CN109244847A - 一种新型10kV地下开闭所 - Google Patents

Abstract

针对地下10kV开闭所存在的安全隐患和改造的困难性，针对现有比较棘手的老旧开闭所改造，本发明公开了一种新型10kV地下开闭所，不改变原有房屋结构，接线方式与原进出线规模保持一致，考虑开关设备的环保型要求，采用固体绝缘开关柜和空气绝缘柜替换常规的SF6气体绝缘柜，不单独配置DTU等配电自动化设备，通过设备本身所集成的智能终端，引入开闭所综合监控及智能巡检系统，高效地进行系统化的设备管理等技术，最终达到占地面积小、免维护、可靠性高、结构紧凑、设计灵活、安装简便，利于现场改造更换，安全系数大幅提升、智能化水平大幅提高的目的，满足负荷快速增长的需求，且预算基本持平的情况下，大幅提升开闭所的安全可靠性。

Description

一种新型10kV地下开闭所

技术领域

本发明涉及一种10kV开闭所，具体涉及一种新型10kV地下开闭所。

背景技术

作为电力系统中必不可少的受电和配电设备，10kV中压设备的安全性能对配电网的可靠性有着至关重要的意义，与此同时，10kV开闭所作为面向供电用户的末端供配电设施的运行的可靠性越来越受到社会重视。1990年代以前投建的开闭所中，开关柜均为仿苏型GG1A固定式开关柜，少油断路器，单列或双列靠墙布置，架空进出线居多。到2001年后，新建开闭所普遍采用金属铠装移开式封闭开关柜和固定式箱型开关柜，尤其是这些运行中的GG1A、XGN2－12等老式开关柜大部分运行年限超过20年，设备技术性能落后，开关等元器件老化，开关柜防护性能较差；柜内元部件绝缘技术要求较低，未采用阻燃性绝缘材料；内部故障电流大小和短路持续时间达不到20(25)kA/0.5s，部分开关柜严重放电、破损、过热，存在严重的安全隐患，大多改造难度大，阻碍配电网建设发展，主要存在以下几个方面：

1、防护等级低：GG1A柜为敞开式结构，主母线柜顶裸露，污染严重，为绝缘降低埋下隐患，XGN和HXGN柜为箱型，密封稍好，但并不严密，抗污染性能不佳；原开关柜各隔室没有明显分区，发生事故时易引起事故扩大，弧性污染严重。

2、技术配置落后：真空断路器或SF6断路器，大部分仍使用原CD型电磁操动机构，其合闸功耗大、机构存在卡涩、部件变形、脱扣失灵等问题，有造成保护拒动或误动的记录，此外，原保护为常规电磁式继电器，其灵敏度和准确度都存在问题。

3、绝缘老化，大部分已接近或超过设计寿命期：老式开关柜虽然经过无油化改造，但原有配置很少有变动，开关柜的关键部件经多年运行，均接近设计寿命；由于短路事故或者操作不当导致的元件加速老化、变质，使开关柜的整体性能也随之降低，成为事故的诱因。

4、抗谐振能力差：原电压互感器均没有防谐振装置，铁磁谐振发生时，极易烧坏高压熔断器或电压互感器。

5、占地面积较大：老式开闭所的改造，由于开关柜体尺寸偏大，占地面积较大，线路扩展困难，不能满足城市负荷急剧增长的需要。

6、改造难度大：原有固定柜开闭所面积为15×6M，新式中置柜安装面积要求为15，2×9M，不适用大量早期投运开闭所改造，原开闭所室内面积、电缆沟、柜后间隔都不能满足中置柜安装要求，部分开闭所位置在地下室，如若必须使用中置柜就必须拆掉整个开闭所基础，无法实施。

