CN110176733A - 箱式变电站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种箱式变电站，属于变电设备技术领域，包括：箱体、变压器室、高压室和低压室，所述变压器室内具有一台三绕组变压器，所述三绕组变压器的第一绕组与高压室内的高压出线柜电连接，第二绕组通过Ⅰ段母线与低压室内的第一母排电连接，第三绕组通过Ⅱ段母线与低压室内的第二母排电连接；本发明的箱式变电站，采用一台三绕组变压器输出两种电压，分别连接两个母排，不仅实现了现有箱式变电站的功能，而且还能够满足二次侧不同的电压要求，替换掉了原有的两台变压器后，能够节省箱式变电站的占地面积。
Description
技术领域
本发明涉及变电设备技术领域，具体涉及一种箱式变电站。
背景技术
箱式变电站，又叫预装式变电站，是一种把高压开关设备、配电变压器，低压开关设备、电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个箱体内的紧凑型成套配电装置。
箱式变电站内部结构一般呈“目”字或“品”字型，以将高、低压和变电器分为三个独立的空间，每个空间均有独立的自然通风口和室内照明装置。现有的箱式变电站，一般采用低压双回路电源供电，如图2所示，具有两台高压出线柜、两台变压器、两台低压进线柜、两台电容柜和两台低压出线柜，在意外的故障停电情况下，至少可以保证一半的负荷继续供电。
然而，现有的采用低压双回路电源供电的箱式变电站，由于其外形尺寸占地面积较大，随着城市发用电容量上升及土地资源日趋紧张，需要使箱式变电站更加小型化。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的箱式变电站，在采用低压双回路电源供电时，其外形尺寸占地面积较大的缺陷，从而提供一种能够减小占地面积的箱式变电站。
为了解决上述技术问题，本发明提供的箱式变电站，包括：
箱体，内部具有检修通道；
变压器室，设置在检修通道的一侧，并位于所述箱体内部的一角处；
高压室，与所述变压器室并列的设置在检修通道的同一侧，并位于所述箱体内部的另一角处；
低压室，与所述变压器室和所述高压室相对地设置在所述检修通道的另一侧；
所述变压器室内具有一台三绕组变压器，所述三绕组变压器的第一绕组与高压室内的高压出线柜电连接，第二绕组通过Ⅰ段母线与低压室内的第一母排电连接，第三绕组通过Ⅱ段母线与低压室内的第二母排电连接。
作为优选方案，所述低压室内具有低压开关柜，所述低压开关柜包括：
第一母排，通过第一低压进线开关与Ⅰ段母线电连接，所述第一母排内还连接有第一低压出线开关、第一低压电容和低压联络开关；
第二母排，通过第二低压进线开关与Ⅱ段母线电连接，所述第二母排内还连接有第二低压出线开关、第二低压电容和低压联络开关。
作为优选方案，所述第一低压电容和所述第二低压电容上分别设有电容器投切开关。
作为优选方案，所述电容器投切开关为智能控制开关。
作为优选方案，所述智能控制开关内设有PLC数据采集模块。
作为优选方案，所述低压联络开关具有连通所述第一母排和所述第二母排的母线的第一状态，和断开所述第一母排和所述第二母排的母线的第二状态。
作为优选方案，所述第一低压出线开关和所述第二低压出线开关采用抽屉开关。
作为优选方案，所述高压室内具有依次设置的高压进线柜、高压计量柜和高压出线柜，所述高压进线柜用于与高压电网电连接，所述高压计量柜连接在所述高压进线柜和所述高压出线柜之间。
作为优选方案，所述低压室内具有依次设置的低压进线柜、低压出线柜、低压电容柜和低压联络柜。
作为优选方案，所述低压进线柜内设有第一低压进线开关和第二低压进线开关，所述低压出线柜内设有第一低压出线开关和第二低压出线开关，所述低压电容柜内设有第一低压电容和第二低压电容，所述低压联络柜内设有低压联络开关。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的箱式变电站，内部结构为品字形，采用一台三绕组变压器，能够输出两种电压，分别连接两个母排，不仅实现了现有箱式变电站的功能，而且还能够满足二次侧不同的电压要求，替换掉了原有的两台变压器后，能够节省箱式变电站的占地面积。
