CN106684744A - 变电站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变电站。变电站包括：可相互组合、拼接固定的多个箱体，第一个箱体具有低压室、第二个箱体具有变压器室、第三个箱体具有高压室；通风结构，至少一个箱体的顶盖上设置有通风结构，通风结构通过顶盖与箱体的内部连通，通风结构具有线缆孔和用于散热的过孔；多根线缆，至少一部分线缆通过线缆孔伸入箱体内。将多个箱体互组合、拼接固定，以便于在地库内运输、安装、固定，变电站能够根据地库的环境、地形进行合理的选址和安装，具有方便运输、组装便捷、拆装简单的特点。

Description

变电站

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种变电站。

背景技术

箱式变电站(以下简称箱变)是高压开关设备、变压器和低压配电装置三部分按不同的接线方式组合在一个或几个箱体内的成套配电装置。它广泛应用于城市高层建筑、住宅小区、风景小区、厂矿企业、风力发电、公共场所及临时性设备等变配电场所。目前，我国使用量最大的箱式变电站是电压等级为10/0.4kV、容量为50-1250kVA的箱式变电站。

箱式变电站按其产品结构不同分为组合式和预装式；按接线方式分为终端接线式、环网接线式；按使用场所可分为户内和户外式；按箱体结构可分为整体式和分体式。

箱式变电站，它发展于20世纪60年代至70年代欧美等西方发达国家，具有成套性强，结构紧凑，外型美观，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。

进入20世纪90年代中期，国内开始出现简易箱式变电站，电力部也制定了相关标准，但应用并不广泛；到90年代末期，特别是农网改造工程启动后，科研开发、制造技术及规模等都进入了高速发展，被广泛应用于城区、农村10～110kv中小型变(配)电站、厂矿及流动作业用变电站的建设与改造，因其易于深入负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量，特别适用于农村电网改造，被誉为21世纪变电站建设的目标模式。

在箱变得到推广的同时，人们对于箱变的要求也越来越高，更高的供电可靠性、更长的使用寿命、更少的维护工作、更少的占地面积、更简洁的现场安装方式、更强的适用性等已成为研究箱式变电站的核心内容。

目前，市场上广泛应用的箱变都安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭的箱体内，机电一体化，全封闭运行。

箱变的特点在于：

1、箱体采用整体结构设计，外壳采用金属或水泥壳体，隔热抗辐射、防湿抗凝露、隔音抗风防尘能力强，墙面及贴面瓷砖颜色可与周围环境协调；

2、内部以“目”字形或“品”字形将变电站分为三个独立的空间，每个空间均有独立的自然通风口与室内照明装置，变压器室另装有按温度自动开启排风功能风扇；

3、高压单元为各种方案的高压开关柜组合。包括进线柜、馈线柜、计量柜、熔断器负荷开关组合柜。采用进口负荷开关环网单元，对于以后配电自动化的发展在硬件上作了充分的储备。模块化设计，方便加装电动操作机构及数据采集单元；

4、变压器采用低损耗、低温升、低噪音、全密封免维护油浸式或环氧树脂绝缘干式变压器，充分体现节约能源、利于环保，实际运行满足短时满载过负荷要求；

5、低压单元为各种方案的低压开关组合。包括母线计量柜、总断路器柜、低压馈线柜、电容补偿柜，采用板式结构、引进德国维纳尔技术，实现铜排不钻孔开关联接方案。作为线路分配与过载短路保护的断路器，选用高分断电网专业型，满足用户对开关电流动热稳态要求，配备低压自动无功补偿装置及低压计量单元，系统采用PLC采集数据，应用逻辑分析与判断现场的开关状态，通过触摸屏显示开关跳闸时间与跳闸次数，记载变压器历史温度曲线与电容器投运累计时间。

箱变的完美设计使其具有更广泛的应用市场，广泛应用于城市高层建筑、住宅小区、风景小区、厂矿企业、风力发电、公共场所及临时性设备等配电场所。但是，并没有特别适用于安装在底下车库的箱变。

