、与高压开关连接进行变压转换的主变设备、与主变设备连接的低压侧一次设备、保护测控低压侧一次设备的低压侧二次设备，其中低压侧一次设备集成装配在低压侧一次设备舱（1）内，低压侧二次设备集成装配在低压侧二次设备舱（38）内，低压侧一次设备舱（1）和低压侧二次设备舱（38）采用非金属高防腐复合材料制成的预制舱结构，低压侧一次设备舱（1）和低压侧二次设备舱（38）采用统一线缆和接口连接低压侧二次设备和低压侧二次设备。
Description
技术领域
发明涉及变电站集成建设技术，具体涉及预装式智能牵引变电站。
背景技术
传统的牵引变电站主要由高压开关、主变设备、低压侧一次设备、低压侧二次设备组成，且采用的是不同的生产厂商的产品，这为系统的集成带来极大不便，且这种变电站未采用集成方式处理低压侧一次设备、低压侧二次设备，设备间连线复杂，信号传输干扰时有发生，且整个变电站的建设周期长，需要经历几个阶段，设备采购阶段，系统连接设计阶段，系统调试阶段，特别是设备间的不兼容性，造成了调试困难度增大，因此，整个变电站的建设周期极其漫长。
为解决传统变电站建设周期长、占地面积大，工艺安装标准不统一的问题，我们需要设计一种标准化设计、工厂化加工、装配式建设的变电站，以实现变电站小型化、大幅提高工程建设效率和质量，有效降低全寿命周期成本。
发明内容
发明目的在于提供预装式智能牵引变电站，通过工厂生产预制和现场装配安装两大阶段来建设。一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试。一次设备与二次设备、二次设备间采用标准化连接，大规模应用单端预制电缆、双端预制光缆等新技术，简化现场二次接线，实现“即插即用”。
发明通过下述技术方案实现：
预装式智能牵引变电站，包括接入高压线网的高压开关、与高压开关连接进行变压转换的主变设备、与主变设备连接的低压侧一次设备、保护测控低压侧一次设备的低压侧二次设备，其中低压侧一次设备集成装配在低压侧一次设备舱内，低压侧二次设备集成装配在低压侧二次设备舱内，低压侧一次设备舱和低压侧二次设备舱采用非金属高防腐复合材料制成的预制舱结构，低压侧一次设备舱和低压侧二次设备舱采用统一线缆和接口连接低压侧二次设备和低压侧二次设备。
所述低压侧一次设备舱设置有三个间隔，三个间隔分别为2个变压器间隔和1个一次设备间隔，一次设备间隔内设置有单列一字排布的一次侧控制设备，所述一次控制设备依次包括第一PT柜、27.5KV自用变压器开关柜、右侧馈线开关柜主变低压侧开关柜、左侧馈线开关柜、第二PT柜。
所述设备间隔内还设置有下人井、10KV自用变压器开关柜、空调设备。
所述2个变压器间隔分别设置有10KV自用变压器、27.5KV自用变压器。
所述低压侧二次设备舱设置有2个间隔，1个间隔为线路间隔，1个间隔为二次设备间隔，二次设备间隔内设置有两列分别一字排布的二次侧控制设备，第一列的二次侧控制设备依次为：监控屏、主变保护测控屏、馈线保护测控屏、环境监控屏、网开关屏、光纤配线架屏、故障录波屏、备用屏、计量屏；第二列的二次侧控制设备依次为：视频监控屏、高压电线在线监控屏、油色谱屏、直流电源屏、交流电流屏、蓄电池屏、备用屏、通信屏，线路间隔内设置有二次设备电缆接口。
本发明中的高压开关可以是AIS/GIS/HGIS开关，主变设备时将高压电转为低压电设备，即变压器，一般为4个，本系统将低压侧二次设备和低压侧一次设备分别集中分布到一个舱内，形成低压侧二次设备舱和低压侧一次设备舱，低压侧二次设备舱和低压侧一次设备舱直接通过预制线缆连接，利用上述合理的布局，依次设置上述结构，将低压侧二次设备集中化的集合到一个设备中，我们可以预先预制该结构，需要时，我们直接将该预制舱运输到预定工位进行与主变设备组网连接即可，达到快速化安装的技术效果。同时，按照上述布局进行设备放置，可以达到各个设备间的线路最优化，线路之间的信号传输干扰最小，布局合理，达到成本最小。
预制舱结构包括2层的复合材料层，在2层复合材料层之间设置有主骨架体，主骨架体包括镀锌钢管骨架，在镀锌钢管骨架之间填充有岩棉填充体，在镀锌钢管骨架上安装有连接件，连接件成U形，其两端分别插入到复合材料层内。
发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