2.本发明提供的箱式变电站，高压室设置在箱体内部的一角处，由于增加了高压室的散热面积，因此能够使高压室内温度更加容易控制。
3.本发明提供的箱式变电站，在低压室和高压室、变压器室之间具有检修通道，便于从内部对室内各设备进行检修，还能通过检修通道对各室内设备进行通风散热，从而使箱式变电站内的温度更加容易控制。
4.本发明提供的箱式变电站，在高压室内，高压进线柜、高压计量柜和高压出线柜依次设置，便于各柜之间的电线连接。
5.本发明提供的箱式变电站，在低压室内，低压进线柜、低压出线柜、低压电容柜和低压联络柜依次设置，便于各柜之间的母线连接，并由于所含柜数较少，可以减小低压室的占地面积。
6.本发明提供的箱式变电站，变压器容量会按照全部符合进行设计，以满足单路供电时的用电需求，采用低压联络开关，将负载分开在第一母排和第二母排后，由于变压器的最佳利用率是额定功率的40％～60％，因此能够使变压器运行在最佳利用率范围内。
7.本发明提供的箱式变电站，低压出线开关采用抽屉开关，每个抽屉互换性强，检修方便，维修时，因为每个单元都是单独隔离，不影响其他用电设备，不会造成大面积停电；
低压电容柜内低压电容的投切开关采用智能控制开关，投切开关由晶闸管、磁保持继电器、过零触发导通电路和晶闸管保护电路构成，实现电容器“零投切”，保障投切过程无涌流冲击，无操作过电压，动作相应速度快，可频繁操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明箱式变电站的实施例中箱体内部的俯视结构示意图。
图2为现有技术中的箱式变电站的箱体内部的俯视结构示意图。
图3为本发明箱式变电站的实施例中箱体内低压室的后视结构示意图。
图4为本发明箱式变电站的实施例的电路原理图。
图5为本发明箱式变电站的实施例中箱体内低压电容柜的侧视结构示意图。
图6为为本发明箱式变电站的实施例中箱体的高压室的主视结构示意图。
附图标记说明：
1、箱体；2、检修通道；3、变压器室；4、高压室；5、低压室；6、低压进线柜；7、低压出线柜；8、低压电容柜；9、低压联络柜；10、三绕组变压器；11、Ⅰ段母线；12、Ⅱ段母线；13、第一低压进线开关；14、第二低压进线开关；15、第一低压出线开关；16、第二低压出线开关；17、第一低压电容；18、第二低压电容；19、低压联络开关；20、高压进线柜；21、高压计量柜；22、高压出线柜。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例提供一种箱式变电站的具体实施方式，如图1所示，为箱体1的内部结构俯视图，在箱体1内具有检修通道2，检修通道2一方面用于对箱体1内部各设备进行检修，另一方面通过检修通道2可对各室内设备进行通风散热，使箱式变电站内的温度更加容易控制。
在箱体1内，位于检修通道2的一侧，并列设置有变压器室3和高压室4，所述变压器室3和高压室4分别位于箱体1内部的两相邻角的位置，从而增加了变压器室3和高压室4与外界的接触面积，即增加了可散热面积，因此使变压器室3和高压室4内的温度更加容易被控制。
在箱体1内，位于检修通道2的另一侧，设置有低压室5，在低压室5内设有低压开关柜。低压开关柜包括：依次设置的低压进线柜6、低压出线柜7、低压电容柜8和低压联络柜9。在低压室5内各柜依次设置，能够便于各柜之间的母线连接，并由于所含柜数较少，可以减小低压室5的占地面积。
本实施例相对于现有技术的改进点在于，本实施例在变压器室3内仅具有一台三绕组变压器10，在低压室5内仅具有依次设置的低压进线柜6、低压出线柜7、低压电容柜8和低压联络柜9，由于所含设备较少，因此可以减小变电站的占地面积。其中，三绕组变压器10的第一绕组与高压室4内的高压出线柜22电连接，第二绕组通过Ⅰ段母线11与低压室5内的第一母排电连接，第三绕组通过Ⅱ段母线12与低压室5内的第二母排电连接；如此设置，采用一台三绕组变压器10能够输出两种电压，分别连接两个母排，不仅实现了现有箱式变电站的功能，而且还能够满足二次侧不同的电压要求，替换掉了原有的两台变压器后，能够节省箱式变电站的占地面积。