随着电动充电汽车市场占用率的持续攀升，引发了停车场充电难的一系列问题的产生。公司也在2015年开始在全区大力推广电动汽车充电站的建设，已经有600个充电桩投入使用，这些充电站都是应用于地上停车场。而对于地下车库充电电源的选择存在一些问题。

地下停车库因空间狭窄、空气潮湿、通风性能较差，外电源接入难，运输难度大，再加上车辆进出停车场卷起灰尘等，对于充电箱式变电站的建设有很大的影响。因此，现有的箱变在地下停车场面临选址、运输和安装施工等困难。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种变电站，以解决现有技术中的变电站不适用于安装在地库的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种变电站，包括：可相互组合、拼接固定的多个箱体，第一个箱体具有低压室、第二个箱体具有变压器室、第三个箱体具有高压室；通风结构，至少一个箱体的顶盖上设置有通风结构，通风结构通过顶盖与箱体的内部连通，通风结构具有线缆孔和用于散热的过孔；多根线缆，至少一部分线缆通过线缆孔伸入箱体内。

进一步地，通风结构包括：首尾顺次连接的周向支撑壁，周向支撑壁上开设有多个过孔，周向支撑壁的下端与顶盖的顶部连接；上盖，上盖盖设在周向支撑壁的顶端。

进一步地，高压室和变压器室对应的两个箱体上均设置有通风结构。

进一步地，箱体的侧壁上开有通风孔。

进一步地，变电站还包括高压开关设备，高压开关设备设置在高压室内，高压开关设备采用环保气体绝缘处理。

进一步地，变电站还包括多个数据传输单元，多个数据传输单元彼此独立，数据传输单元设置在高压室内，多个数据传输单元与高压开关设备的不同单元一一对应连接。

进一步地，与高压开关设备的进线端和出线端相连接的线缆穿过通风结构的线缆孔。

进一步地，变电站还包括干式变压器，干式变压器设置在变压器室内。

进一步地，高压开关设备的断路器单元与干式变压器的进线端连接。

进一步地，变电站还包括：低压配电装置，低压配电装置设置在低压室内，低压配电装置与干式变压器连接；用于对干式变压器的工作状态进行监测的配电变压器监测终端，配电变压器监测终端设置在低压室内并与干式变压器连接。

进一步地，低压配电装置由上至下依次分为接线区、开关区、通讯计量区和电容区，配电变压器监测终端位于通讯计量区内；低压配电装置的低压开关位于开关区内。

进一步地，用于连接低压配电装置与干式变压器的线缆位于箱体的底部，与低压配电装置的出线端连接的线缆穿过通风结构的线缆孔。

进一步地，变电站的通讯方式包括有线宽带互联网通讯方式、带信号放大模块的GPRS无线通讯方式或电力载波通讯方式。

应用本发明的技术方案，将多个箱体互组合、拼接固定，以便于在地库内运输、安装、固定，变电站能够根据地库的环境、地形进行合理的选址和安装，具有方便运输、组装便捷、拆装简单的特点。

不同的箱体作为不同的单元，包括低压室、变压器室和高压室，保证了不同的设备可以在不同的箱体内可靠运行，同时也给工作人员的检修提供了便利。

通过在箱体的顶盖上加装通风结构，使得箱体的内部通过通风结构与外部环境连通，这样有利于箱体的通风、散热，以保证箱体内的设备正常、稳定运行，降低潮湿环境对箱体内设备的影响和侵蚀。

本发明中的变电站特别适用于在地库内安装，不仅具有便于安装、通风性好的特点，同时还解决了地库内进出线电缆难的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的一个可选实施例的变电站的结构示意图；

