CN111917042A - 35kV撬装一体式移动变电站 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及35kV撬装一体式移动变电站，属于变电站建设技术领域，所要解决的技术问题是提供35kV撬装一体式移动变电站，采用的方案为：变电站房体固定于撬座上方，变电站房体内设置有变压器室、10kV环网柜室、监控室和进线室，进线室包括35kV进线电缆接线室、储物货架室和35kV高压柜室，监控室内部设置有监控系统平台、UPS电源和站用变压器，35kV高压柜与35kV架空线路电气连接，10kV环网柜、12.5MVA油浸式主变压器与35kV高压柜电气连接，10kV环网柜与站用变压器电气连接；本发明提供了移动式撬装变压供电系统，只需要将移动变电站安放在地面上，随着需要随时移动。
Description
技术领域
本发明属于变电站建设技术领域，具体涉及 35kV撬装一体式移动变电站。
背景技术
油田、煤矿开采设备在户外作业时，需要建造专用的变电站与电网相连接，实现供电。传统的变电站大部分为土建结构，每建造一个变电站需要对土地进行规划，再投入基建进行建造。即投入大量的人力、物力和财务。由于开采的不定因素情况，短则几个月，长则几年几十年，需要进行移动和搬迁，则又需要重新建造一座变电站，耗费大量的资源。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了 35kV撬装一体式移动变电站，本移动式撬装变压供电系统，不需要基建和土地规划，只需要将移动变电站安放在地面上，随着需要随时移动。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： 35kV撬装一体式移动变电站，包括：变电站房体和撬座，方体状的所述变电站房体固定于所述撬座上方，变电站房体防护等级不低于IP54，所述变电站房体内设置有变压器室、10kV环网柜室、监控室和进线室，各个功能隔室明确划分，完全间隔，所述10kV环网柜室、监控室和变压器室由左至右依次设置，所述进线室设置于所述变压器室和监控室的后侧，所述进线室包括由左向右依次设置的35kV进线电缆接线室、储物货架室和35kV高压柜室；
所述35kV高压柜室内部设置有35kV高压柜，所述10kV环网柜室内部设置有10kV环网柜，所述变压器室内设置有12.5MVA油浸式主变压器，所述监控室内部设置有监控系统平台、UPS电源和站用变压器，所述35kV高压柜通过35kV进线电缆接线室内部的进线柜与35kV架空线路电气连接，采用高压铠装三芯软电缆，将35kV电源从架空线路电线杆引至35kV高压柜，进线柜通过630A真空断路器，将35kV输入电源送入12.5MVA油浸式主变压器，为电驱动系统提供电源，所述10kV环网柜、12.5MVA油浸式主变压器与所述35kV高压柜电气连接，所述站用变压器与所述10kV环网柜电气连接，所述监控系统平台、UPS电源与所述站用变压器电气连接，所述站用变压器用于向所述移动变电站内部用电提供电力。
所述变压器室、10kV环网柜室、监控室、35kV进线电缆接线室、储物货架室和35kV高压柜室的外墙上均设置有维修门，维修门上均安装有门锁和铰链。
所述10kV环网柜采用1进5出开关柜，所述10kV环网柜包括：35kV变电保护、应急动力变配电系统及机电安全互锁保护。主动力由35kV/50Hz电网经变压器降压到AC10kV，为电驱动系统供电、照明及控制用电标准为220V/50Hz.具有过电压、过电流、缺相、三相不平等保护及电压、电流、耗能及带电显示；所述10kV环网柜包括：箱型金属封闭开关柜、主变保护屏、35kV开闭所，所述10kV环网柜将所有带电部件与开关完全密封，与外界隔绝。全密封系统使内部开关和所有带电部分不受外部环境变化的影响，确保了可靠性高、人员安全以及实际上的免维护。