现有技术的箱式变电站，如图2所示，包括：两台高压出线柜22、两台变压器柜、两台低压进线柜6、两台电容柜和两台低压出线柜7，由于内部容纳设备较多，因此占地面积太大。
如图3所示，为本实施例箱式变电站的后面，即低压室5侧的内部结构示意图，其中第一低压进线开关13和第二低压进线开关14设置在低压进线柜6内。第一低压出线开关15和第二低压出线开关16设置在低压出线柜7内，并且，所述第一低压出线开关15和所述第二低压出线开关16采用抽屉开关。第一低压电容17和第二低压电容18设置在低压电容柜8内，并且，第一低压电容17和第二低压电容18上均设有电容器投切开关，所述电容器投切开关为内部设有PLC数据采集模块的智能控制开关，所述PLC数据采集模块应用逻辑分析与判断现场的开关状态，能够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。低压联络开关19设置在低压联络柜9内，分别与第一母排和第二母排的母线连接，通过操作具有连通所述第一母排和所述第二母排的母线的第一状态，和断开所述第一母排和所述第二母排的母线的第二状态。
如图4所示，为本实施例箱式变电站内设备的电路连接图，其中自左至右依次为高压进线柜20、高压计量柜21、高压出线柜22、变压器柜、低压进线柜6、低压出线柜7、低压电容柜8和低压联络柜9。其中，高压进线柜20用于与高压电网电连接，高压进线柜20、高压计量柜21和高压出线柜22依次电连接，高压出线柜22与变压器柜内三绕组变压器10的第一绕组电连接，变压器柜内的三绕组变压器10的第二绕组与Ⅰ段母线11电连接，第二绕组与Ⅱ段母线12电连接。
Ⅰ段母线11通过低压进线柜6内的第一低压进线开关13与第一母排连接，所述第一母排包括：依次连接的第一低压进线开关13、第一低压出线开关15、第一低压电容17和低压联络开关19。
Ⅱ段母线12通过低压进线柜6内的第二低压进线开关14与第二母排连接，所述第二母排包括：依次连接的第二低压进线开关14、第二低压出线开关16、第二低压电容18和低压联络开关19。
如图5所示，为本实施例的低压室5的低压电容柜8的侧视结构示意图，在柜前设置有并列的两个低压电容的手动投切开关，通过上下推拉开关，切换低压电容的通断状态；第一母排或第二母排的母线通过手动投切开关后，分别与智能投切控制开关电连接。从图中可知，第一母排和第二母排的母线为并列的设置在柜体的上方，如此设置的母线能够使低压室5内的排线简洁，并且使各设备更加容易与母线接线。
如图6所示，为本实施例的高压室4的主视结构示意图，依次为高压出线柜22、高压计量柜21和高压进线柜20，其中高压出线柜22靠近变压器室3，便于与变压器接线，高压进线柜20靠近箱体1边缘，便于与高压电网接线。
工作原理
高压电网电源通过高压室4内高压进线柜20与本实施例的箱式变电站连接，高压进线柜20依次与高压计量柜21和高压出线柜22连接，通过高压计量柜21对负载用电量进行计量。
从高压出线柜22接出的高压交流电与变压器室3的三绕组变压器10中的第一绕组连接，从而使三绕组变压器10的第二绕组和第三绕组感应出电动势，其中第二绕组与Ⅰ段母线11电连接，第三绕组与Ⅱ段母线12电连接，所述Ⅰ段母线11和Ⅱ段母线12均伸入到低压室5，并分别与低压室5内的低压进线柜6上的不同的低压进线开关连接。具体的第一低压进线开关13与Ⅰ段母线11电连接，第二低压进线开关14与Ⅱ段母线12电连接，所述第一低压进线开关13与第一低压出线开关15、第一低压电容17和低压联络开关19构成第一母排，所述第二低压进线开关14与第二低压出线开关16、第二低压电容18和低压联络开关19构成第二母排，第一母排和第二母排的母线通过低压联络开关19的操作进行通断。
当其中一条母排上的低压进线开关故障时，可通过低压联络开关19将第一母排和第二母排连通，使第一母排和第二母排串联，至少可以保证一半的负荷继续供电。
每年配电室需要1-2次的停电检修维护，在进行有意的停电时，由于有两路供电，因此可以单路停电进行检修，在一定程度上保证负载的正常运行。
对于重要的负荷，在末端配电时，可以使用双电源系统，将其电源分别取自两端母线，这样，故障停电或检修停电的影响就更小了。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.箱式变电站，其特征在于，包括：
