CN111064164A - 一种双重保护箱式变电站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种双重保护箱式变电站，包括箱体，变压组件的两个绕组通过双重保护装置连接，双重保护装置设置在变压室正面上的外接维修室；双重保护装置包括安装箱体内的防护外壳，以及设置在防护外壳内部的中空底板，中空底板上铰接有绝缘控电桥，中空底板的上表面在靠近绝缘控电桥的铰接端位置设有压缩弹簧，压缩弹簧与绝缘控电桥的下表面连接，绝缘控电桥的中间位置设有金属片，中空底板的内部设有用于吸附金属片的电磁铁，绝缘控电桥在远离铰接端的端部设有通电触片，中空底板上设有两组接线柱；本方案采用双重保护装置对变压组件的两个绕组同时通电和断电，提高变压组件的使用安全性能，方便后期维护。

Description

一种双重保护箱式变电站

技术领域

本发明实施例涉及变电站技术领域，具体涉及一种双重保护箱式变电站。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中，同时在用户端还设有降压变电站，将高压电网降压至标准电压输入到用电端。

箱式变压站是变电站的典型代表，是一种高压开关设备、配电变压器和低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备，即将变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。箱式变电站适用于矿山、工厂企业、油气田和风力发电站，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置。

为了保证箱式变压站变压器组件的安全性能，常使用紧急保护电路对变压器组件进行安全保护，但是现有的紧急保护装置还存在以下缺陷：

为了防止变压组件长期工作后，出现过载或者过温的情况，常在变压组件的一次绕组输入端和二次绕组输出端上分别安装紧急保护装置，分别用于根据变压组件的电压电流和温度，调控变压组件的通断，由于两个紧急保护装置单独进行通断控制，因此当一个绕组断路后，另一个绕组正常通电工作，造成资源浪费，并且影响对变压组件的正常维护操作。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种双重保护箱式变电站，采用双重保护装置对变压组件的两个绕组同时通电和断电，提高变压组件的使用安全性能，方便后期维护，以解决现有技术中需要两个电路保护装置保护变压组件的一次绕组和二次绕组，控制复杂，不方便维护的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种双重保护箱式变电站，包括箱体以及在所述箱体内顺次设置的低压室、变压室和高压室，所述变压室的变压组件与所述低压室内的低压组件之间通过双重保护装置连接，所述变压室的变压组件与所述高压室内的高压组件之间也通过双重保护装置连接，所述双重保护装置设置在所述变压室正面上的外接维修室；

所述双重保护装置包括安装所述外接维修室内的防潮外壳，以及设置在防潮外壳内部的中空底板，所述中空底板上铰接有绝缘控电桥，所述绝缘控电桥的中间位置设有金属片，所述中空底板上设有用于吸附所述金属片的电磁铁，所述绝缘控电桥末端设有通电触片，所述通电触片下方的所述中空底板上设有两组接线柱；

所述变压组件的一次绕组线圈与低压输电线均安装在其中一组接线柱上，所述变压组件的二次绕组线圈与高压输电线均安装在另一组接线柱上。

作为本发明的一种优选方案，两组所述接线柱的顶端设有与通电触片接触导电的触点。

作为本发明的一种优选方案，所述中空底板的上表面在靠近所述绝缘控电桥的铰接端位置设有压缩弹簧，所述压缩弹簧与绝缘控电桥的下表面连接。

作为本发明的一种优选方案，所述电磁铁的电源端设有自动开关，所述自动开关连接有安全监控系统，所述安全监控系统包括过载检测系统和过温检测系统，所述安全监控系统用于实时监测变压器组件的温度变化、电流变化和电压变化，并根据变压器组件的温度值、电流值和电压值控制自动开关的闭合和断开。

作为本发明的一种优选方案，所述过载检测系统包括分别设置在变压器一次绕组和二次绕组上的电流监测器和电压监测器，所述电流监测器和电压监测器连接有过载处理单元，并且所述电流监测器和电压监测器安装在过载处理单元的输入端，所述自动开关安装在过载处理单元的输出端。

作为本发明的一种优选方案，所述过温检测系统包括分别设置在变压组件一次绕组和二次绕组上的温度传感器，所述温度传感器连接有过温处理单元，并且所述温度传感器安装在过温处理单元的输入端，所述自动开关安装在过温处理单元的输出端。