所述10kV环网柜的额定电压：40.5kV； 额定频率：50Hz；断路器的额定电流为630A；电流互感器定额电流为300A；所述10kV环网柜的外壳采用金属材料，主回路的一切组件均安装在金属外壳内，外壳的金属部件到提供的接地点之间通过30ADC)电流时，其压降不得超过3V；盖板和门是壳的一部分，由金属制成，在正常操作和维护时不需要打开的盖板，若不使用工具，不能打开、拆下或移动盖板。所述10kV环网柜室4上还设置有观察窗，观察窗使用机械强度与外壳相装的防火透明材料遮盖，同时有足够的电气间隙和静电屏蔽措施，防止形成危险的静电电荷。
所述UPS电源用于为系统高压失电时提供操作电源；所述站用变压器一次侧为10kV进线，二次侧输出380V，容量满足移动变电站各室控制电及其他辅助用电，容量不小于30kVA。
所述监控系统平台上安装有数据采集处理系统，所述监控系统平台在作业现场中控室实现远程监测系统电参量，实现远程分闸。
所述12.5MVA油浸式主变压器的冷却方式采用0NAN/ONAF，额定频率：5Hz，额定容量15kVA(绕组平均温升65K），定额电压为高压侧35kV，低压侧15kV，容量比：15000kVA/15000kVA； 局部放电水平：在1.5倍最高相电压下：≤50pC；噪音水平：当冷却器全部投入运行时，在距离变压器2m处沿四周测量，噪音水平不超过85dB；无线电干扰：在1.1倍最高相电压时的无线电干扰电压不大于2500μV；无可见电晕；在定额频率下，规定变压器能在高于105%但不超过100%额定电压下运行，绕组绝缘耐热等级：A级；所述12.5MVA油浸式主变压器还包括：胶囊储油柜、有载分接开关、风机、散热器和风控箱，所述12.5MVA油浸式主变压器的铁芯选用30Q120冷轧硅钢片，线圈采用无氧铜线TBR，胶囊储油柜容积为4.6T。所述12.5MVA油浸式主变压器的外形尺寸为：4m×2.8m×2.85m，总重为24T，空载损耗≤10kW ，负载损耗≤68kW，阻抗8%，空载电流≤0.5%，所述12.5MVA油浸式主变压器的保护功能：差动速断保护、比率差动保护、CT断线告警投退、CT断线闭锁差动投退、本体重瓦跳闸、本体轻瓦斯告警、调压重瓦斯跳闸、调压轻瓦斯告警、压力释放跳闸、油位高告警、风冷消失告警、油位低告警、高温告警、超温告警、开门告警，通讯：RS485总线通讯；胶囊储油柜在40℃、满负载状态下油不溢出，在-15℃未投入使用时，储油柜有可见油位；油箱安装压力释放装置及报警装置，安装有有载调压分接开关；高低压侧选用母线式瓷套管。
所述35kV高压柜采用屋内型，SF6气体绝缘金属封闭高压开柜，具有遥信遥控、RS485通讯功能，额定电压即最高电压为40.5kV，额定频率为50Hz，额定短路持续时间为4s，额定绝缘水平：辅助回路和控制回路1min工频耐受电压2kV方均根值；断路器、隔离开关的额定峰值耐受电流等于2.5倍额定短时耐受电流的数值；温升：对于可能触及的外壳和盖板，其温升不得超过20K；不可能触及的外壳的温升不得超过60K；导体表面温升不得超过55K；分、合闸线圈和辅助回路的额定电压：AC220V；以空气作绝缘介质的柜中各组件及其支持绝缘件的外绝缘爬电比距：纯瓷绝缘≥20mm/kV；有机绝缘≥22mm/kV； 真空断路器合闸弹跳时间不大于2ms；分闸反弹幅值不应超过额定开距的20%；所述35kV高压柜的外壳采用金属，并具有较高的机械、抗震强度，外形美观，柜体表面喷涂要采用先进工艺，具有面漆美观、附着力强、硬度高、耐腐蚀、抗老化、保光保色性好等性能。所述35kV高压柜采用箱式结构，由若干相互直接连接在一起的单独组件构成。进出线柜总宽度2*800mm，总深1300mm，总高2400mm。所述35kV高压柜的金属隔板可靠接地，接地导体和接地开关能耐受额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流。每一高压柜之间的专用接地导体均相互连接，并通过专用端子连接牢固。