综上所述，原有开闭所落后的技术性能及常见的故障，给电网系统安全带来了隐患，严重影响了配电系统的正常运行、影响了配电网的建设发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种新型10kV地下开闭所，满足占地面积小、免维护、可靠性高、结构紧凑、设计灵活、安装简便，利于现场改造更换，且满足负荷快速增长的需求。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：一种新型10kV地下开闭所，采用新型小型化户内高压开关设备替代原有老旧设备，所述开闭所为环网型开闭所，其内部通过电缆连接布置开关柜，所述开关柜的内部由站用变柜通过母线连接电压互感器柜、馈线柜、进线柜和分段柜组成，所述开闭所的内部还设置有变电站监控系统、综合监控及智能巡检系统，所述综合监控及智能巡检系统由设置在所述开闭所内的监控前端、各种传感器及局端监控计算机组成。

所述分段柜包括分段柜1和分段柜2，所述分段柜1的左端依次连接两个所述进线柜、所述馈线柜和所述电压互感器柜，所述分段柜1和所述分段柜2的两端柜结构对称布置，所述分段柜1和所述分段柜2之间采用双回电缆连接，且均采用为电缆沟敷设。

所述开关柜采用单排离墙布置型式，低压母线采用单母线分段方式四进十出，进出线采用电缆下进下出。

所述开关柜通过环氧树脂由导电元器件和开关部件制成绝缘模块，通过封闭绝缘母线连接，整体组成全封闭、全绝缘、可拼装的组合结构，所述绝缘模块的外部连接接地金属屏蔽层。

所述进线柜采用真空断路器额定电流为1250A/20kA、柜体尺寸为450×960×1850mm，所述馈线柜采用固体绝缘开关柜额定电流为630A/20kA、柜体尺寸为450×960×1850mm，所述电压互感器柜采用固体绝缘开关柜柜体尺寸为550×960×1850mm，所述站用变柜采用空气绝缘柜柜体尺寸为1000×960×1850mm。

本发明的有益效果是：

1）本发明采用小型化户内高压开关设备替代原有老旧设备,不改变原有房屋结构，也不改变现有出现负荷规模，同时满足现有负荷，解决了现运行地下开闭所改造的难点，受房屋结构所限不能使用常规手车柜的问题。

2）本发明采用固体绝缘开关柜和空气绝缘柜代替常规的SF6气体绝缘柜，解决地下开闭所通风不好，原有开关柜SF6气体泄露可能造成的安全、环保问题。

3）本发明通过设备本身所集成的智能终端，高效地进行系统化的设备管理，不单独配置DTU等配电自动化设备，创新引入开闭所综合监控及智能巡检系统，能通过后台系统实现预报警等功能，大幅提高开闭所安全可靠运行。

4）本发明采用接地金属屏蔽层，当绝缘被破坏时，以保持绝缘性能，不用对开关柜外表面进行清扫，实现免维护、可触摸，即便是金属异物进入柜中，电场分布也不会改变。

5）本发明的开关柜在结构原理上完全取消了气体及相应气箱部件，用环氧树脂将导电元器件和开关部件制成绝缘模块，整体实现全封闭、全绝缘、可拼装的组合结构，灵活性非常强。

附图说明

图1为本发明的电气主接线示意图；

图2为图1的平面示意图；

图3为本发明的基础槽钢及接地布置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的解释和说明：

实施例：一种新型10kV地下开闭所，采用新型小型化户内高压开关设备替代原有老旧设备，开闭所为环网型开闭所，其内部通过电缆连接布置开关柜，开关柜的内部由站用变柜通过母线连接电压互感器柜、馈线柜、进线柜和分段柜组成，开闭所的内部还设置有变电站监控系统、综合监控及智能巡检系统，综合监控及智能巡检系统由设置在开闭所内的监控前端、各种传感器及局端监控计算机组成。

分段柜包括分段柜1和分段柜2，分段柜1的左端依次连接两个进线柜、馈线柜和电压互感器柜，分段柜1和分段柜2的两端柜结构对称布置，分段柜1和分段柜2之间采用双回电缆连接，且均采用为电缆沟敷设。

开关柜采用单排离墙布置型式，低压母线采用单母线分段方式四进十出，进出线采用电缆下进下出，开关柜通过环氧树脂由导电元器件和开关部件制成绝缘模块，通过封闭绝缘母线连接，整体组成全封闭、全绝缘、可拼装的组合结构，绝缘模块的外部连接接地金属屏蔽层。