图2示出了图1中的变电站的内部结构示意图；

图3示出了图1中的变电站的另一个角度的内部结构示意图；以及

图4示出了图1中的变电站的低压室内的布局示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、箱体；11、低压室；12、变压器室；13、高压室；14、顶盖；15、通风孔；20、通风结构；21、过孔；22、周向支撑壁；23、上盖；30、高压开关设备；40、低压配电装置；41、接线区；42、开关区；43、通讯计量区；44、电容区；50、配电变压器监测终端。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中的变电站不适用于安装在地库的问题，本发明提供了一种变电站。

如图1至图4所示，变电站包括通风结构20、多根线缆以及可相互组合、拼接固定的多个箱体10，第一个箱体10具有低压室11、第二个箱体10具有变压器室12、第三个箱体10具有高压室13；至少一个箱体10的顶盖14上设置有通风结构20，通风结构20通过顶盖14与箱体10的内部连通，通风结构20具有线缆孔和用于散热的过孔21；至少一部分线缆通过线缆孔伸入箱体10内。

通过将多个箱体10互组合、拼接固定，以便于在地库内运输、安装、固定，变电站能够根据地库的环境、地形进行合理的选址和安装，具有方便运输、组装便捷、拆装简单的特点。

不同的箱体10作为不同的单元，包括低压室11、变压器室12和高压室13，保证了不同的设备可以在不同的箱体10内可靠运行，同时也给工作人员的检修提供了便利。而箱体10采用模块拼接式设计，全部采用螺栓或铆钉连接，既便于组装，又方便更换损坏的部件。

箱体10的外壳无紧固件可供拆卸，防盗性好。箱门的四周以密封条密封，门开启时有限位拉钩使门便于固定。

通过在箱体10的顶盖14上加装通风结构20，使得箱体10的内部通过通风结构20与外部环境连通，这样有利于箱体10的通风、散热，以保证箱体10内的设备正常、稳定运行，降低潮湿环境对箱体内设备的影响和侵蚀。

本发明中的变电站特别适用于在地库内安装，不仅具有便于安装、通风性好的特点，同时还解决了地库内进出线电缆难的问题。

如图1所示，通风结构20包括上盖23和首尾顺次连接的周向支撑壁22，周向支撑壁22上开设有多个过孔21，周向支撑壁22的下端与顶盖14的顶部连接，上盖23盖设在周向支撑壁22的顶端。

为了保证变电站的通风性好，高压室13和变压器室12对应的两个箱体10上均设置有通风结构20。

如图1所示，箱体10的侧壁上开有通风孔15。本发明中的变电站的通风方式为自然风冷却。通风形式是“底进顶出”。顶部采用双层通风结构，使箱体能达到很好的通风效果。

本发明中的变电站还包括高压开关设备30，高压开关设备30设置在高压室13内，高压开关设备30采用环保气体绝缘处理。本发明采用了环保气体作为绝缘材料，弥补了SF6气体绝缘的不足，避免对人体造成侵害。

可选地，变电站还包括多个数据传输单元，多个数据传输单元彼此独立，数据传输单元设置在高压室13内，多个数据传输单元与高压开关设备30的不同单元一一对应连接。由于安装空间狭小、柜内无空间，高压采用分布式DTU(数据传输单元)，将智能监控单元直接安装于高压室13的环网柜二次室内。环网柜每个单元装设独立的配电自动化终端——分布式DTU，使每个单元能够进行独立控制，以实现对远方一次设备的遥信、遥测、遥控“三遥”自动化功能。

在本发明中，与高压开关设备30的进线端和出线端相连接的线缆穿过通风结构20的线缆孔。考虑到地库内敷设电缆的特点、地下室无电缆沟道，电缆需要从电缆桥架进线到变电站内，上出线到电缆桥架。高压室13内线缆采用上进上出结构，进线连接件伸出箱体10的顶部，与外接电源相连。箱体10的顶部开设10kV进出线电缆孔(可是过孔21，也可以再单独开孔)，做好封堵。