所述变电站房体采用集装箱式结构，维修门、门锁、铰链均采用集装箱式高强度器件，所述变电站房体的外墙采用瓦楞板，瓦楞板内附聚氨酯复合板保温层，瓦楞板与保温层采用断桥结构，瓦楞板与聚氨酯复合板保温层呈中空结构，中空结构用于有效防止热传导；所述变电站房体的顶部设置有隔热层，在保温层的上边在高出30mm整体铺设一侧铁板，有效防止太阳直射。
所述监控室内部还设置有1KW空调，保障室内的运行环境；所述35kV进线电缆接线室、35kV高压柜室、10kV环网柜室、监控室内部均设置有烟感报警器；所述变压器室、10kV环网柜室、监控室、35kV进线电缆接线室、储物货架室和35kV高压柜室内部均设置有照明灯，所述变电站房体的外部设置有若干个照明灯，并使用侧墙板内嵌式结构，房体两侧各面增加2盏，两头各增加1盏，照明灯与站用变压器电气连接。
所述移动变电站的的外形尺寸为9000×3000×3000mm，重量小于36T。所述移动变电站的输入额定电压 35kV、输出额定电压10kV、变压器容量12.5MVA。
所述储物货架室内部设置有储物货架。
所述撬座采用槽钢焊接而成。
所述移动变电站的环境要求：
海拔高度≤10m，若＞100m时减载使用；
抗震能力：1级以上；
防风沙性能：12级以上；
房体使用寿命：1年以上（正常使用）；
房体保温性能：k值低于26W/m2.k；
耐火等级：A级（不燃性）；
房体电器电制：AC220V/AC380V/50Hz；
防护等级：不低于IP44D。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
一、本发明采用移动式撬装变压供电系统，不需要基建和土地规划，只需要使用运输车将移动变电站运到指定位置，使用吊车安装于地面即可，使许多重大投资项目得到及时的供电保障，无论是维修现有变电站、为大型建筑工地临时供电，还是当城市遭受洪水、火灾、地震等突发自然灾害或事件造成停电时，本移动变电站都可以赶赴现场并迅速恢复电力供应，并节省了成本，投资少，最少可使用达三十年，并且可以满足各种工况下使用。
二、本发明的设计制造按照“先进、可靠、安全、方便、经济、满足ⅡSE”要求的原则，整机性能和制造质量达到国际水平，满足油田压裂的工作需要和变电系统在环境温度-29℃～+45℃、相对湿度＜90%下能可靠、稳定运行，具有防腐、防火、防沙、防震、防漏、保温等功能。
三、本发明具有“绿色化、智能化、高效化”，结构紧凑，使用、操作、维修方便，造型美观等特点。专为短期、紧急情况下，为电驱动系统提供智能可移动的供电电源，可适用于矿山、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。
四、本发明不仅具有环保、占地面积小，可随时移动等特点，同时移动变电站高效、可靠、省时的工作效率以及可应对许多自然灾害突发的情况，将被广泛应用于城市供电设施中。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明 35kV撬装一体式移动变电站的结构示意图。
图2为本发明 35kV撬装一体式移动变电站正视内部结构示意图。
图3为本发明 35kV撬装一体式移动变电站的俯视内部结构示意图。
图4为本发明 35kV撬装一体式移动变电站的后视内部结构示意图。
图5为本发明 35kV撬装一体式移动变电站的后视结构示意图。
图6为本发明 35kV撬装一体式移动变电站的A向视图。
图7为本发明 35kV撬装一体式移动变电站的B向视图。
图8为本发明 35kV撬装一体式移动变电站的C向视图。
图9为本发明 35kV撬装一体式移动变电站的D向视图。