进线柜采用真空断路器额定电流为1250A/20kA、柜体尺寸为450×960×1850mm，馈线柜采用固体绝缘开关柜额定电流为630A/20kA、柜体尺寸为450×960×1850mm，电压互感器柜采用固体绝缘开关柜柜体尺寸为550×960×1850mm，站用变柜采用空气绝缘柜柜体尺寸为1000×960×1850mm。

变电站监控系统替代配电自动化设备实现配电主站对站内中低压电网设备的各种远方监测、控制，除了在智能微机保护装置、智能状态采集终端外，也集成了对环网设备关键点的监测装置，对设备运行环境湿度、关键连接点温度等重要参数，进行实时监测，结合电动远程操控单元对设备进行有效保护，并能通过后台系统实现预报警功能。

综合监控及智能巡检系统实时监控电缆沟或电缆井水位，实时监控开关柜内各电缆接头温度，实时监控环境温度、湿度、漏水、结露等环境因素，实时监控开闭所内烟感及门禁等信息，实时监控母线柜、高压柜内部状态，可选监控开关状态机触点状况。

开闭所为非独立建筑物，接地网与主建筑物接地装置应可靠连接，接地网接地电阻应不大于4欧姆，如不能满足接地电阻要求，则需加装接地极。电气设备在进、出线柜装设氧化锌避雷器，防止操作过电压。

开闭所内保护及分、合闸操作电压采用DC220V，设置直流电源柜3 面（含蓄电池、充电整流设备等），尺寸800mm×600mm×2260mm，采用高频开关电源模块和阀控式铅酸蓄电池组，蓄电池容量不小于2h，为保护、通信、远动、五防等设备提供电源，二次设备接地系统应与开关站主接地网可靠连接，10千伏进出线及分段柜配置线路保护装置，母联开关具有备用电源自投功能和后加速保护跳闸功能的母联保护装置，选用微机型保护测控一体化装置，并设有通信接口。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种新型10kV地下开闭所，采用新型小型化户内高压开关设备替代原有老旧设备，其特征在于：所述开闭所为环网型开闭所，其内部通过电缆连接布置开关柜，所述开关柜的内部由站用变柜通过母线连接电压互感器柜、馈线柜、进线柜和分段柜组成，所述开闭所的内部还设置有变电站监控系统、综合监控及智能巡检系统，所述综合监控及智能巡检系统由设置在所述开闭所内的监控前端、各种传感器及局端监控计算机组成。

2.根据权利要求1所述的一种新型10kV地下开闭所，其特征在于：所述分段柜包括分段柜1和分段柜2，所述分段柜1的左端依次连接两个所述进线柜、所述馈线柜和所述电压互感器柜，所述分段柜1和所述分段柜2的两端柜结构对称布置，所述分段柜1和所述分段柜2之间采用双回电缆连接，且均采用为电缆沟敷设。

3.根据权利要求1所述的一种新型10kV地下开闭所，其特征在于：所述开关柜采用单排离墙布置型式，低压母线采用单母线分段方式四进十出，进出线采用电缆下进下出。

4.根据权利要求3所述的一种新型10kV地下开闭所，其特征在于：所述开关柜通过环氧树脂由导电元器件和开关部件制成绝缘模块，通过封闭绝缘母线连接，整体组成全封闭、全绝缘、可拼装的组合结构，所述绝缘模块的外部连接接地金属屏蔽层。

5.根据权利要求1所述的一种新型10kV地下开闭所，其特征在于：所述进线柜采用真空断路器额定电流为1250A/20kA、柜体尺寸为450×960×1850mm，所述馈线柜采用固体绝缘开关柜额定电流为630A/20kA、柜体尺寸为450×960×1850mm，所述电压互感器柜采用固体绝缘开关柜柜体尺寸为550×960×1850mm，所述站用变柜采用空气绝缘柜柜体尺寸为1000×960×1850mm。