预装式智能牵引变电站是变电站建设的一场革命，这种变电站建设过程就像搭积木一样，通过工厂生产预制和现场装配安装两大阶段来建设。一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试。一次设备与二次设备、二次设备间采用标准化连接，大规模应用单端预制电缆、双端预制光缆等新技术，简化现场二次接线，实现“即插即用”。运用该技术建设的电气化铁路牵引变电站，改变了传统的牵引变电站电气布局、土建设计和施工模式，通过“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的全新建设模式，使得牵引变电站建设设备成套性强、体积小、结构紧凑、运行安全可靠、维护方便、可以移动，并且大大缩短了设计和建设周期，减少变电站占地面积，降低了变电站造价。整站建立在IEC61850通信技术规范基础上，安分层分布式来实现智能变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作。从整体上分为站控层、间隔层和过程层三层。站控层与间隔层保护测控等设备采用IEC61850-8-1通信协议；间隔层与过程层合并单元采用IEC61850-9-2通信协议；间隔层与过程层智能终端采用GOOSE通信协议；站控层系统采用SNTP网络对时，间隔层和过程层设备采用IEC61588网络对时。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对发明实施例的限定。在附图中：
图1为发明结构示意图。
图2为低压侧一次设备舱内的布局图。
图3为低压侧二次设备舱的布局图。
图4为预制舱结构的结构图。
附图中的标记分别表示为：1、低压侧一次设备舱；2、10KV自用变压器；3、下人井；4、10KV自用变压器开关柜；5、第一PT柜；6、27.5KV自用变压器开关柜；7、右侧馈线开关柜；8、主变低压侧开关柜；9、左侧馈线开关柜；10、第二PT柜；11、空调设备；12、27.5KV自用变压器；
21、监控屏；22、主变保护测控屏；23、馈线保护测控屏；24、环境监控屏；25、网开关屏；26、光纤配线架屏；27、故障录波屏；28、备用屏；29、计量屏；30、视频监控屏；31、高压电线在线监控屏；32、油色谱屏；33、直流电源屏；34、交流电流屏；35、蓄电池屏；36、备用屏；37、通信屏；38、低压侧二次设备舱；39、二次设备电缆接口；
41、复合材料层，42、镀锌钢管骨架，43、连接件，44、岩棉填充体。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对发明作进一步的详细说明，发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释发明，并不作为对发明的限定。
实施例1
如图1-图3所示，预装式智能牵引变电站，包括接入高压线网的高压开关、与高压开关连接进行变压转换的主变设备、与主变设备连接的低压侧一次设备、保护测控低压侧一次设备的低压侧二次设备，其中低压侧一次设备集成装配在低压侧一次设备舱1内，低压侧二次设备集成装配在低压侧二次设备舱38内，低压侧一次设备舱1和低压侧二次设备舱38采用非金属高防腐复合材料制成的预制舱结构，低压侧一次设备舱1和低压侧二次设备舱38采用统一线缆和接口连接低压侧二次设备和低压侧二次设备。
所述低压侧一次设备舱1设置有三个间隔，三个间隔分别为2个变压器间隔和1个一次设备间隔，一次设备间隔内设置有单列一字排布的一次侧控制设备，所述一次控制设备依次包括第一PT柜5、27.5KV自用变压器开关柜6、右侧馈线开关柜7主变低压侧开关柜8、左侧馈线开关柜9、第二PT柜10。
所述设备间隔内还设置有下人井3、10KV自用变压器开关柜4、空调设备11。
所述2个变压器间隔分别设置有10KV自用变压器2、27.5KV自用变压器12。
所述低压侧二次设备舱38设置有2个间隔，1个间隔为线路间隔，1个间隔为二次设备间隔，二次设备间隔内设置有两列分别一字排布的二次侧控制设备，第一列的二次侧控制设备依次为：监控屏21、主变保护测控屏22、馈线保护测控屏23、环境监控屏24、网开关屏25、光纤配线架屏26、故障录波屏27、备用屏28、计量屏29；第二列的二次侧控制设备依次为：视频监控屏30、高压电线在线监控屏31、油色谱屏32、直流电源屏33、交流电流屏34、蓄电池屏35、备用屏36、通信屏37，线路间隔内设置有二次设备电缆接口39。
本发明中的高压开关可以是AIS/GIS/HGIS开关，主变设备时将高压电转为低压电设备，即变压器，一般为4个，本系统将低压侧二次设备和低压侧一次设备分别集中分布到一个舱内，形成低压侧二次设备舱38和低压侧一次设备舱1，低压侧二次设备舱38和低压侧一次设备舱1直接通过预制线缆连接，利用上述合理的布局，依次设置上述结构，将低压侧二次设备集中化的集合到一个设备中，我们可以预先预制该结构，需要时，我们直接将该预制舱运输到预定工位进行与主变设备组网连接即可，达到快速化安装的技术效果。