图中：1为变电站房体，2为撬座，3为变压器室，4为10kV环网柜室，5为监控室，6为35kV进线电缆接线室，7为储物货架室，8为35kV高压柜室。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
35kV撬装一体式移动变电站，包括：变电站房体1和撬座2，方体状的所述变电站房体1固定于所述撬座2上方，变电站房体1防护等级不低于IP54，所述变电站房体1内设置有变压器室3、10kV环网柜室4、监控室5和进线室，各个功能隔室明确划分，完全间隔，所述10kV环网柜室4、监控室5和变压器室3由左至右依次设置，所述进线室设置于所述变压器室3和监控室5的后侧，所述进线室包括由左向右依次设置的35kV进线电缆接线室6、储物货架室7和35kV高压柜室8；
所述35kV高压柜室8内部设置有35kV高压柜，所述10kV环网柜室4内部设置有10kV环网柜，所述变压器室3内设置有12.5MVA油浸式主变压器，所述监控室5内部设置有监控系统平台、UPS电源和站用变压器，所述35kV高压柜通过35kV进线电缆接线室6内部的进线柜与35kV架空线路电气连接，采用高压铠装三芯软电缆，将35kV电源从架空线路电线杆引至35kV高压柜，进线柜通过630A真空断路器，将35kV输入电源送入12.5MVA油浸式主变压器，为电驱动系统提供电源，所述10kV环网柜、12.5MVA油浸式主变压器与所述35kV高压柜电气连接，所述站用变压器与所述10kV环网柜电气连接，所述监控系统平台、UPS电源与所述站用变压器电气连接，所述站用变压器用于向所述移动变电站内部用电提供电力。
所述变压器室3、10kV环网柜室4、监控室5、35kV进线电缆接线室6、储物货架室7和35kV高压柜室8的外墙上均设置有维修门，维修门上均安装有门锁和铰链。
所述10kV环网柜采用1进5出开关柜，所述10kV环网柜：包括35kV变电保护、应急动力变配电系统及机电安全互锁保护。主动力由35kV/50Hz电网经变压器降压到AC10kV，为电驱动系统供电、照明及控制用电标准为220V/50Hz.具有过电压、过电流、缺相、三相不平等保护及电压、电流、耗能及带电显示；所述10kV环网柜包括：箱型金属封闭开关柜、主变保护屏、35kV开闭所，所述10kV环网柜将所有带电部件与开关完全密封，与外界隔绝。全密封系统使内部开关和所有带电部分不受外部环境变化的影响，确保了可靠性高、人员安全以及实际上的免维护。所述10kV环网柜的额定电压：40.5kV； 额定频率：50Hz；断路器的额定电流为630A；电流互感器定额电流为300A；所述10kV环网柜的外壳采用金属材料，主回路的一切组件均安装在金属外壳内，外壳的金属部件到提供的接地点之间通过30ADC)电流时，其压降不得超过3V；盖板和门是壳的一部分，由金属制成，在正常操作和维护时不需要打开的盖板，若不使用工具，不能打开、拆下或移动盖板。所述10kV环网柜室4上还设置有观察窗，观察窗使用机械强度与外壳相装的防火透明材料遮盖，同时有足够的电气间隙和静电屏蔽措施，防止形成危险的静电电荷。
所述UPS电源用于为系统高压失电时提供操作电源；所述站用变压器一次侧为10kV进线，二次侧输出380V，容量满足移动变电站各室控制电及其他辅助用电，容量不小于30kVA。
所述监控系统平台上安装有数据采集处理系统，所述监控系统平台在作业现场中控室实现远程监测系统电参量，实现远程分闸。
