CN108736361A - 一种封闭式一体化柱上变台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种封闭式一体化柱上变台，该封闭式一体化柱上变台包括：高压配电模块，固定于电杆上，并通过线缆连接至高压线路，用于所述柱上变台进行电能接收，并对所述柱上变台进行关合操作以及过载、短路、防雷保护；变压器模块，固定于所述电杆上，通过线缆连接所述高压配电模块，用于进行电压升降及电能传输；低压配电模块，固定连接至所述变压器模块的侧面，并通过线缆连接至低压供电线路，用于进行二次保护、无功补偿及电费计量。本发明采用全封闭、全绝缘的集成化设计，各模块间通过标准化的接口互联，便于工厂化预制；有效提升了配电台区的建设效率和建设规范，提高了配电台区设备的互换性、通用性和扩展性，改善了配电台区运维水平。

Description

一种封闭式一体化柱上变台

技术领域

本发明是关于配电技术领域，具体是关于一种封闭式一体化柱上变台。

背景技术

10kV柱上变压器台的安装建设是一项综合性的复杂工程，目前柱上变压器台建设及运行存在如下问题：物料品种繁多、安装周期长；改造频繁、可靠性不高；智能化水平不高、运行维护不便。配电变压器、跌落式熔断器、避雷器等高压元件处于户外工作环境，绝缘水平在很大程度上受到外界环境因素影响；台区设备安装过于分散，高压连接线排布走线混乱、不规范，部分农网配电台区设备老旧、绝缘改造落后，缺少防护，台区高压引下线裸露导线的使用，导电搭接部位未采用绝缘防护罩等。上述情况下，凝露、污秽、雷雨等恶劣条件会大大降低台区高压设备绝缘耐受水平，引发闪络、局部放电、爬电等空气放电现象，甚至进一步发展成单相接地和相间短路等重大绝缘事故。

发明内容

本发明实施例提供了一种封闭式一体化柱上变台，以提高配电台区设备的互换性、通用性和扩展性，改善了配电台区运维水平，提升配电台区的智能化水平，有效保证配电网供电可靠性和电压合格率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种封闭式一体化柱上变台，该封闭式一体化柱上变台包括：

高压配电模块，固定于电杆上，并通过线缆连接至高压线路，用于所述柱上变台进行电能接收，并对所述柱上变台进行关合操作以及过载、短路、防雷保护；

变压器模块，固定于所述电杆上，通过线缆连接所述高压配电模块，用于进行电压升降及电能传输；

低压配电模块，固定连接至所述变压器模块的侧面，并通过线缆连接至低压供电线路，用于进行二次保护、无功补偿及电费计量。

一实施例中，所述高压保护模块包括：进线电缆插头、熔断器、避雷器、出线电缆插头及安装支架，所述进线电缆插头、熔断器、避雷器、出线电缆插头固定在所述安装支架上；

所述熔断器及避雷器通过线缆连接至所述变压器模块的高压套管。

一实施例中，所述低压配电模块包括：进线单元、出线单元、智能配电终端、无功补偿装置、计量装置、测量CT、计量CT及绝缘封闭母线系统；所述进线单元通过所述绝缘封闭母线系统连接至所述变压器模块的低压套管，所述出线单元通过线缆连接至所述低压供电线路。

一实施例中，所述熔断器为封闭式熔断器，所述避雷器外套为复合绝缘材料，所述避雷器安装在所述熔断器下方，采用螺栓固定。

一实施例中，所述熔断器及避雷器作为整体，采用全绝缘全封闭结构；所述熔断器的进线电缆插头采用插拔式结构设计，通过线缆与所述高压线路进行连接；所述熔断器的出线电缆插头采用肘型电缆头，通过线缆与变压器模块的高压套管连接。