作为本发明的一种优选方案，所述中空底板在靠近绝缘控电桥的铰接端位置还设有制动机构，所述制动机构用于避免绝缘控电桥复位发生的振荡，所述制动机构包括设置在绝缘控电桥两侧的竖向撑板，所述竖向撑板的上端设有用于避免绝缘控电桥复位振荡的制动条。

作为本发明的一种优选方案，所述绝缘控电桥的倾斜两侧面上设有倾斜切割槽，所述制动条的表面设有与倾斜切割槽倾斜方向相反的制动条。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明实时监测变压组件的工作电流、工作电压和工作温度，当三个均处于正常范围时，双重保护装置才控制变压组件通电正常工作，一旦任意一个参数超过正常范围，即对变压组件的两端均断开连接，避免高压电网的电流进入变压组件二次绕组内，变压组件暂停工作，提高变压组件的工作安全性能；

(2)本发明利用一个双重保护装置即可控制变压组件两级绕组的通断，操控简单，方便后期对变压组件的维护，避免在变压组件两端分别安装保护电路造成的控制复杂，防止出现控制条件混乱影响安全性能的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中箱式变压站箱体的结构示意图；

图2为本发明实施方式中双重保护装置整体结构示意图；

图3为本发明实施方式中制动机构的侧视结构示意图结构示意图；

图4为本发明实施方式中双重保护装置的工作控制原理结构框图；。

图中：

1-箱体；3-低压室；4-制动机构；5-自动开关；6-变压室；7-高压室；8-外接维修室；9-双重保护装置；11-安全监控系统；

401-竖向撑板；402-制动条；403-倾斜切割槽；404-制动条；

901-防护外壳；902-中空底板；903-绝缘控电桥；904-压缩弹簧；905-电磁铁；906-通电触片；907-接线柱；908-金属片；

1101-电流监测器；1102-电压监测器；1103-过载处理单元；1104-温度传感器；1105-过温处理单元。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。

如图1至图4所示，本发明提供了一种双重保护箱式变电站，包括箱体1，以及设置在箱体1正面的箱门，在所述箱体1内顺次设置有低压室3、变压室6和高压室7，所述变压室6的变压组件与所述低压室3内的低压组件之间通过双重保护装置9连接，所述变压室6的变压组件与所述高压室7内的高压组件之间也通过双重保护装置9连接，所述双重保护装置9设置在所述变压室6正面上的外接维修室8。

本实施方式提供了一个双重保护装置9，在双重保护装置9上设置了两组接线柱，分别安装在变压组件的一次绕组输入端和二次绕组输出端，因此实现对变压组件的双重保护，对变压组件进行过载保护和过温保护。

另外将双重保护装置9设置在外接维修室8内，如果双重保护装置9本身损坏，则直接打开外接维修室8即可快速维修，而不用打开箱体1，在箱体内找到双重保护装置9的位置进行维护，对双重保护装置9的维修方便，实现简单。

如图2所示，双重保护装置9包括安装箱体内的防护外壳901，以及设置在防护外壳901内部的中空底板902，所述中空底板902上铰接有绝缘控电桥903，所述中空底板902的上表面在靠近所述绝缘控电桥903的铰接端位置设有压缩弹簧904，所述压缩弹簧904与绝缘控电桥903的下表面连接。

所述绝缘控电桥903的中间位置设有金属片904，所述中空底板902的内部设有用于吸附金属片904的电磁铁905，所述绝缘控电桥903在远离铰接端的端部设有通电触片906，所述中空底板902上设有两组接线柱907，通电触片906与两个接线柱907连接实现电量传输。

由于变压组件的一次绕组线圈与低压输电线分别安装在其中一组接线柱907上，所述变压组件的二次绕组线圈与高压输电线分别安装在另一组接线柱907上，电磁铁905通电后，电磁铁905吸附金属片904，绝缘控电桥903向下旋转，通电触片906与接线柱907连接时，即实现变压组件一次绕组电源端与低压输电线之间的电性接通，以及变压组件二次绕组输出端与高压输电线之间的电性接通。

电磁铁905断电后，电磁铁905不吸附金属片904，绝缘控电桥903向上旋转，通电触片906与接线柱907断开连接，即实现变压器组件的断电。

电磁铁905的电源端设有自动开关5，所述自动开关5连接有安全监控系统11，所述安全监控系统11包括过载检测系统和过温检测系统，所述安全监控系统11用于实时监测变压器组件的温度变化、电流变化和电压变化，并根据变压器组件的温度值、电流值和电压值控制自动开关5的闭合和断开。