本发明中的变电站还包括干式变压器，干式变压器设置在变压器室12内。常规箱式变电站的变压器采用油浸式，然而油浸式变压器由于出事后可能有油喷出或泄露，造成火灾，大多应用在室外。而干式变压器大多应用在需要“防火、防爆”的场所，一般大型建筑、高层建筑上使用。所以选用干式变压器。

本发明中的高压开关设备30的断路器单元与干式变压器的进线端连接。10kV环网柜采用断路器单元作为变压器进线，不仅能通断正常的负荷电流，而且能通断一定的短路电流。还能在继电保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。

本发明中的变电站还包括低压配电装置40和用于对干式变压器的工作状态进行监测的配电变压器监测终端50，低压配电装置40设置在低压室11内，低压配电装置40与干式变压器连接；配电变压器监测终端50设置在低压室11内并与干式变压器连接。为了实现箱式变电站的智能化控制，设置配电变压器监测终端50对变压器的温度监测、低压出线状态监测及全电量采集；同时还可以监测变压器负荷率，实现电动汽车的有序充电管理。同时，还能有效提高供电可靠性，改善供电的质量，提升管理水平，智能化监控管理可以缩短事故处理时间，减少停电范围，降低运营维护的费用。

如图4所示，低压配电装置40由上至下依次分为接线区41、开关区42、通讯计量区43和电容区44，配电变压器监测终端50位于通讯计量区43内；低压配电装置40的低压开关位于开关区42内。

可选地，用于连接低压配电装置40与干式变压器的线缆位于箱体10的底部，与低压配电装置40的出线端连接的线缆穿过通风结构20的线缆孔。干式变压器经铜母线与低压主母线相连，低压开关采用下进上出方式，出线分支母排伸到箱体的顶端与0.4kV的出线电缆相连。

为满足地下特殊环境的通讯需求，保证通讯的可靠性，本发明中的变电站的通讯方式包括有线宽带互联网通讯方式、带信号放大模块的GPRS无线通讯方式或电力载波通讯方式。

本发明中的变电站特别适用于地下停车场空间狭窄，空气潮湿，电缆进出线难等地区。

此外，本发明中的变电站可作为地下停车场专用充电箱式变电站。可以完全替代现有箱变，满足设计要求。

环网柜控制单元、10kV智能测控终端、0.4kV智能测控终端采用全封闭设计；箱变壳体采用倾斜面加导水槽现在是跨世纪的时代，科技的发展使箱式变电站的科技含量也越来越高，新型的、多功能的箱式变电站也相继出现。我公司研发的模块组合式智能型箱式变电站，具有体积小，适用性强，占地面积小，模块化设计、通风效果好等一系列特点。

总之，展望箱式变电站的未来，模块组合式智能型箱式变电站将以独特的进出线方式、良好的通风效果，响应环保号召，一二次融合设计的理念等优点被越来越多的人们所使用，同时也将为箱变的发展开启新的征程。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1.因地下停车场进出口尺寸限制，常规箱式变电站尺寸大，所以采用模块化设计，分体运输、根据安装地点情况灵活组合；

2.常规箱式变电站采用SF6气体绝缘环网柜作为10kV开关设备，而SF6泄漏问题也是一个不可回避的现实问题，并且SF6是国际公认六种温室气体之一。为响应环保及人体健康，将环网柜设计成环保气体绝缘的开关设备；

3.常规箱式变电站的变压器采用油浸式，而油浸式变压器会因变压器漏油或变压器油燃烧造成事故，严禁用于户内，所以选用干式变压器；

4.为了实现箱式变电站的智能化控制，设置智能测控终端：

5.环网柜采用一二次融合设计理念，环网柜每个单元装设独立的配电自动化终端-分布式DTU，使每个单元能够进行独立控制；实现对远方一次设备的遥信、遥测、遥控“三遥”自动化功能；