一实施例中，所述变压器模块为非晶合金配电变压器、S13型及以上硅钢片配电变压器。

一实施例中，所述变压器模块包括：高压套管、低压套管、铁芯、高压线圈、低压线圈、波纹片、有载调容调压开关及组部件，所述组部件包括油位计、压力释放阀及放油阀。

一实施例中，所述高压套管为环氧树脂套管，三相纵向布置；所述低压套管为双密封结构，采用变压器油箱侧出方式，与所述低压配电模块箱体对接。

一实施例中，所述进线单元采用熔断器式隔离开关，所述出线单元采用断路器或剩余电流动作保护器。

一实施例中，所述进线单元及出线单元均采用挂接式装配；所述无功补偿装置采用智能电容器组补偿，补偿容量按所述变压器容量的10％-30％进行共补及分补配置方式。

本发明采用全封闭、全绝缘的集成化设计，各模块间通过标准化的接口互联，便于工厂化预制；有效提升了配电台区的建设效率和建设规范，提高了配电台区设备的互换性、通用性和扩展性，改善了配电台区运维水平，提升了配电台区的智能化水平，有效保证了配电网供电可靠性和电压合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的封闭式一体化柱上变台的结构示意图；

图2为本发明实施例的高压保护模块的结构示意图；

图3A为本发明实施例的变压器模块的结构示意图；

图3B为本发明实施例的高压套管的结构示意图；

图3C为本发明实施例的低压套管的结构示意图；

图4为本发明实施例的低压配电模块的结构示意图；

图5本发明实施的为智能配电终端的功能示意图；

图6为本发明实施例的绝缘封闭母线系统结构示意图。

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。

图1为本发明实施例的封闭式一体化柱上变台的结构示意图，如图1所示，该封闭式一体化柱上变台包括：高压配电模块101，变压器模块102，低压配电模块103及多条线缆104。多条线缆104构成了线缆模块。

高压配电模块101固定于电杆105上，并通过线缆106连接至高压线路(一般为10kV供电线路)107，利用高压配电模块101，柱上变台可以接收电能，还可以对柱上变台进行关合操作以及过载、短路、防雷保护等。

变压器模块102固定于电杆105上，通过线缆连接高压配电模块101，变压器模块102可以进行电压升降及电能传输等。具体地，变压器模块102可以为非晶合金配电变压器、S13型及以上硅钢片配电变压器等。

低压配电模块103固定连接至变压器模块的侧面，并通过线缆104连接至低压供电线路(一般为0.4kV供电线路)，用于进行二次保护、无功补偿及电费计量等。

图2为本发明实施例的高压保护模块的结构示意图，如图2所示，高压保护模块101包括：进线电缆插头201、熔断器202、避雷器204、出线电缆插头205及安装支架203，进线电缆插头201、熔断器202、避雷器204、出线电缆插头205固定在所述安装支架203上。

熔断器202及避雷器204通过线缆连接至变压器模块102的高压套管。

高压保护模块101的下引线通过抱箍固定在电杆上，从低压配电模块103引出的出线电缆(0.4kV)可下地后再与0.4kV供电线路连接，也可直接与0.4kV供电线路直接相连。若出线线缆下地出线，可以采用电缆保护管固定。

熔断器202采用封闭式喷射式熔断器，为内插式结构，熔管密封在瓷套内部，熔断器及避雷器作为整体，采用全密封、全绝缘的结构，熔丝熔断或开断时，熔管滑出，产生明显断开点，便于在地面更换熔丝以及检修操作。熔断器202连接的进线电缆插头201通过线缆(又称为上引线)106与10kV线路连接，熔断器202连接的出线电缆插头205通过下引线108与变压器模块高压套管连接，避雷器204并联在熔断器主回路中，避雷器204外套设有复合绝缘材料，避雷器204安装在所述熔断器下方，可以采用螺栓固定。