在实际运行的情况下，大部分变压器的负荷都不是始终稳定的，负载每昼夜、各季节都在变动，变压器过载和过温均会产生变压器老化，对变压器的使用寿命造成严重的危害，因此需要对实时监测变压器组件的温度变化、电流变化和电压变化，一旦发现变压器出现过载或者过温情况，即断开变压器的工作，降低变压器的劳动强度，待变压器恢复至正常状态时，再重新启动工作。

如图4所示，过载检测系统包括分别设置在变压器一次绕组和二次绕组上的电流监测器1101和电压监测器1102，电流监测器1101和电压监测器1102连接有过载处理单元1103，并且电流监测器1101和电压监测器1102安装在过载处理单元1103的输入端，自动开关5安装在过载处理单元1103的输出端。

过温检测系统包括分别设置在变压组件一次绕组和二次绕组上的温度传感器1104，所述温度传感器1104连接有过温处理单元1105，并且所述温度传感器1104安装在过温处理单元1105的输入端，所述自动开关5安装在过温处理单元1105的输出端。

电流监测器1101和电压监测器1102实时监测变压组件的工作电流和工作电压，温度传感器1104实时监测变压组件的工作温度：

当工作电流和工作电压均处于正常额定值内，并且工作温度也处于正常范围时，过载处理单元1103控制自动开关5闭合，电磁铁905通电，电磁铁905吸附绝缘控电桥903的金属片908，绝缘控电桥903绕铰接位置旋转并下挤压缩弹簧904，通电触片906与接线柱907接触。此时变压组件的一次绕组与低压输电线接通，变压组件的二次绕组与高压输电线接通，变压组件的通电回路接通，此时变压组件的正常工作，并且压缩弹簧904受压形成反弹力；

当工作电流或者工作电压超过额定值过载时，或者工作温度超过正常范围，过载处理单元1103控制自动开关5断开，电磁铁905断电，电磁铁905无法吸附绝缘控电桥903的金属片908，绝缘控电桥903在压缩弹簧904的反弹作用下复位，通电触片906与接线柱907脱离接触。此时变压组件的一次绕组与低压输电线断开，变压组件的二次绕组与高压输电线断开，变压组件的通电回路断电，此时变压组件的暂停工作。

由于本实施方式的变压组件作用是将发电低压通过升压传输到高压电网中进行电量输送。

因此本发明的主要特征点在于：当变压组件的工作电流、工作电压和工作温度均处于正常范围时，双重保护装置9才控制变压组件通电正常工作，一旦任意一个参数超过正常范围，即对变压组件的两端均断开连接，避免高压电网的电流进入变压组件二次绕组内，变压组件暂停工作，等待维护或者等待温度下降至正常范围，重新启动工作。

但是由于压缩弹簧904在复位时绝缘控电桥903会产生振荡，通电触片906与接线柱907的断开接触不稳定，存在安全隐患，因此为了保证绝缘控电桥903在复位时的稳定性，因此在本实施方式的中空底板902靠近绝缘控电桥903的铰接端位置还设有制动机构4。

如图3所示，制动机构4避免绝缘控电桥903复位发生的振荡，制动机构4包括设置在绝缘控电桥903两侧的竖向撑板401，所述竖向撑板401的上端设有用于避免绝缘控电桥903复位振荡的制动条402，并且所述绝缘控电桥903的两侧面上设有倾斜切割槽403，所述制动条402的表面设有与倾斜切割槽403倾斜方向相反的制动齿条404。

因此当绝缘控电桥903复位时，绝缘控电桥903的高度上升，绝缘控电桥903与制动条402接触位置的断截面为梯形，所述制动条402的内侧面与绝缘控电桥903的断截面平行，因此当绝缘控电桥903复位到原始位置时，制动条402内侧面的制动齿条404刚好匹配到绝缘控电桥903两侧面的倾斜切割槽403内，此时可实现对压缩弹簧904的制动作用，防止压缩弹簧904的振荡作用。