预装式智能牵引变电站是变电站建设的一场革命，这种变电站建设过程就像搭积木一样，通过工厂生产预制和现场装配安装两大阶段来建设。一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试。一次设备与二次设备、二次设备间采用标准化连接，大规模应用单端预制电缆、双端预制光缆等新技术，简化现场二次接线，实现“即插即用”。运用该技术建设的电气化铁路牵引变电站，改变了传统的牵引变电站电气布局、土建设计和施工模式，通过“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的全新建设模式，使得牵引变电站建设设备成套性强、体积小、结构紧凑、运行安全可靠、维护方便、可以移动，并且大大缩短了设计和建设周期，减少变电站占地面积，降低了变电站造价。整站建立在IEC61850通信技术规范基础上，安分层分布式来实现智能变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作。从整体上分为站控层、间隔层和过程层三层。站控层与间隔层保护测控等设备采用IEC61850-8-1通信协议；间隔层与过程层合并单元采用IEC61850-9-2通信协议；间隔层与过程层智能终端采用GOOSE通信协议；站控层系统采用SNTP网络对时，间隔层和过程层设备采用IEC61588网络对时。
如图4所示，预制舱结构包括2层的复合材料层41，在2层复合材料层之间设置有主骨架体，主骨架体包括镀锌钢管骨架42，在镀锌钢管骨架之间填充有岩棉填充体44，在镀锌钢管骨架上安装有连接件43，连接件成U形，其两端分别插入到复合材料层内。
该预制舱结构具有良好的抗震性能、保温性能、防腐性能、防风沙性能，其两层的符合材料层为非金属复合材料，杜绝经书腐蚀风险，使用寿命可达60年，整个墙体采用密封型腔技术，最大保证内部钢骨架不接触氧气和水。镀锌钢管骨架采用网格骨架，可抗12级飓风。主骨架体与复合材料层之间可以设置间隙，可以起到良好抗震性能和隔热性能，其保温性能相对于240mm粘土砖墙和50mm绝热砂浆的保温性能。
以上所述的具体实施方式，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为发明的具体实施方式而已，并不用于限定发明的保护范围，凡在发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.预装式智能牵引变电站，其特征在于，包括接入高压线网的高压开关、与高压开关连接进行变压转换的主变设备、与主变设备连接的低压侧一次设备、保护测控低压侧一次设备的低压侧二次设备，其中低压侧一次设备集成装配在低压侧一次设备舱（1）内，低压侧二次设备集成装配在低压侧二次设备舱（38）内，低压侧一次设备舱（1）和低压侧二次设备舱（38）采用非金属高防腐复合材料制成的预制舱结构，低压侧一次设备舱（1）和低压侧二次设备舱（38）采用统一线缆和接口连接低压侧二次设备和低压侧二次设备。
2.根据权利要求1所述的预装式智能牵引变电站，其特征在于，所述低压侧一次设备舱（1）设置有三个间隔，三个间隔分别为2个变压器间隔和1个一次设备间隔，一次设备间隔内设置有单列一字排布的一次侧控制设备，所述一次控制设备依次包括第一PT柜（5）、27.5KV自用变压器开关柜（6）、右侧馈线开关柜（7）主变低压侧开关柜（8）、左侧馈线开关柜（9）、第二PT柜（10）。
3.根据权利要求2所述的预装式智能牵引变电站，其特征在于，所述设备间隔内还设置有下人井（3）、自用变压器开关柜（4）、空调设备（11）。
4.根据权利要求2所述的预装式智能牵引变电站，其特征在于，所述2个变压器间隔分别设置有10KV自用变压器（2）、27.5KV自用变压器（12）。
5.根据权利要求1所述的预装式智能牵引变电站，其特征在于，所述低压侧二次设备舱（38）设置有2个间隔，1个间隔为线路间隔，1个间隔为二次设备间隔，二次设备间隔内设置有两列分别一字排布的二次侧控制设备，第一列的二次侧控制设备依次为：监控屏（21）、主变保护测控屏（22）、馈线保护测控屏（23）、环境监控屏（24）、网开关屏（25）、光纤配线架屏（26）、故障录波屏（27）、备用屏（28）、计量屏（29）；第二列的二次侧控制设备依次为：视频监控屏（30）、高压电线在线监控屏（31）、油色谱屏（32）、直流电源屏（33）、交流电流屏（34）、蓄电池屏（35）、备用屏（36）、通信屏（37），线路间隔内设置有二次设备电缆接口（39）。
6.根据权利要求2所述的预装式智能牵引变电站，其特征在于，低压侧一次设备舱（1）的四面均设置有舱门。
7.根据权利要求2所述的预装式智能牵引变电站，其特征在于，所述低压侧一次设备舱（1）的尺寸分别为：长13300mm、宽3300mm、高3133mm。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的预装式智能牵引变电站，其特征在于，预制舱结构包括2层的复合材料层（41），在2层复合材料层之间设置有主骨架体，主骨架体包括镀锌钢管骨架（42），在镀锌钢管骨架之间填充有岩棉填充体（44），在镀锌钢管骨架上安装有连接件（43），连接件成U形，其两端分别插入到复合材料层内。
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