一实施例中，熔断器202的进线电缆插头采用插拔式结构设计；所述熔断器的出线电缆插头采用肘型电缆头。

图3A为本发明实施例的变压器模块的结构示意图，图3B为本发明实施例的高压套管的结构示意图，图3C为本发明实施例的低压套管的结构示意图，如图3A所示，变压器模块102包括：高压套管301、低压套管302、铁芯、高压线圈、低压线圈、波纹片、有载调容调压开关及组部件，所述组部件包括油位计、压力释放阀及放油阀(图3A中仅示出了高压套管301、低压套管302)。高压线圈与高压套管301电气连接、低压线圈与低压套管302电气连接。

变压器模块102为有载调容调压变压器，具有大小两种容量，且大小容量比约为3：1，在大容量时，高压绕组为三角形联结，低压绕组为并联结构；在小容量时，高压绕组为星型联结，低压绕组为串联结构。有载调容调压变压器可以通过低压配电模块103的智能配置终端控制有载调容变压器的调压一体化开关，在变压器模块102不停电的情况下，对其进行额定容量的自动切换及分接电压的切换，完成配变压器模块102高压线圈的星角变换、低压线圈的串并联变换及高压线圈调压分接抽头的变换。具体实施时，高压套管301可以三相采用纵向布置方式，有利于高压保护模块下引线连接，低压套管302采用侧出线方式，与低压配电模块103直接相连。

高压套管301为环氧树脂套管，三相纵向布置；低压套管302为双密封结构，采用变压器油箱侧出方式，与低压配电模块103的箱体对接。

图4为本发明实施例的低压配电模块的结构示意图，如图4所示，低压配电模块包括：进线单元401、出线单元402、智能配电终端403、无功补偿装置404、计量装置405、测量CT、计量CT及绝缘封闭母线系统。进线单元401通过绝缘封闭母线系统(铜排)连接至变压器模块102的低压套管302，出线单元402通过线缆连接至低压供电线路。

一实施例中，低压配电模块103的主回路采用一回进线、三回馈线设计，进线单元401选用熔断器式隔离开关，出线单元402选用断路器或剩余电流动作保护器，并按需配置带通信接口的终端单元和T1级浪涌保护器；变压器容量在100kVA及以下的可以不配置无功补偿装置；变压器容量为200kVA的可以按60kvar容量配置，配置方式为共补5+2×10+20kvar、分补5+10kvar；变压器容量为400kVA的可以按120kvar容量配置，配置方式为共补3×10+3×20kvar、分补10+20kvar。无功补偿装置404可以采用智能电容器组，通过智能配电终端403控制，实现无功需量自动投切。智能配电终端403可以实现低压配电模块的保护与控制，可根据实际需要进行配置，但需预留安装位置。

一实施例中，进线单元401及出线单元402均采用挂接式装配；无功补偿装置404采用智能电容器组补偿，补偿容量按所述变压器容量的30％进行共补及分补配置方式。

图5本发明实施的为智能配电终端的功能示意图，如图5所示，智能配电终端403可以集变压器监测、电能集抄、负荷控制、谐波监测、有载调容调压控制、无功补偿控制、三相平衡控制、进出线单元控制、故障判断于一体，通信模块可满足USB就地、串口232/485、Wifi网络、ZigBee短距离无线、GPRS/光纤等通信方式，支持多种通信规约，可满足智能配电终端与不同系统、设备的互联需求。可实现就地数据下载、数据查看和参数整定，同时可以将运行数据发送到远方监控中心，实现远程监控功能。

智能配电终端可以用于实现封闭式变压器台区的一二次融合；并与监控系统互联，实现台区的上下行通信，上报电气参数、线损分析等数据；集成有载调容、调压控制、三相不平衡治理及无功补偿投切功能，实现台区的经济运行管理。

图6为本发明实施例的绝缘封闭母线系统结构示意图，应用于低压配电模块103中，使母线起到既导电又能支持电器元件的作用。较传统的布线方式，母线系统的母线不需要打孔，减少布线，安装快捷、方便，节省安装空间，方便维护及增加回路。通过母线转接器可以把熔断器式隔离开关、断路器或剩余电流动作保护器等电器元件直接挂接在母线上。进线单元及出线单元挂接在封闭母线系统上。