所述12.5MVA油浸式主变压器还包括：胶囊储油柜、有载分接开关、风机、散热器和风控箱，所述12.5MVA油浸式主变压器的铁芯选用30Q120冷轧硅钢片，线圈采用无氧铜线TBR，胶囊储油柜容积为4.6T。所述12.5MVA油浸式主变压器的外形尺寸为：4m×2.8m×2.85m，总重为24T，空载损耗≤10kW ，负载损耗≤68kW，阻抗8%，空载电流≤0.5%，所述12.5MVA油浸式主变压器的保护功能：差动速断保护、比率差动保护、CT断线告警投退、CT断线闭锁差动投退、本体重瓦跳闸、本体轻瓦斯告警、调压重瓦斯跳闸、调压轻瓦斯告警、压力释放跳闸、油位高告警、风冷消失告警、油位低告警、高温告警、超温告警、开门告警，通讯：RS485总线通讯；胶囊储油柜在40℃、满负载状态下油不溢出，在-15℃未投入使用时，储油柜有可见油位；油箱安装压力释放装置及报警装置，安装有有载调压分接开关；高低压侧选用母线式瓷套管。
所述35kV高压柜采用屋内型，SF6气体绝缘金属封闭高压开柜，具有遥信遥控、RS485通讯功能，额定电压即最高电压为40.5kV，额定频率为50Hz，额定短路持续时间为4s，额定绝缘水平：辅助回路和控制回路1min工频耐受电压2kV方均根值；断路器、隔离开关的额定峰值耐受电流等于2.5倍额定短时耐受电流的数值；温升：对于可能触及的外壳和盖板，其温升不得超过20K；不可能触及的外壳的温升不得超过60K；导体表面温升不得超过55K；分、合闸线圈和辅助回路的额定电压：AC220V；以空气作绝缘介质的柜中各组件及其支持绝缘件的外绝缘爬电比距：纯瓷绝缘≥20mm/kV；有机绝缘≥22mm/kV； 真空断路器合闸弹跳时间不大于2ms；分闸反弹幅值不应超过额定开距的20%；所述35kV高压柜的外壳采用金属，并具有较高的机械、抗震强度，外形美观，柜体表面喷涂要采用先进工艺，具有面漆美观、附着力强、硬度高、耐腐蚀、抗老化、保光保色性好等性能。所述35kV高压柜采用箱式结构，由若干相互直接连接在一起的单独组件构成。进出线柜总宽度2*800mm，总深1300mm，总高2400mm。所述35kV高压柜的金属隔板可靠接地，接地导体和接地开关能耐受额定短时耐受电流和额定峰值耐受电流。每一高压柜之间的专用接地导体均相互连接，并通过专用端子连接牢固。
所述变电站房体1采用集装箱式结构，维修门、门锁、铰链均采用集装箱式高强度器件，所述变电站房体1的外墙采用瓦楞板，瓦楞板内附聚氨酯复合板保温层，瓦楞板与保温层采用断桥结构，瓦楞板与聚氨酯复合板保温层呈中空结构，中空结构用于有效防止热传导；所述变电站房体1的顶部设置有隔热层，在保温层的上边在高出30mm整体铺设一侧铁板，有效防止太阳直射。
所述监控室5内部还设置有1KW空调，保障室内的运行环境；所述35kV进线电缆接线室6、35kV高压柜室8、10kV环网柜室4、监控室5内部均设置有烟感报警器；所述变压器室3、10kV环网柜室4、监控室5、35kV进线电缆接线室6、储物货架室7和35kV高压柜室8内部均设置有照明灯，所述变电站房体1的外部设置有若干个照明灯，并使用侧墙板内嵌式结构，房体两侧各面增加2盏，两头各增加1盏，照明灯与站用变压器电气连接。
所述移动变电站的的外形尺寸为9000×3000×3000mm，重量小于36T。所述移动变电站的输入额定电压 35kV、输出额定电压10kV、变压器容量12.5MVA。
所述储物货架室7内部设置有储物货架。
所述撬座2采用槽钢焊接而成。
上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1. 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，包括：变电站房体（1）和撬座（2），方体状的所述变电站房体（1）固定于所述撬座（2）上方，所述变电站房体（1）内设置有变压器室（3）、10kV环网柜室（4）、监控室（5）和进线室，所述10kV环网柜室（4）、监控室（5）和变压器室（3）由左至右依次设置，所述进线室设置于所述变压器室（3）和监控室（5）的后侧，所述进线室包括由左向至依次设置的35kV进线电缆接线室（6）、储物货架室（7）和35kV高压柜室（8）；