6.低压采用智能测制终端对变压器的温度监测、低压出线状态监测及全电量采集，监测变压器负荷率，实现电动汽车的有序充电管理；

7.可以采取光纤通讯、电力载波通讯、GPRS通讯(放大器)；

8.因地下室无电缆沟道，箱体采用电缆上进上出方案；

9.通风设计采用底部进风顶部出风方案，装设专用风道，加大风压，提升散热能力；

10.环网柜控制单元、10kV智能测控终端、0.4kV智能测控终端采用全封闭设计，箱变壳体采用倾斜面加导水槽。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种变电站，其特征在于，包括：

可相互组合、拼接固定的多个箱体(10)，第一个所述箱体(10)具有低压室(11)、第二个所述箱体(10)具有变压器室(12)、第三个所述箱体(10)具有高压室(13)；

通风结构(20)，至少一个所述箱体(10)的顶盖(14)上设置有所述通风结构(20)，所述通风结构(20)通过所述顶盖(14)与所述箱体(10)的内部连通，所述通风结构(20)具有线缆孔和用于散热的过孔(21)；

多根线缆，至少一部分所述线缆通过所述线缆孔伸入所述箱体(10)内。

2.根据权利要求1所述的变电站，其特征在于，所述通风结构(20)包括：

首尾顺次连接的周向支撑壁(22)，所述周向支撑壁(22)上开设有多个所述过孔(21)，所述周向支撑壁(22)的下端与所述顶盖(14)的顶部连接；

上盖(23)，所述上盖(23)盖设在所述周向支撑壁(22)的顶端。

3.根据权利要求2所述的变电站，其特征在于，所述高压室(13)和所述变压器室(12)对应的两个所述箱体(10)上均设置有所述通风结构(20)。

4.根据权利要求1所述的变电站，其特征在于，所述箱体(10)的侧壁上开有通风孔(15)。

5.根据权利要求1所述的变电站，其特征在于，所述变电站还包括高压开关设备(30)，所述高压开关设备(30)设置在所述高压室(13)内，所述高压开关设备(30)采用环保气体绝缘处理。

6.根据权利要求5所述的变电站，其特征在于，所述变电站还包括多个数据传输单元，多个所述数据传输单元彼此独立，所述数据传输单元设置在所述高压室(13)内，多个所述数据传输单元与所述高压开关设备(30)的不同单元一一对应连接。

7.根据权利要求5所述的变电站，其特征在于，与所述高压开关设备(30)的进线端和出线端相连接的所述线缆穿过所述通风结构(20)的所述线缆孔。

8.根据权利要求5所述的变电站，其特征在于，所述变电站还包括干式变压器，所述干式变压器设置在所述变压器室(12)内。

9.根据权利要求8所述的变电站，其特征在于，所述高压开关设备(30)的断路器单元与所述干式变压器的进线端连接。

10.根据权利要求8所述的变电站，其特征在于，所述变电站还包括：

低压配电装置(40)，所述低压配电装置(40)设置在所述低压室(11)内，所述低压配电装置(40)与所述干式变压器连接；

用于对所述干式变压器的工作状态进行监测的配电变压器监测终端(50)，所述配电变压器监测终端(50)设置在所述低压室(11)内并与所述干式变压器连接。

11.根据权利要求10所述的变电站，其特征在于，所述低压配电装置(40)由上至下依次分为接线区(41)、开关区(42)、通讯计量区(43)和电容区(44)，所述配电变压器监测终端(50)位于所述通讯计量区(43)内；所述低压配电装置(40)的低压开关位于所述开关区(42)内。

12.根据权利要求10所述的变电站，其特征在于，用于连接所述低压配电装置(40)与所述干式变压器的所述线缆位于所述箱体(10)的底部，与所述低压配电装置(40)的出线端连接的所述线缆穿过所述通风结构(20)的所述线缆孔。

13.根据权利要求1所述的变电站，其特征在于，所述变电站的通讯方式包括有线宽带互联网通讯方式、带信号放大模块的GPRS无线通讯方式或电力载波通讯方式。