本发明采用新技术和新工艺研制一种封闭式一体化柱上变台，通过封闭式一体化设计、工厂化预制、装配式建设，进一步精简和优化了设备种类，将高压配电模块、变压器模块、低压配电模块进行一体化、模块化设计，一二次接口进行标准化设计，实现了变压器台设备的集成组合和功能融合，提升标准化、智能化水平。封闭式一体化柱上变台的应用，可简化安装流程，有效提升配电台区的建设效率和建设规范，提高配电台区的配电台区设备的互换性、通用性和扩展性，改善配电台区运维水平，提升配电台区的智能化水平，有效保证配电网供电可靠性和电压合格率。对提升配电台区的标准化、集成化和智能化水平，满足配网装备“成套化→一体化→智能化”的发展趋势，提高配电网工程质量、提升工作效率等具有非常重要的意义。

本发明采用全绝缘、全密封技术，通过封闭式一体化设计、工厂化预制、装配式建设，实现变压器台设备的集成组合和功能融合。本发明的应用将有效提升配电台区的建设效率和建设规范，提高配电台区的配电台区设备的互换性、通用性和扩展性，改善配电台区运维水平，提升配电台区的智能化水平，有效保证配电网供电可靠性和电压合格率。对提升配电台区的标准化、集成化和智能化水平，提高配电网工程质量、提升工作效率等具有非常重要的意义。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种封闭式一体化柱上变台，其特征在于，包括：

高压配电模块，固定于电杆上，并通过线缆连接至高压线路，用于所述柱上变台进行电能接收，并对所述柱上变台进行关合操作以及过载、短路、防雷保护；

变压器模块，固定于所述电杆上，通过线缆连接所述高压配电模块，用于进行电压升降及电能传输；

低压配电模块，固定连接至所述变压器模块的侧面，并通过线缆连接至低压供电线路，用于进行二次保护、无功补偿及电费计量。

2.根据权利要求1所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述高压保护模块包括：进线电缆插头、熔断器、避雷器、出线电缆插头及安装支架，所述进线电缆插头、熔断器、避雷器、出线电缆插头固定在所述安装支架上；

所述熔断器及避雷器通过线缆连接至所述变压器模块的高压套管。

3.根据权利要求2所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述低压配电模块包括：进线单元、出线单元、智能配电终端、无功补偿装置、计量装置、测量CT、计量CT及绝缘封闭母线系统；所述进线单元通过所述绝缘封闭母线系统连接至所述变压器模块的低压套管，所述出线单元通过线缆连接至所述低压供电线路。

4.根据权利要求3所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述熔断器为封闭式熔断器，所述避雷器外套为复合绝缘材料，所述避雷器安装在所述熔断器下方，采用螺栓固定。

5.根据权利要求4所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述熔断器及避雷器作为整体，采用全绝缘全封闭结构；所述熔断器的进线电缆插头采用插拔式结构设计，通过线缆与所述高压线路进行连接；所述熔断器的出线电缆插头采用肘型电缆头，通过线缆与变压器模块的高压套管连接。

6.根据权利要求5所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述变压器模块为非晶合金配电变压器、S13型及以上硅钢片配电变压器。

7.根据权利要求6所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述变压器模块包括：高压套管、低压套管、铁芯、高压线圈、低压线圈、波纹片、有载调容调压开关及组部件，所述组部件包括油位计、压力释放阀及放油阀。

8.根据权利要求7所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述高压套管为环氧树脂套管，三相纵向布置；所述低压套管为双密封结构，采用变压器油箱侧出方式，与所述低压配电模块箱体对接。

9.根据权利要求3所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述进线单元采用熔断器式隔离开关，所述出线单元采用断路器或剩余电流动作保护器。

10.根据权利要求3所述的封闭式一体化柱上变台，其特征在于，所述进线单元及出线单元均采用挂接式装配；所述无功补偿装置采用智能电容器组补偿，补偿容量按所述变压器容量的10％-30％进行共补及分补配置方式。