所述35kV高压柜室（8）内部设置有35kV高压柜，所述10kV环网柜室（4）内部设置有10kV环网柜，所述变压器室（3）内设置有12.5MVA油浸式主变压器，所述监控室（5）内部设置有监控系统平台、UPS电源和站用变压器，所述35kV高压柜通过35kV进线电缆接线室（6）内部的进线柜与35kV架空线路电气连接，所述10kV环网柜、12.5MVA油浸式主变压器与所述35kV高压柜电气连接，所述站用变压器与所述10kV环网柜电气连接，所述监控系统平台、UPS电源与所述站用变压器电气连接，所述站用变压器用于向所述移动变电站内部用电提供电力。
2.根据权利要求1所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述变压器室（3）、10kV环网柜室（4）、监控室（5）、35kV进线电缆接线室（6）、储物货架室（7）和35kV高压柜室（8）的外墙上均设置有维修门，维修门上均安装有门锁和铰链。
3.根据权利要求1或2所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述10kV环网柜采用1进5出开关柜，所述10kV环网柜包括：35kV变电保护、应急动力变配电系统及机电安全互锁保护。
4.根据权利要求3所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述UPS电源用于为系统高压失电时提供操作电源；所述站用变压器一次侧为10kV进线，二次侧输出380V，容量不小于30kVA。
5.根据权利要求4所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述监控系统平台上安装有数据采集处理系统，所述监控系统平台在作业现场中控室实现远程监测系统电参量，实现远程分闸。
6.根据权利要求1或5所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述12.5MVA油浸式主变压器的额定频率：5Hz，额定容量15kVA，定额电压为高压侧35kV、低压侧15kV，容量比为15000kVA/15000kVA，所述12.5MVA油浸式主变压器还包括：胶囊储油柜、有载分接开关、风机、散热器和风控箱，所述12.5MVA油浸式主变压器的铁芯选用30Q120冷轧硅钢片，线圈采用无氧铜线TBR，胶囊储油柜容积为4.6T。
7.根据权利要求6所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述35kV高压柜采用屋内型，SF6气体绝缘金属封闭高压开柜，额定电压40.5kV，额定频率为50Hz，额定短路持续时间为4s。
8.根据权利要求1或7所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述变电站房体（1）的外墙采用瓦楞板，瓦楞板内附聚氨酯复合板保温层，瓦楞板与聚氨酯复合板保温层呈中空结构；所述变电站房体（1）的顶部设置有隔热层。
9.根据权利要求8所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述监控室（5）内部还设置有1KW空调，所述35kV进线电缆接线室（6）、35kV高压柜室（8）、10kV环网柜室（4）、监控室（5）内部均设置有烟感报警器；所述变压器室（3）、10kV环网柜室（4）、监控室（5）、35kV进线电缆接线室（6）、储物货架室（7）和35kV高压柜室（8）内部均设置有照明灯，所述变电站房体（1）的外部设置有若干个照明灯，照明灯与站用变压器电气连接。
10.根据权利要求9所述的 35kV撬装一体式移动变电站，其特征在于，所述移动变电站的的外形尺寸为9000×3000×3000mm，重量小于36T。
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