由于制动齿条404和倾斜切割槽403相互卡定，制动压缩弹簧904继续的拉伸，保证压缩弹簧904复位到原始位置，制动齿条404和倾斜切割槽403的卡定方式并不影响绝缘控电桥903的向下转动，因此不妨碍电磁铁905正常的吸附作用。

因此作为本发明的主要特征点之四，本发明在继电器断开连接的时候，为了避免通电触片906在弹簧的作用下振荡引起的安全隐患，特在绝缘控电桥903的两侧设置制动机构，当绝缘控电桥903复位到原始位置时，可实现对压缩弹簧904的制动作用，防止压缩弹簧904的振荡作用，提高箱式变压站的整体安全性能。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种双重保护箱式变电站，其特征在于：包括箱体(1)以及在所述箱体(1)内顺次设置的低压室(3)、变压室(6)和高压室(7)，所述变压室(6)的变压组件与所述低压室(3)内的低压组件之间通过双重保护装置(9)连接，所述变压室(6)的变压组件与所述高压室(7)内的高压组件之间也通过双重保护装置(9)连接，所述双重保护装置(9)设置在所述变压室(6)正面上的外接维修室(8)；

所述双重保护装置(9)包括安装所述外接维修室(8)内的防潮外壳(901)，以及设置在防潮外壳(901)内部的中空底板(902)，所述中空底板(902)上铰接有绝缘控电桥(903)，所述绝缘控电桥(903)的中间位置设有金属片(904)，所述中空底板(902)上设有用于吸附所述金属片(904)的电磁铁(905)，所述绝缘控电桥(903)末端设有通电触片(906)，所述通电触片(906)下方的所述中空底板(902)上设有两组接线柱(907)；

所述变压组件的一次绕组线圈与低压输电线均安装在其中一组接线柱(907)上，所述变压组件的二次绕组线圈与高压输电线均安装在另一组接线柱(907)上。

2.根据权利要求1所述的一种双重保护箱式变电站，其特征在于：两组所述接线柱(907)的顶端设有与通电触片(906)接触导电的触点。

3.根据权利要求1所述的一种双重保护箱式变电站，其特征在于：所述中空底板(902)的上表面在靠近所述绝缘控电桥(903)的铰接端位置设有压缩弹簧(904)，所述压缩弹簧(904)与绝缘控电桥(903)的下表面连接。

4.根据权利要求1所述的一种双重保护箱式变电站，其特征在于：所述电磁铁(905)的电源端设有自动开关(5)，所述自动开关(5)连接有安全监控系统(11)，所述安全监控系统(11)包括过载检测系统和过温检测系统，所述安全监控系统(11)用于实时监测变压器组件的温度变化、电流变化和电压变化，并根据变压器组件的温度值、电流值和电压值控制自动开关(5)的闭合和断开。

5.根据权利要求4所述的一种双重保护箱式变电站，其特征在于：所述过载检测系统包括分别设置在变压器一次绕组和二次绕组上的电流监测器(1101)和电压监测器(1102)，所述电流监测器(1101)和电压监测器(1102)连接有过载处理单元(1103)，并且所述电流监测器(1101)和电压监测器(1102)安装在过载处理单元(1103)的输入端，所述自动开关(5)安装在过载处理单元(1103)的输出端。

6.根据权利要求4所述的一种双重保护箱式变电站，其特征在于：所述过温检测系统包括分别设置在变压组件一次绕组和二次绕组上的温度传感器(1104)，所述温度传感器(1104)连接有过温处理单元(1105)，并且所述温度传感器(1104)安装在过温处理单元(1105)的输入端，所述自动开关(5)安装在过温处理单元(1105)的输出端。

7.根据权利要求1所述的一种双重保护箱式变电站，其特征在于：所述中空底板(902)在靠近绝缘控电桥(903)的铰接端位置还设有制动机构(4)，所述制动机构(4)用于避免绝缘控电桥(903)复位发生的振荡，所述制动机构(4)包括设置在绝缘控电桥(903)两侧的竖向撑板(401)，所述竖向撑板(401)的上端设有用于避免绝缘控电桥(903)复位振荡的制动条(402)。

8.根据权利要求7所述的一种双重保护箱式变电站，其特征在于：所述绝缘控电桥(903)的倾斜两侧面上设有倾斜切割槽(403)，所述制动条(402)的表面设有与倾斜切割槽(403)倾斜方向相反的制动条(404)。

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