箱体(1)，内部具有检修通道(2)；
变压器室(3)，设置在检修通道(2)的一侧，并位于所述箱体(1)内部的一角处；
高压室(4)，与所述变压器室(3)并列的设置在检修通道(2)的同一侧，并位于所述箱体(1)内部的另一角处；
低压室(5)，与所述变压器室(3)和所述高压室(4)相对地设置在所述检修通道(2)的另一侧；
所述变压器室(3)内具有一台三绕组变压器(10)，所述三绕组变压器(10)的第一绕组与高压室(4)内的高压出线柜(22)电连接，第二绕组通过Ⅰ段母线(11)与低压室(5)内的第一母排电连接，第三绕组通过Ⅱ段母线(12)与低压室(5)内的第二母排电连接。
2.根据权利要求1所述的箱式变电站，其特征在于，所述低压室(5)内具有低压开关柜，所述低压开关柜包括：
第一母排，通过第一低压进线开关(13)与Ⅰ段母线(11)电连接，所述第一母排内还连接有第一低压出线开关(15)、第一低压电容(17)和低压联络开关(19)；
第二母排，通过第二低压进线开关(14)与Ⅱ段母线(12)电连接，所述第二母排内还连接有第二低压出线开关(16)、第二低压电容(18)和低压联络开关(19)。
3.根据权利要求2所述的箱式变电站，其特征在于，所述第一低压电容(17)和所述第二低压电容(18)上分别设有电容器投切开关。
4.根据权利要求3所述的箱式变电站，其特征在于，所述电容器投切开关为智能控制开关。
5.根据权利要求4所述的箱式变电站，其特征在于，所述智能控制开关内设有PLC数据采集模块。
6.根据权利要求2所述的箱式变电站，其特征在于，所述低压联络开关(19)具有连通所述第一母排和所述第二母排的母线的第一状态，和断开所述第一母排和所述第二母排的母线的第二状态。
7.根据权利要求2所述的箱式变电站，其特征在于，所述第一低压出线开关(15)和所述第二低压出线开关(16)采用抽屉开关。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的箱式变电站，其特征在于，所述高压室(4)内具有依次设置的高压进线柜(20)、高压计量柜(21)和高压出线柜(22)，所述高压进线柜(20)用于与高压电网电连接，所述高压计量柜(21)连接在所述高压进线柜(20)和所述高压出线柜(22)之间。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的箱式变电站，其特征在于，所述低压室(5)内具有依次设置的低压进线柜(6)、低压出线柜(7)、低压电容柜(8)和低压联络柜(9)。
10.根据权利要求9所述的箱式变电站，其特征在于，所述低压进线柜(6)内设有第一低压进线开关(13)和第二低压进线开关(14)，所述低压出线柜(7)内设有第一低压出线开关(15)和第二低压出线开关(16)，所述低压电容柜(8)内设有第一低压电容(17)和第二低压电容(18)，所述低压联络柜(9)内设有低压联络开关(19)。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Luming Inventor after: Hou Fanwu Inventor after: Yang Jia Inventor after: Wang Huaiping Inventor after: Lin Yunjiu Inventor after: Tang Fangle Inventor after: Gu Jingxian Inventor after: Hu Yunfei Inventor before: Hou Fanwu Inventor before: Yang Jia Inventor before: Wang Huaiping Inventor before: Lin Yunjiu Inventor before: Tang Fangle Inventor before: Gu Jingxian Inventor before: Hu Yunfei |
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